CN104314061B - 适用于海上核电平台的可拆卸式抗冰装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于海上核电平台的可拆卸式抗冰装置。它包括抗冰锥和自锁装置；抗冰锥由2个半圆台体经其大口径端面连接而成，且沿其轴向分为两部分锥体，两部分锥体的一侧面旋转连接，另一侧面通过自锁装置实现锁紧；抗冰锥还包括沿其轴向连接的一圆柱筒体；抗冰锥套设于待安装的海上平台的桩腿上；自锁装置包括自锁体和锁紧扣，自锁体设于一部分锥体上，锁紧扣设于另一部分锥体上；自锁体实现对所述两部分锥体之间的锁紧或解锁。本发明具有以下优点：圆柱筒体采用半圆筒体构造卡住桩腿，同时内焊固定销方便抗冰装置安装时实现顺利定位；抗冰装置能够实现反复安装和拆卸的需要；抗冰锥可以减小冰荷载和冰激振动，避免平台受到海冰的破坏。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于海上核电平台的可拆卸式抗冰装置，属于海洋工程技术领域。
背景技术
海冰是高纬度海域海洋结构物设计和安全运营的重要影响因素，海冰在与海洋结构物相互作用时总是要设计成海冰先遭到破坏，我国渤海和黄海北部每年都出现不同程度的冰冻。目前渤海重冰区固定平台导管架通常在桩腿上的潮差段安装正、倒锥组合体UDBC(Upward-DownwardBendingCone)抗冰锥体，当冰排作用于锥体斜面时，冰排上产生径向和环向裂纹，冰排主要以弯曲模式破坏，故抗冰锥体有助于减小冰荷载和冰激振动。
抗冰锥体在重冰区的固定平台导管架上安装及应用后取得了一定的抗冰效果，然而目前的抗冰锥体在导管架建造时，焊接于桩腿上的潮差段，而与导管架成为一体，这种抗冰锥体不能适应可移动式海上平台的抗冰需求，可移动平台，包括海上核电平台的上部组块或者下部沉箱沿桩腿移动时，势必要经过桩腿上的潮差段，此时如果仍然采用固定式的抗冰锥体，将会影响到组块或沉箱高度的调整。为此，为适应于海上核电平台组块或沉箱高度调整的需要，需要开发一种新的抗冰装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于海上核电平台的可拆卸式抗冰装置，该抗冰装置能够实现抗冰锥的反复安装和拆卸的需求。
本发明提供的适用于海上核电平台的可拆卸式抗冰装置，它包括抗冰锥和自锁装置；
所述抗冰锥由2个圆台体经其大口径端面连接而成，且沿其轴向分为两部分锥体，所述两部分锥体的一侧面旋转连接，另一侧面通过所述自锁装置实现锁紧；所述抗冰锥还包括沿其轴向连接的一圆柱筒体；
所述抗冰锥套设于待安装的海上平台的桩腿上；
所述自锁装置包括自锁体和锁紧扣，所述自锁体设于一部分锥体上，所述锁紧扣设于另一部分锥体上；所述自锁体包括锁槽、解锁手柄和若干个锁块，所述锁块能沿所述锁槽移动、滑进并卡住所述锁紧扣，实现对所述两部分锥体之间的锁紧，每两个所述锁块之间通过弹簧配合；通过所述解锁手柄压缩所述弹簧，使所述锁块脱离所述锁紧扣，实现所述两部分锥体之间的解锁。
上述的可拆卸式抗冰装置，所述圆柱筒体延伸至所述抗冰锥的另一端。
上述的可拆卸式抗冰装置，所述两部分锥体的旋转连接处设有对称的切面，所述切面的倾斜角度为45°；
所述两部分锥体通过销体实现旋转连接；
所述两部分锥体之间可设置等腰三角形钢板，以增强所述抗冰锥的刚性。
上述的可拆卸式抗冰装置，所述圆柱筒体上设有若干个固定销，用于与所述桩腿上的固定销套配合。
上述的可拆卸式抗冰装置，所述抗冰锥的腔体内设有上圆板、下圆板和环板；所述上圆板设于所述圆柱筒体与所述抗冰锥的上锥面之间，所述下圆板设于所述圆柱筒体与所述抗冰锥的下锥面之间；所述环板的两端分别与所述上圆板和所述下圆板相连接，且与所述抗冰锥的锥面相连接；
所述上圆板、所述下圆板和所述环板的设置，以增强所述抗冰锥在受到海冰抗击时各个方向的强度和刚度；
所述上圆板和所述下圆板的外径均等于所述环板的内环面直径，所述上圆板和所述下圆板的内径均等于所述圆柱筒体的外环面直径。
上述的可拆卸式抗冰装置，所述锁块包括锁芯、挡板、所述解锁手柄和板肩；
所述挡板和所述解锁手柄分别设于所述锁芯的一端；
