CN105276077A - 具有缓冲功能的支撑装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有缓冲功能的支撑装置。具有缓冲功能的支撑装置包括：本体，所述本体为筒状并且设置在容器的内部部件的上支撑板与容器的上部部件之间，其中所述的本体的下部与容器的内部部件的上支撑板连接；以及缓冲装置，其包括多个齿状结构，所述多个齿状结构沿筒状的本体的上周边设置在所述本体的上部，其中所述多个齿状结构分为具有不同齿高和不同齿型的多组齿，并且其中齿高较高的齿状结构具有较强的弹性变形能力，以吸收热位移差以及安装误差导致的作用力，齿高较低的齿状结构具有较强的刚性，以在受到较大的瞬态冲击力时对容器的内部部件的上支撑板进行限位。

Description

具有缓冲功能的支撑装置

技术领域

本发明涉及热工水力学领域，具体地涉及一种新型的具有缓冲功能的支撑装置。

背景技术

本部分中的陈述只是提供与本发明相关的背景信息，并且可能或可能不构成现有技术。

在热工水力学领域中，由于流体流动、水击、快速冷凝、热位移差等复杂的物理现象，在装置或容器中会产生巨大的相互作用力，这种作用力会作用在装置或容器以及其内部结构上，如果处理不当，会造成严重的结构性破坏。

例如，对于试验用反应堆压力容器（RPV）的上支撑板的固定，如果通过常规的螺钉、挡块固定支撑板的方式，存在着因流质震动而导致螺钉脱落的风险。并且在某些特殊工况下，由于上支撑板的上部和下部之间会存在巨大的压力差（例如由快速冷凝造成的压力差），存在着螺钉被剪断的风险。如果螺钉被剪断，会脱落到RPV的内件中，造成难以打捞的问题。而且在RPV内件温度变化较大时，内件之间的热膨胀热位移也会比较突出，也会存在因热位移较大而将固定螺钉剪断的可能。

发明内容

本发明提出了一种新型的具有缓冲作用的支撑装置，其具有缓冲受力、提供有效支撑定位、防止失效的作用。本发明的支撑装置，利用不同材料和不同几何构造相结合的方式，应对不同机理产生的作用力，可用于消减、传递不同响应时间、不同大小的力，尤其是短时间的冲击力，从而保护设备和结构安全。这种装置能够有效解决容器内件在大负荷下有效固定的技术难题，提供一种防止各类装置和容器的内件在大压差下失效的支撑固定方式。

此装置为应用于各种设备内的用于缓解、消减和传递各种作用力的支撑装置。此装置的应用可以在起到支撑固定作用的同时，将设备运行中产生的各类破坏性的载荷进行转移和消减，有效保护设备及其内件，提高运行安全。

根据本发明的实施例，提供了一种具有缓冲功能的支撑装置，其包括：本体，所述本体为筒状并且设置在容器的内部部件的上支撑板与容器的上部部件之间，其中所述的本体的下部与容器的内部部件的上支撑板连接；以及缓冲装置，其包括多个齿状结构，所述多个齿状结构沿筒状的本体的上周边设置在所述本体的上部，其中所述多个齿状结构分为具有不同齿高和不同齿型的多组齿，并且其中齿高较高的齿状结构具有较强的弹性变形能力，以吸收热位移差以及安装误差导致的作用力，齿高较低的齿状结构具有较强的刚性，以在受到较大的瞬态冲击力时对容器的内部部件的上支撑板进行限位。

