CN1032578A - 对设备中的零件进行抗震楔紧的楔紧装置、特别是楔紧蒸汽发生器的管子用的抗震杆 - Google Patents

Abstract

本装置由弯折成许多锯齿状部分的弹性金属带 制造的楔紧件，以及与上述楔紧件相配合的由扁平条 钢制造的楔紧件组成。在扁平条钢上有若干个开口， 开口间的距离与楔紧件的锯齿状部分之间的间距相 同。在楔紧件上有外支撑面和与扁平条钢相配合的 内支撑面。在本装置的未锁紧位置，内支撑面与开口 相重合，在锁紧位置，由于扁平条钢的移动，内支撑面 与扁平条钢相接触，从而使楔紧件相离开。

Description

本发明涉及一种可对设备上的零件进行抗震楔紧的楔紧装置，所述零件一般是排列成连续的若干排;特别是涉及一种用于楔紧增压水核反应堆用蒸气发生器管子的抗震杆。

增压水核反应堆有大量的管排，通常有好几千根管子，这些管子被弯成U形，因此每根管子都有两个直管部分和一个与两直管部分相连的半园形弯管。管子的直管部分的未端固定在管板上，并形成该管排管子的底部。把这些管子的弯曲部分并列就形成了该管排管子的顶部或“发髻”。

由于管排中管子弯曲部分的曲率半径随管子在该管排中的不同位置而不同，因此管排中的管子是互不相同的。通常，位于该管排中央部位的管子的弯曲部分的曲率半径较小，而位于周边上的管子弯曲部分的曲率半径较大。

这些管子在若干垂直平面内相互平行地排列着，并且以基本上恒定的距离相互隔开，该距离与管板上的相邻两排孔之间的距离相等。

管子的直管部分用隔离板横向地支撑，这些隔离板上带有许多小孔，它基本上是在管板上复制一套通孔。隔离板的边缘固定在围绕着管排的园柱形壳体上。

管排中管子的顶部（由基本上是等距离间隔的连续排列的各管排管子的弯曲部分组成）装有隔离板或楔紧件，它们放置在相邻两排管子之间所形成的间隔内。

无论是支撑直管部分的隔离板，还是在“发髻”处弯曲部分的支撑装置，都必须对管子作有效地支撑而又不妨碍与该管排管子的对外表面相接触的蒸气发生器的供水循环。反应堆最初使用的增压冷水在蒸气发生器各管排管子的内部循环，并且还允许该供给水在管子的外表面作循环接触时加热和蒸发。

当蒸气发生器处于工作状态时，高速循环的流体与管排中的管子相接触就会产生应力，这些应力会使管子产生振动。在蒸气发生器长期使用过程中，这会引起管子的磨损和损坏，特别是在隔离板处。

为了支撑管排“发髻”处的弯曲部分，已经有人建议使用放置在管排的各排管子之间的抗震杆式楔紧装置来使它们楔牢。

为了使抗震杆在“发髻”处插入相邻两排管子之间时没有困难，并且不会移动或损坏其弯曲部分，这种抗震杆的厚度必须小于两排管子之间的间隔宽度。

此外，如果考虑到管子和抗震杆的制造公差，抗震杆在“发髻”处的剩余安装间隙还要进一步增大。

抗震杆和管子之间较大间隙的存在，会在操作过程中引起振动，这种振动会伴随产生冲击和摩擦力，致使管子发生磨损或损坏。

因此，人们试图使用比较有效的抗震杆来实现“发髻”处管子的抗震楔紧。

例如曾经有人推荐使用在厚度方向可膨胀的抗震杆，这种抗震杆由一对连接在一起的可调整杆组成，该对调整杆可以在两个位置之间相互移动，在第一位置上，该抗震杆的厚度小于相邻两排管子之间的间距，在第二个位置上，抗震杆的厚度大于可调整杆在第一位置时的厚度。

按法国专利（申请号2，558，933）组成抗震杆的每一对可调节杆都有辅助杆部分，该部分有面对面放置的倾斜表面区，并形成纵向斜面，它们之间的相对移动可使抗震杆横向膨胀。