所述锁芯的一端连接所述板肩，每两块所述锁块通过所述板肩之间的所述弹簧实现配合；
所述锁芯与所述锁槽之间形成移动副。
上述的可拆卸式抗冰装置，所述自锁体和所述锁紧扣均设于所述抗冰锥一端部的所述圆柱筒体上；
所述锁紧扣与所述锁槽的孔眼之间采用间隙配合；所述锁紧扣的上端面和下端面均斜切与垂直方向成50°的坡口，所述坡口与所述锁芯的坡口相配合，以保证所述锁芯可以顺利滑进，然后卡住所述锁紧扣。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)整个抗冰装置依据自锁体等特殊结构，能够实现反复安装和拆卸的需要；
(2)抗冰锥包括上下两个对称的筒形圆锥体同时内焊筒形环板和圆板，可以减小冰荷载和冰激振动，避免平台受到海冰的破坏；
(3)圆柱筒体采用半圆筒体构造卡住桩腿，同时内焊固定销方便抗冰装置安装时实现顺利定位；
(4)自锁体通过四个与弹簧配对的锁块实现抗冰装置的自动锁紧和解锁；锁紧扣作为自锁体的扣紧装置，其上设计有与锁块相配合的坡口，可以保证锁芯顺利滑进而卡住锁紧扣；
(5)桩腿上放置圆柱筒体的固定销套，与固定销的锥面相配合，实现整个抗冰装置在桩腿上的固定。
附图说明
图1为本发明适用于海上核电平台的可拆卸式抗冰装置的结构示意图。
图2为本发明适用于海上核电平台的可拆卸式抗冰装置的俯视结构示意图。
图3为本发明适用于海上核电平台的可拆卸式抗冰装置的侧面结构示意图。
图4为本发明适用于海上核电平台的可拆卸式抗冰装置中自锁体的结构示意图。
图5为本发明适用于海上核电平台的可拆卸式抗冰装置由开启状态到锁紧状态时的示意图。
图中标记如下：
1桩腿，2自锁体，3锁紧扣，4圆柱筒体，5抗冰锥，6固定销套，7固定销，8下圆板，9环板，10左锥体，11右锥体，12上圆板，13左半圆柱筒体，14右半圆柱筒体，15左锥体销筒，16右锥体销筒，17销体，18锁盖，19锁块，20锁槽，21弹簧，22解锁手柄，23板肩，24锁芯，25挡板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
如图1所示，本发明可拆卸式抗冰装置包括抗冰锥5和自锁装置；抗冰锥5由2个圆台体经其大口径端面连接而成，且沿其轴向分为左锥体10和右锥体11，左锥体10和右锥体11相连接处设置等腰形钢板，等腰形钢板的设置以增强抗冰锥5的刚性；如图2所示，左锥体10和右锥体11的一侧面旋转连接，旋转连接处设置有对称的切面，切面的角度为45°，另一侧面通过自锁装置实现锁紧；抗冰锥5还包括沿其轴向连接的一圆柱筒体4，圆柱筒体4延伸至抗冰锥5的另一端；抗冰锥5套设于待安装的海上平台的桩腿1上。抗冰锥5的腔体内设有上圆板12、下圆板8和环板9，上圆板12和下圆板8的外径均等于环板9的内环面直径，上圆板12和下圆板8的内径均等于圆柱筒体4的外环面直径；上圆板12设于圆柱筒体4与抗冰锥5的上锥面之间，下圆板8设于圆柱筒体4与抗冰锥5的下锥面之间；环板9的两端分别与上圆板12和下圆板8相连接，且与抗冰锥5的锥面相连接；上圆板12、下圆板8和环板9的设置，以增强抗冰锥5在受到海冰抗击时各个方向的强度和刚度。
如图3所示，左锥体10和右锥体11通过销体17实现旋转连接，旋转连接处设置的对称切面处的左锥体10上设置左锥体销筒15，左锥体销筒15包括3个沿着垂直方向等间距排列的销套(图中未标)；右锥体11上设置右锥体销筒16，右锥体销筒16包括2个沿着垂直方向等间距排列的销套，与左锥体10上的3个销套交替排列；桩腿1上的固定销套6与圆柱筒体4的固定销7配合，固定销7采用相同尺寸的圆锥体，以方便抗冰锥5安装时实现顺利定位；左锥体销筒15和右锥体销筒16内设置销体17，二者配合使得左锥体10和右锥体11连接。