根据本发明的另一实施例，所述多个齿状结构分为具有不同齿高和不同齿型的两组齿，一组齿包括长齿，另一组齿包括短齿，其中长齿和短齿沿筒状的本体的上周边交错分布。

根据本发明的另一实施例，通过在所述本体的上部沿着周边方向开槽，形成与所述本体成一体的多个齿状结构，

根据本发明的另一实施例，所述本体为圆筒，板状、方筒或多边筒。

根据本发明的另一实施例，所述本体由多个具有缓冲装置的棒状体或多个具有缓冲装置的片状组成。

根据本发明的另一实施例，所述缓冲装置设置在所述本体的上部、中部、下部中的一处或多处。

根据本发明的另一实施例，所述齿为平板式、圆柱式、瓦片式、多片折叠式、螺旋状齿中的一种或多种，或者它们的组合。

根据本发明的另一实施例，所述容器的上部部件为上封头、带有凸环的上吊篮或与容器焊接固定的钢梁。

根据本发明的另一实施例，所述本体为一个或多个。

根据本发明的另一实施例，所述本体和所述齿由相同或不同材料制成。

根据在此提供的描述，进一步的应用领域将变得明显。应该理解，描述和特定实施例仅是说明目的，而不是意在限制本发明的范围。

附图说明

下面结合附图，通过具体实施例的描述，将有助于更好地理解本发明。这些附图只是为了说明目的，而不会限制本发明的范围，在附图中：

图1示出了根据本发明的实施例的支撑装置的装配示意图；以及

图2是图1所示的支撑装置的展开示意图。

具体实施方式

现在将参照附图更全面地描述本发明的实施例。下列描述本质上仅仅是示例性的，并不限制本发明及其应用或使用。

参照图1，其示出了根据本发明的实施例的支撑装置的装配示意图。在热工水力学压力容器中，如试验台架的反应堆压力容器中，在内部部件的上支撑板与容器的上封头之间设置本发明的支撑装置。在本发明的一个实施例中，支撑装置的类型为整体式支撑筒。支撑装置可以整体安装在内部部件的上支撑板上，用于防止上支撑板以及与上支撑板连接的其他部件（如上吊篮）的向上位移。

支撑装置可以由各种材料制成或由多种材料复合而成。例如支撑装置可以由金属制成，优选地支撑装置整体为环状的金属圆筒。支撑装置的下端与上支撑板接触或连接（如图1中的圆圈所示），例如固定连接，固定连接的方式可以是焊接，也可以是铆接、螺栓连接、凹槽配合定位等方式。支撑装置与内部部件的上支撑板的接触或连接起到了对上支撑板的限位作用。

参照图2，其示出了本发明的支撑筒展开的示意图。支撑装置的上部设有多个齿状的结构。在本发明的一个实施例中，支撑装置的本体可以是筒状的支撑筒，在支撑筒的下部与内部部件的上支撑板固定连接，支撑筒的上部在圆周上在不同的周向角度开有多个竖槽，使得支撑筒的上部形成多个齿状结构，多个齿状结构可以分为多组齿，优选地分为两组齿，其中两组齿的齿高、齿型不同。在本发明的一个实施例中，多个齿状结构可以包括长（高）齿和短（矮）齿，长齿和短齿可以交错分布，即一个长齿紧邻一个短齿。当然，长齿和短齿也可以任何排列方式分布，例如，两个长齿之间可以有一个或多个短齿，或者两个短齿之间可以有一个或多个长齿。在本发明的其他实施例中，可以有多于两组齿，例如可以有一组长齿、一组短齿、以及在长度在长齿和短齿之间的中齿。

长齿和短齿可以用作支撑装置中的缓冲装置。长齿具有较强的弹性形变能力，例如长齿的弹性形变能力大于短齿，从而长齿可吸收热位移差以及安装误差导致的作用力。短齿具有较强的刚性，例如短齿的刚性大于长齿，从而短齿能够在受到较大的瞬态冲击力时有效地对内部部件的上支撑板进行限位。

在本发明的实施例中，可以通过在支撑装置（如支撑筒）的上部开槽的方式，形成与支撑装置成一体的多个齿状结构，齿状结构与支撑装置为一体并且由同种材料制成。多个齿状结构可以分为不同的几组，每组之间形状、高度各不相同。例如可以一组长齿和一组短齿交叉分布，也可以是两组不同外形的齿，如一组方形、一组圆形交叉分布。在本发明的其他实施例中，可以将多个齿状结构分为三组或更多组。在本发明的另一实施例中，齿状结构可以由与支撑装置不同的材料制成。例如支撑装置可以由金属等材料制成，长齿可以由橡胶、有机材料等材料制成。短齿可以由金属、橡胶、有机材料等材料制成。

在本发明的另一实施例中，多个齿状结构为安装在支撑装置上部的部件。例如，支撑装置的本体可以是筒状的支撑筒，该支撑筒的上部可以是具有一定厚度的齐平的圆周，齿状结构安装在该齐平的圆周上，例如通过螺钉连接、铆接、插接、卡扣连接等方式，或者可以采用有一定活动余量的连接方式，以在受到冲击的时候吸收一定的能量。在本发明的实施例中，齿状结构可以由与支撑筒相同或不同的材料制成。例如支撑筒可以由金属等材料制成，长齿可以由橡胶、有机材料等材料制成。短齿可以由金属、橡胶、有机材料等材料制成。

多个齿状结构可以分为若干组，每组之间形状和/或高度不相同。例如可以一组长齿和一组短齿交叉分布，也可以是两组不同外形的齿，如一组方形、一组圆形交叉分布。在本发明的其他实施例中，可以将多个齿状结构分为三组或更多组。另外，不同组的齿状结构也可以采用与支撑装置不同的连接方式。

在上述部件的生产过程中，例如在冷态装配后，支撑装置的长齿上端与容器上封头留有毫米量级的微小间隙，间隙例如为1至2毫米，在热态下间隙为负偏差。支撑装置的长齿上端设有倒角，倒角的角度和与上封头接触处的斜面角度一致，使得它们可以更好地配合。支撑装置的本体上开有多个流水孔，以用于支撑装置内外的流体流动，如图2中的圆孔所示。流水孔可以均匀分布，也可以按一定方式非均匀地排布。流水孔的直径可以根据使用需要变化。