这种类型的装置结构复杂，并且在与两排管子的宽度方向相对应的横向上有很大的刚性。因此，它们很难适应在不同尺寸、不同形状或不同位置上的管排中工作。

此外、用这种抗震杆，改变施加在管子上的夹紧力是非常困难的，它完全是由杆上已加工出来的纵向斜面所确定并且不可改变。

最后，这种杆的横向膨胀在整个管排上都是恒定的，因此，当承受夹紧力的管子的母线不完全对中时，某些管子就不能达到有效的楔紧。

还有人提出，由放置在空心截面件中并且可以被移动拉开的细长楔紧件来制造抗震杆，在这种形式的抗震杆中，至少有一个楔紧件紧靠在一排管子上，当蒸气发生器运行时，可以通过紧靠在该楔紧件上的形状记忆合金件来自动地达到楔紧件的间隔。然而这种类型的结构必须使用生产和操作都相当困难的零件，并且该系统是不可逆的。当需要进行修理时，它不易拆卸。

本发明试图提供一种可对设备上的零件进行抗震楔紧的装置，所述零件一般是排列成连接的若干排，排与排之间基本上是以恒定的宽度隔开。该装置就插在相邻的两排零件之间。它由空心截面的组合件组成，在该组合件中，至少装有两个弹性楔紧件，以便相互间沿组合件的纵向作相对运动。该组合件中，还有辅助的工作面及有关的纵向位移装置，楔紧件相互间的位移是在纵向和与管排的宽度方向相应的横向这两个方向上作相对移动;楔紧件中至少有一个紧靠在某一排零件上。所述的楔紧装置的形状和结构简单，可以吸收在一排管子中的零件在尺寸上的不同和位置上的误差。

为此，由沿长度方向顺序弯折成许多横向锯齿形部分的弹性金属带构成的楔形件，其上有对置的两个支撑面，其中的一个面朝向组合支撑件的内侧，另一个面则朝向它们的外侧;一个扁平条钢，其上有许多开口，开口之间由扁平条钢的中间部分隔开，该中间部分的尺寸及它在扁平条钢的长度方向上的排列与弯折带料上的内支撑面的尺寸和排列相对应;与扁平条钢有关的纵向位移装置用于使扁平条钢在未锁紧位置和锁紧位置之间移动，在未锁紧位置上，内支撑面与扁平条钢上的开口相重合，在锁紧位置上，内支撑面与扁平条钢上的开口之间的中间部分相接触。

为了能更清楚地了解本发明，对下面给出的用于增压水核反应堆蒸气发生器的各种结构形式的抗震装置加以叙述，但是这些例子对本发明而言是非限制性的。

图1为装有本发明所述抗震杆的蒸气发生器的部分剖开的正视图;

图2为后面所述的本发明第一个实施例中所用的抗震杆的局部透视图;

图3为沿图2中3-3线截取的纵向剖面图;

图4为沿图3中4-4线截取的横剖面图;

图5为图2、3和图4中所示抗震杆楔紧件的分解透视图;

图6为楔紧件端部及其位移装置的透视图;

图7为在本发明第一个实施例改型方案中所用抗震杆的局部透视图;

图8为图7所示抗震杆的横剖面图;

图9为图7和图8所示抗震杆楔紧件的透视图;

图10为后面所述本发明第二实施例改型方案中所用抗震杆的透视图;

图11为图10所示抗震杆的横剖面图。

从图1可以看到：蒸气发生器包括一个外壳体1，在该壳体内配置着管排2，这些管子放在管排壳体3的内部。管排2中的管子4是UU形的，它们的端部穿过管板5，并固定在该管板上。

管排中的每一个U形管都有两个垂直的部分4a、4b和半园形的弯曲部分4c。图1中所示的管子4的一端被固定在管板5上的呈直线排列的孔内。在管排中构成一排的管子4在同一垂直平面内，有它们的中心轴线，该平面就是图1所示的剖面。这排管子4的弯曲部分的半径从边缘到中心逐渐减小。