如图4所示，自锁装置包括自锁体2和锁紧扣3，自锁体2和锁紧扣3均设于连接于抗冰锥5一端部的圆柱筒体4上。自锁体2设于左锥体10上，锁紧扣3设于右锥体11上；自锁体2包括锁槽20、解锁手柄22和4个锁块19，自锁体2上设置锁盖18，锁盖18和锁槽20之间通过六个螺栓紧固件进行连接，锁块19能滑进锁槽20内卡住锁紧扣3，实现对左锥体10和右锥体11之间的锁紧，每两个锁块19之间通过弹簧21配合，通过弹簧21的伸缩作用实现自锁体2的锁紧与解锁操作；通过解锁手柄22压缩弹簧21实现左锥体10和右锥体11之间的解锁。锁块19包括锁芯24、挡板25、解锁手柄22和板肩23，挡板25和解锁手柄22分别设于锁芯24的一端，锁芯24的一端连接板肩23，每两块锁块19通过板肩23之间的弹簧21实现配合，并通过挡板25进行定位；锁芯24与锁槽20之间形成移动副，通过间隙配合后实现自由滑动，同时解锁手柄22与锁槽20间隙配合来辅助锁芯24的滑动。锁紧扣3与锁槽20的孔眼之间采用间隙配合；锁紧扣3的上端面和下端面均斜切与垂直方向成50°的坡口，坡口与锁芯24的坡口相配合，以保证锁芯24可以顺利滑进，然后卡住锁紧扣3。
本发明适用于海上核电平台的可拆卸式抗冰装置的安装时各部件的配合如下：
如图5所示，抗冰装置安装作业时，首先，打开圆柱筒体4和抗冰锥5，圆柱筒体4的左半圆柱筒体13上的固定销7插入桩腿1的固定销套6内使左半圆柱筒体13和左锥体10卡住桩腿1；然后，关闭圆柱筒体4和抗冰锥5，使圆柱筒体4的右半圆柱筒体14和抗冰锥5的右锥体11朝向与桩腿1轴线重合的方向合闭；接着，自锁体2的锁槽20进入锁紧扣3孔槽内，锁紧扣3上的坡口与自锁体2的锁芯24的坡口配合后，自锁体2开启，锁块19压缩弹簧21而向内滑动；最后，锁芯24顺利插入锁紧扣3后，弹簧21伸长推动锁块19向外滑动而卡住锁紧扣3，抗冰装置自动锁紧而固定于桩腿1上。
抗冰装置拆卸作业时，首先，推动自锁体2的解锁手柄22，压缩弹簧21而使锁块19沿着锁槽20孔道向内滑动；然后，锁块19脱离锁紧扣3，开启圆柱筒体4和抗冰锥5，自锁体2的锁槽20离开锁紧扣3孔槽，抗冰装置自动解锁；接着，圆柱筒体4的左半圆筒体13和抗冰锥5的左锥体10朝向与桩腿1轴线重合的相反方向继续打开；最后，圆柱筒体4的右半圆筒体14和抗冰锥5的右锥体11撤离桩腿1，完成抗冰装置的拆卸。
Claims (7)
1.一种适用于海上核电平台的可拆卸式抗冰装置，其特征在于：它包括抗冰锥和自锁装置；
所述抗冰锥由2个圆台体经其大口径端面连接而成，且沿其轴向分为两部分锥体，所述两部分锥体的一侧面旋转连接，另一侧面通过所述自锁装置实现锁紧；所述抗冰锥还包括沿其轴向连接的一圆柱筒体；
所述抗冰锥套设于待安装的海上平台的桩腿上；
所述自锁装置包括自锁体和锁紧扣，所述自锁体设于一部分锥体上，所述锁紧扣设于另一部分锥体上；所述自锁体包括锁槽、解锁手柄和若干个锁块，所述锁块能沿锁槽移动、滑进并卡住所述锁紧扣，实现对所述两部分锥体之间的锁紧，每两个所述锁块之间通过弹簧配合；通过所述解锁手柄压缩所述弹簧，使所述锁块脱离所述锁紧扣，实现所述两部分锥体之间的解锁。
2.根据权利要求1所述的可拆卸式抗冰装置，其特征在于：所述圆柱筒体延伸至所述抗冰锥的另一端。
3.根据权利要求1或2所述的可拆卸式抗冰装置，其特征在于：所述两部分锥体的旋转连接处设有对称的切面，所述切面的倾斜角度为45°；
所述两部分锥体通过销体实现旋转连接。
4.根据权利要求3所述的可拆卸式抗冰装置，其特征在于：所述圆柱筒体上设有若干个固定销，用于与所述桩腿上的固定销套配合。
5.根据权利要求4所述的可拆卸式抗冰装置，其特征在于：所述抗冰锥的腔体内设有上圆板、下圆板和环板；所述上圆板设于所述圆柱筒体与所述抗冰锥的上锥面之间，所述下圆板设于所述圆柱筒体与所述抗冰锥的下锥面之间；所述环板的两端分别与所述上圆板和所述下圆板相连接，且与所述抗冰锥的锥面相连接。
6.根据权利要求1所述的可拆卸式抗冰装置，其特征在于：所述锁块包括锁芯、挡板、所述解锁手柄和板肩；
所述挡板和所述解锁手柄分别设于所述锁芯的一端；
所述锁芯的一端连接所述板肩，每两块所述锁块通过所述板肩之间的所述弹簧实现配合。
7.根据权利要求1所述的可拆卸式抗冰装置，其特征在于：所述自锁体和所述锁紧扣均设于所述抗冰锥一端部的所述圆柱筒体上。
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