当内部部件的上支撑板上部受到较小作用力时（如压差引起的作用力），内部部件的上支撑板将作用力传到支撑装置本体（如支撑筒）上，支撑装置上部的缓冲装置中的长齿发生一定程度的弹性变形，并将作用力传给了上封头。当内部部件的上支撑板上部受到较大作用力时（如压差引起的作用力），内部部件的上支撑板将作用力传到支撑装置本体上，支撑装置上部的缓冲装置中的长齿发生弹性变形后，使得作用时间变长，使作用于上封头的瞬时作用力变小；在长齿变形量达到一定程度后，短齿也与上封头接触，由于短齿具有较大刚性，可防止内部构件进一步位移，并将内部构件的受力转移到上封头。

在本发明的实施例中，例如通过调整开槽结构，可获得不同的齿长和齿形，从而可以应对不同程度的载荷，既能够有效地缓解压差引起的作用力，又可以在少量的弹性变形后实现刚性支撑，使得上支撑板得到了有效的支撑定位。同时，本发明的装置还可以有效吸收由于热胀差引起的位移和载荷。

上面描述了本发明的支撑装置的一个示例，本发明的支撑装置不限于圆筒状结构，可有板状、方筒、多边筒等结构。

支撑装置可为一体式装置，也可为多体结构，如由多个的具有缓冲装置的棒状体组成支撑装置，也可由多个具有缓冲装置的片状体组成支撑装置。

支撑装置的缓冲结构（如多齿结构）可布置于支撑装置的上端、中部、下端、两端或多处都有。

支撑装置的缓冲结构也可以具有多种形式或其组合，如平板式、圆柱式、瓦片式、多片折叠式、螺旋状齿。

支撑装置本体和缓冲齿也可由不同材料制成或复合而成，如各类金属、橡胶、有机材料等。

支撑装置所应对的作用力不限于水击、流动力、热膨胀力、压差力等，也可用于其它原因所产生的作用力。

支撑装置上端作用对象可以是上封头，也可为装置的其他部件，如带有凸环的上吊篮、与容器筒体焊接固定的钢梁等。

支撑装置的数量可不仅一个，而是可以有多个支撑装置，彼此配合，共同作用。

支撑装置与上支撑板的连接方式不限于焊接，如也可采用凹槽配合定位，或采用螺栓、铆钉等连接方式。

支撑装置不限于用于容器上支撑板，也可用于其他类似的部件或装置。

上面已经结合附图详细描述了本发明的具体实施例，但是本发明并不限于所描述的这些优选实施方案。在不脱离所附权利要求中所限定的本发明范围的情况下，对这些技术方案所进行的更改和变化都在本发明技术方案的构思范围之内。

Claims (10)

1.一种具有缓冲功能的支撑装置，其包括：

本体，所述本体设置在容器的内部部件的上支撑板与容器的上部部件之间，其中所述的本体的下部与容器的内部部件的上支撑板接触或连接；以及

缓冲装置，其包括多个齿状结构，所述多个齿状结构沿本体的上周边设置在所述本体的上部，其中所述多个齿状结构分为具有不同齿高和不同齿型的多组齿，并且其中齿高较高的齿具有较强的弹性变形能力，以吸收受到的作用力，齿高较低的齿具有较强的刚性，以在受到较大的瞬态冲击力时对容器的内部部件的上支撑板进行限位。

2.根据权利要求1所述的支撑装置，其特征在于，所述多组齿为两组齿，一组齿包括长齿，另一组齿包括短齿，其中长齿和短齿沿本体的上周边交错分布。

3.根据权利要求1所述的支撑装置，其特征在于，通过在所述本体的上部沿着周边开槽，形成与所述本体成一体的多个齿状结构。

4.根据权利要求1所述的支撑装置，其特征在于，所述本体为圆筒，板状、方筒或多边筒。

5.根据权利要求1所述的支撑装置，其特征在于，所述本体由多个具有缓冲装置的棒状体或多个具有缓冲装置的片状体组成。

6.根据权利要求1所述的支撑装置，其特征在于，所述缓冲装置设置在所述本体的上部、中部、下部中的一处或多处。

7.根据权利要求1所述的支撑装置，其特征在于，所述齿为平板式、圆柱式、瓦片式、多片折叠式、螺旋状齿中的一种或多种，或者它们的组合。

8.根据权利要求1所述的支撑装置，其特征在于，所述容器的上部部件为上封头、带有凸环的上吊篮或与容器焊接固定的钢梁。

9.根据权利要求1所述的支撑装置，其特征在于，所述本体为一个或多个。

10.根据权利要求1所述的支撑装置，其特征在于，所述本体和所述齿由相同或不同材料制成。