为了防止产生横向应变，管子4的直线部分4a和4b由撑杆6支撑着，撑杆6沿管排的整个高度分布。

顺序排列成若干排的管子，其弯曲部分4c在与图1所示平面相垂直的方向上相隔很小的距离，在各排管子之间，该间隔距离近似为一个常数。

为了避免弯曲部分4c在与该排管子垂直的方向上振动，靡蛔閂形抗震杆7插入两排之间的每一个空间，每一个抗震杆都通过铰链8相连接的支杆7a和7b组成。抗震杆7由定位环10固定在被称为“发髻”的管排的顶部。

由图2可以看到抗震杆支杆7a在靠近“发髻”外表面的那个末端的具体结构。支撑杆7a由支撑件11和楔紧件12、13以及14组成。

从图4可以看到：支承件11是一个带有园角的长方形的中空截面件，这个长方形的中空截面是由两个槽钢沿着它们的纵向侧边连成一体而成。支撑件11的上平面和底面上都有一系列的长方形开口15，这些开口沿支撑件11的长度方向分布，开口之间的间距恒定。

从图3和图5可以看到，楔紧件12和13都是由金属带材构成，该金属带在其长度方向上顺序地被弯折成许多锯齿状部分，带料经弯折之后，每一金属带上都包括水平部分16和基本上是园柱形的园形部分17，水平部分16由园柱部分17隔开。此外，楔紧件12和13的端部还有弯折角超过90度的弯边18。

楔紧件14由一个扁平条钢制成，其上有间隔一定距离顺序规则排列的开口20，开口20贯穿扁平条钢的整个厚度。

从图2和图3中可以看出，支撑件11截面上的开区15、楔紧件12和13上的支撑面16和楔紧件14内的开口20的排列和尺寸应该使得它们能形成一个如图所示的抗震杆组合件。特别是开口15的尺寸比楔紧件12和13上的平面支撑部分16稍大一点，因此，在它们的锁紧位置上，这些平面支撑部分可以比支撑件11的上平面沿横向稍有凸出，这在下面将进一步说明。在该锁紧位置上，楔紧件12和13上的17部分支承在楔紧件14上的开口20之间的中间部分21上。

楔紧件14有一个端部22，它是一个带有园形通孔23的U形挂钩，销钉24刚性地固定在该U形挂钩上。

从图6中可以看出，固定在U形挂钩22上的销钉24，在U形挂钩的两个支叉之间有一个空闲位置，拔卸工具25的吊钩部分25a可以方便地插入其中。

楔紧件14上的U形挂钩22可用来在抗震杆组装时，装入组合支撑件11的末端部分中，在这个末端部分，组合支撑件11在抗震杆的长度方向上有两个相隔一定距离的孔。

每一个抗震杆都包括两个相同的支杆7a和7b，仿照园规的两个支脚的形式，两个支杆的一端用铰链8连接在一起。

支杆7a、7b用铰链件8连接在一起的一端与抗震杆位于“发髻”内部的一端相适应。抗震杆7的外端是指支杆7a和7b上装有件14的末端U形挂钩22的那一端部。

图2示出了抗震杆上的支杆7a的外端。

抗震杆的装配和使用方式将在下面叙述。

由弯折或许多锯齿状部分的带料所组成的楔紧件12和13，嵌入抗震杆的两个支杆7a和7b的支撑件11内，并且在其上固定。嵌入方式是支撑平面16朝向支撑件11的外部，并嵌入开口15中，楔紧件12和13两端各有一个弯折角大于90°的舌片（如舌片18），组装时，该舌片嵌入支撑件11上相应的长孔中。

楔紧件12和13上的园柱形支撑面17朝向内侧，楔形件14插到件12和13之间，插入方式是使内支撑面17与扁平条钢14上的开口20相对准，然后U形挂钩22上的孔23就与支撑件11上的孔26相对准，再将锁紧螺栓30（图6所示）拧入相重合的孔26和23中，以便把楔紧件14固定在上面所述的位置上，这个位置与抗震杆未锁紧位置相一致。实际上，两个楔紧件12和13是用它们的内支撑部分17相接触，外支撑部分16缩在组合支撑件的内部，抗震杆支杆的厚度与组合支撑件11的厚度e（图4）相一致，该厚度小于两排管子4之间的用于插入抗震杆的间隔距离（见图3）。

因此，按照本发明制作的抗震杆插入构成蒸气发生器的“发髻”的两排管子4之间是没有什么困难的，抗震杆7可在将它两条腿相互合拢的折叠位置插入两排管子之间。

然后再把支杆7a和7b的外端打开，使之达到它们靠近“发髻”外表面的确定位置。抗震杆的端部用图1所示的定位环10固定就位。

抗震杆支杆的端部伸到“发髻”的外面，以便操作者容易对它进行锁紧。

这种锁紧操作是从孔26和23处拆下锁紧螺栓30，在U形挂钩22的两个支叉之间插入拆卸器装置25的吊钩部分25a，以使吊钩与牵引销钉24相接合。然后利用装置25，通过销钉24将拉力施加到楔紧件14的末端，使它进入如图2和图3所示的锁紧位置，这时，楔紧件12和13上的内支撑面17支承在扁平条钢14的中间位置21上。在该位置上，U形挂钩22上的孔23与组合支撑件上的孔27相重合，锁紧螺栓30插入到孔27和23中。对抗震杆的两个支杆也施以同样的操作，使它们也固定在其锁紧位置上。在该位置上，扁平条钢14上的中间部分21使楔紧件12和13朝外移动并相互离开。

插在由管子4组成的各排管子之间的抗震杆，通过楔紧件12和13上的平面支撑部分16紧靠在管排的每一个管子4上，支撑部分16也因而被同管排4的间距完全一致的距离相隔开。

如果两个连续的管子4的直径不同，或者管子的位置稍有误差，弯折成锯齿形的带材12和13的弹性能够容易地消除这种局部的误差。在这种情况下，实际上为了调节这一误差，带材12或13上的相应的部分围绕支撑面17和扁平条钢上的21部分之间相接触的母线作少许转动。

就蒸气发生器来说，管子的直径约20毫米，两排管子之间的宽度稍大于10毫米，楔紧件12和13用厚度为1毫米或1.5毫米的不锈钢带制造。楔紧件14由厚度为3毫米的扁平条钢制造，楔紧件12和13上的锯齿状部分的高度约为4毫米。组合支撑件11的厚度e为10毫米，它也是由不锈钢制造的。为了减少中间部分21在与由不锈钢制造的楔紧件12和13的内支撑面17相接触时的磨损，扁平条钢件14使用铬钢制造。不锈钢制造的楔紧件12和13也是镀铬的。

组合支撑件11的宽度L（见图4）约为30-40毫米。

为了在抗震杆处于锁紧状态时，便于扁平条钢上的中间部分21在楔紧件12和13的内支撑面17之间的接合，楔紧件14上的开口20的边缘（该边缘限定了中间部分21的界线）都要倒成园角。由于园柱形部分17与中间部分21相接触处的迎角是可变的，在不增加扁平条钢14上总拉伸载荷的情况下，在它的移动行程的末端，可能产生最大的夹紧力。

这种类型的抗震杆可以消除间隙或相邻两个管子之间的直径差（其数量约为0.07毫米）。这是用楔紧件12或13的弹性弯曲变形（具有0.07毫米的挠度）来弥补的。弯折成锯齿形的带材中的最大应力约力为150兆帕），管子4上的夹紧力为110牛顿。

使用厚度为7毫米的锯齿形带材来代替1.5毫米的锯齿形带，在相同的应力（150兆帕）情况下，弯曲变形由0.07毫米变成0.1毫米，管子上的夹紧力则为50牛顿。为此，该装置在适应管排的要求方面有更大的灵活性。

按照本发明所制作的装置，其设计和使用都是简单的，因此可以达到有效的和合格的抗震楔紧，并且可以抵消管子直径的较小的误差和弥补管子在蒸气发生器的管排中的位置误差。

尽管图2-图6所示的实施例要求抗震杆在“发髻”上的放置位置相当精确，但是楔紧件12和13上用于支靠蒸气发生器管子4的每一个平面支撑部分16都有正、负半个间距的公差。

分别示于图7-图9以及图10、图11中的两种实施例改型方案都无需对抗震杆的放置位置提出要求。

在图7、图8和图9所示的第一种改型方案中，抗震杆的每一个支杆都有组合支撑件3，在它的中空截面的较大尺寸的侧面上，有一个矩形开口，因而在抗震杆的整个长度方向上形成了一个纵向良方形槽38。

如图7、图8和图9所示，抗震杆的支杆在组合支撑件31的内部有一个弯折成许多锯齿状部分的金属带构成的楔紧件32;有一个沿长度方向上有若干开口40的扁平条钢34以及一个T形截面的组合支撑板33，该支撑板的大面靠在扁平条钢34的一个面上。

弯折成锯齿状的带材32上有一系列的支撑面36和37，这些支撑面分别朝向抗震杆的外侧和内侧。支撑面36靠在组合支撑件31的内表面上，并用点焊固定在上述内表面上。平面37靠在扁平条钢34上离屏板33较远的那个平面上。

在图9中，该装置处于它的锁紧位置，扁平条钢34用它的位于开口40之间的中间部分39与弯折成锯齿状的带材32上的水平支撑面37相哟ァ?

如前所述，抗震杆被放置在蒸气发生器的“发髻”位置上，当它处于未锁紧位置时，扁平条钢34处于如下位置：其上的每一个开口40都与带材32上的水平支撑面37相重合。使扁平条钢34在长度方向上位移，让它的中间部分39与支撑面37相接触，就达到了锁紧位置。

排列成两排的管子4（抗震杆插入这两排管子之间）的楔紧是通过组合支撑件31的外表面和T形板33的水平面来实现的。这种装置可以避免要求抗震相对于两排管子4的精确定位，但是，该装置不能抵消管子之间的直径误差，也不能像图2-6中所示的装置一样弥补任何位置上的误差。

图10和图11示出了按照本发明第二种改型方案制造的抗震杆47，它包括一个组合支撑件41，其内固定着一个弯折成锯齿形的金属带材42和一个开有一系列开口50的扁平条钢44。弯折成锯齿形的带料42上有外支撑平面46和内支撑平面45。内支撑平面45与扁平条钢44相接触。组合支撑件41上有切口48，该切口允许弯折成锯齿形的带料42的外部也就是外支撑面46通过。弯折成锯齿形的带材42的外部被固定在一个水平支撑板43上，支撑板43固定在每一个外支撑面46上。

管子4的夹紧是在组合件41的外表面和支撑板43之间实现的。该装置的锁紧和未锁紧位置是通过如上所述的使扁平条钢44在沿杆47长度方向上的两个位置之间移动来完成的。两个位置中的一个如图10所示是锁紧位置，此时带材42上的支撑面45与扁平条钢44上位于开口50之间的中间位置49相接触。在抗震杆47的未锁紧位置，支撑面45被放在与开口50相重合的位置。

本发明并不受上面所述的实施例的限制。

因此，将弯折成锯齿状带材的形状构思成与上面所述的不同形式是可能的;设想使用一个或两个弯折成锯齿形带材或者平板或支撑带的中间位置靠在管子上也是可能的。

最后，按照本发明所制造的装置，可以用于与蒸气发生器的抗震杆不同的形式，通常可以楔入设备中的任何零件中间，这些零件在设备中连续地排列成若干排，排与排之间的间隔距离基本相等。

Claims (10)

1、一种对设备上的零件[4]进行抗震楔紧的楔紧装置，所述零件一般是排列成连续的若干排，排与排之间基本上是以恒定的宽度相隔开，该装置就插在相邻两排零件之间，它由空心截面的组合件[11、31、41]组成，在该组合件中至少装有两个楔紧件[12、13、14]，以便相互间沿组合件的纵向作相对运动，该组合件还有辅助的工作面及有关的纵向位移装置，楔紧件相互间的位移是在纵向和与管排的宽度方向相应的横向这两个方向上作相对移动；楔紧件[12、13]中，至少有一个紧靠在某排零件[4]上，其特征在于：楔紧件[12、13]中，至少有一个是在其长度方向上顺序地被弯折成许多个横向锯齿状部分的弹性金属带，楔紧件上有对置的两个支撑面[16，17；36、37；45、46]，其中的一个面朝向组合支撑件[11、31、41]的内部，而另一个面则朝向它的外部；组合件中还包括一个扁平条钢[14、34、44]，条钢上开有一些开口[20、40、50]这些开口由扁平条钢的中间部分[21、39、49]隔开，中间部分的尺寸及它在条钢[14、34、44]长度方向上的排列位置与弯折的带材[12、13；32、42]上的内支撑面[17、37、45]的尺寸和排列相对应；与扇平条钢[14、34、44]有关的纵向位移装置用于使扁平条钢在未锁紧位置和锁紧位置之间移动，在未锁紧位置上，内支撑面[17、37、45]与扁平条钢上的开口[20、40、50]相重合，在锁紧位置上，内支撑面与扁平条钢上开口[20、40、50]之间的中间部分[21，39，49]相接触。

2、根据权利要求1所述的楔紧装置，其特征在于：它包括两个楔紧件（12、13），每个楔紧件由一个弹性金属带构成，该金属带弯折成许多锯齿形部分，其上有支撑面（16），该支撑面朝向组合件（11）的外侧，并通过组合支撑件（11）的开口（15），一个扁平条钢（14）插在弯折成许多锯齿形部分的带材（12、13）的内支撑面（17）之间。

3、根据权利要求2所述的楔紧装置，其特征在于：弯折成许多锯齿形部分的带材上的内支撑面的形状基本上是园柱形的。

4、根据权利要求1所述的楔紧装置，其特征在于：该装置包括弯折成许多锯齿形部分的带衬（32），它的外支撑面（36）紧靠在组合件（31）的内表面上，它的内支撑面（37）紧靠在扁平条钢（34）上，而扁平条钢（34）的另一面又与支撑板（33）相接触，支撑板（33）的一部分伸出组合支撑件（31）之处。

5、根据权利要求1所述的楔紧装置，其特征在于：该装置还有一条弯折成许多锯齿形部分的金属带（42），它有一部分位于组合支撑件（41）的外面，该部分上有外支撑面（46）：它还有一部分在组合支撑件（41）的内部，该部分上有内支撑面（45），支撑面（45）与扁平条钢（44）相接触。

6、根据权利要求1-5中任一项所述的楔紧装置，其特征在于：确定扁平条钢（14、34、44）上中间部分（21、39、49）界线的开口（20、40、50）其边缘应倒成园角或斜面，以便于扁平条钢（14、34、44）沿锁紧方向的位移。

7、根据权利要求1-6中任一项所述的楔紧装置，其特征在于：扁平条钢（14、34、44）有一个端部（22），其上有孔（23），而在组合支撑件（11）上也有一个相应的端部，它用来容纳扁平条钢（14、34、44）上的末端（22），该末端还有两个孔（26、27），两孔分别在锁紧和未锁紧的位置上与孔（23）相重合，楔紧装置上还设有锁紧螺栓（30），用来插入孔（23、26）或者（23、27）中。

8、根据权利要求7所述的楔紧装置，其特征在于：扁平条钢（14、34、44）的端部（22）是具有两个分叉的U形钩，此外，在U形钩（22）的两个分叉之间，还装有易卸的拔卸器销（24）。

9、根据权利要求1-8中任一项所述的楔紧装置，其特征在于：该装置的应用至少当将抗震杆的一组支杆（7a、7b）配置在增压水蒸气发生器的管排（4）的顶部或“发髻”部分。

10、根据权利要求9所述的楔紧装置，其特征在于：应用该装置时，楔紧装置（7a、7b）要连接成对，以便形成一个抗震杆，并且仿照园规的形式，在一端铰接。

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