CN106384608B - 一种反应堆压力容器用抱箍拉梁型支承装置 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种反应堆压力容器用抱箍拉梁线型支承装置，包括混凝土基础、环抱于压力容器上部的抱箍、至少两组相对设置在压力容器外围的横拉梁，所述横拉梁一端与抱箍连接，另一端与混凝土基础连接。本发明采用抱箍、横拉梁、连接销等结构，抱箍环抱于压力容器的上部外表面，横拉梁一端与抱箍连接，另一端固定在反应堆堆坑的混凝土基础内，横拉梁与抱箍之间通过连接销连接，在支承反应堆压力装置的同时，分解运行过程中压力容器的横向应力，消除容器挠性摆动，增强反应堆压力容器的抗震能力。

Description

一种反应堆压力容器用抱箍拉梁型支承装置

技术领域

本发明涉及核电站反应堆压力容器支承技术领域，具体涉及一种反应堆压力容器用抱箍拉梁型支承装置。

背景技术

反应堆压力容器是整个核电站反应堆及一回路系统的关键设备之一，是压力边界的重要组成部分，在核电站中，反应堆压力容器固定并支承堆内构件、堆芯构件、控制棒驱动机构、堆顶结构等。在安全壳内，为了有效的固定反应堆压力容器，保证整个反应堆的安全运行，必须设置支承结构。整个核电站反应堆的重量较大，在整个反应堆工作和停堆状态之间，冷却剂系统的压力、温度要发生变化，同时还应考虑地震载荷的影响，因此，支承结构在保证能承受压力容器静载的前提下，还应承受反应堆在各类工况下的动载荷。

反应堆支承是反应堆十分重要的构件，核电站反应堆中，其支承位于压力容器轴向中部位置，即压力容器进出口管道处，支承反应堆压力容器重心以上高度。应试样辐照试验和生产同位素的需要，高通量试验堆应运而生，高通量试验堆压力容器是一种高径比较大的设备，现有的支承结构设置在高通量试验堆压力容器的中部，遮挡了压力容器筒体的重要焊缝，不便于在役检查。

现有支承结构的位置一般设置在压力容器的底端，约束压力容器的轴向位移及水平转动。由于支承结构设置在反应堆压力容器的下部或底端，在外部载荷作用或反应堆运行激励下，长径比较大的高通量试验堆压力容器，容易发生挠性摆动，因此单纯设置在压力容器下部的支承装置不能满足支承稳定性的要求，因此需采取适当措施对支承装置及支承装置与反应堆压力容器的连接关系进行改进，避免反应堆容器产生挠动，确保反应堆的正常运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是支承结构设置在反应堆压力容器的下端，不能消除在外部载荷或反应堆运行作用下压力容器的挠性摆动，抗震能力低。本发明的目的在于提供一种反应堆压力容器用抱箍拉梁型支承装置，通过设置横拉梁、环抱于压力容器外表面上部的抱箍，横拉梁一端与抱箍连接，另一端限位于反应堆堆坑内的混凝土基础内，解决了长径比较大的高通量试验反应堆压力容器工作时产生挠性摆动，抗震能力不强的技术问题。

本发明的通过下述技术方案实现：

一种反应堆压力容器用抱箍拉梁型支承装置，包括混凝土基础、环抱于压力容器上部的抱箍、至少两组相对设置在压力容器外围的横拉梁，所述横拉梁一端与抱箍连接，另一端与混凝土基础连接。

现有压力容器支承装置位于压力容器的下端，反应堆的堆水池空间内，上端空间大，压力容器的焊缝不能遮挡，采用本发明所述的抱箍拉梁型支承装置可对压力容器起辅助支承作用，避免压力容器运行过程中产生挠动，提高压力容器的抗震能力。

目前核电反应堆支承位置位于压力容器的重心高度，支承面大，支承位置径向尺寸大，压力容器产生的挠动较小可忽略不计，而高通量试验堆则相反，由于其长径比较大挠动明显，采用现有压力容器支承装置设置在压力容器的下端，上端无有效辅助支承结构无法满足支承稳定性要求，而通过本发明所述辅助支承结构可解决该挠动问题。

施工时，首先安装好反应堆压力容器，并在反应堆压力容器对应位置设置抱箍，横拉梁为具有一定长度的拉梁装置，在同一高度水平面相对设置，并以压力容器的中心线为轴对称分布。横拉梁一端与抱箍连接，另一端与混凝土基础连接，混凝土基础也可以为反应堆堆坑内混凝土构筑而成的坚固性结构。其中横拉梁拉杆的长度可根据堆坑直径调节，特别适用于大堆坑径向抗震。该支承装置对运行中的压力容器尤其是针对高通量的试验堆压力容器能够有效发挥横向支承作用，防止外部载荷作用或反应堆运行自身作用力下，压力容器产生挠性摆动，压力容器的抗震能力增强。

目前成熟反应堆压力容器支承装置主要支承在压力容器的重心位置，主要以支承面的形式支承在容器支承台上，混凝土基台可有效作为支承点，但堆坑直径较小，无法实施容器焊缝监测。而对于有较大反应堆坑、压力容器焊缝可运行监测情况下，显然无法使用。高通量试验堆压力容器的结构相对于一般使用的压力容器的高径比不同，高通量试验堆压力容器的高径比较大，堆坑较大，能容纳较多屏蔽水，同时可用水下摄像机实施容器的运行监测，要求支承结构尽量减小容器焊缝的遮挡。

现有的支承装置设置在压力容器的底端或下端，约束反应堆压力容器的轴向位移和水平转动，满足支承作用，但是该支承装置无法避免压力容器上端的挠动，而本发明技术方案能很好的解决该技术问题，技术方案中的横拉梁一端与设置在压力容器外表面的抱箍连接，具体连接方式可以为焊接也可为铰接，另一端与固定在混凝土基础的卡座连接，横拉梁分别设置在压力容器的0°、180°、90°、270°，但也可根据需要仅设置在0°、180°或90°、270°，或在反应堆堆坑内互为90°方向周向位置对称分布，且为同一水平高度，能够分解运行过程中产生的横向应力，防止容器的挠性摆动。横拉梁中部设有球头法兰，能调节卡座与抱箍的安装位置偏差和消除横拉梁安装间隙。且本发明技术方案所采用的结构在现有技术、公知常识中均没有公开或记载，也没有其他支承结构能够有相关的解决该技术问题的结合启示。

其中，抱箍为本领域的公知设备，其原理、结构亦为本领域的现有技术，此处不再具体进一步说明。抱箍围绕设置在反应堆压力容器的外周上表面，不限制压力容器的轴向热膨胀。针对抱箍位于反应堆压力容器的具体位置，可以为反应堆压力容器的上部并延伸至中部或底部，只要满足紧固反应堆压力容器的功能即可。混凝土基础位于反应堆堆坑内，为用混凝土材料组成的地基，具体结构及混凝土基础的构筑方法及原理为本领域的公知常识，不再赘述。横拉梁为多根拉杆相互连接构成，拉杆可以为工字钢、H型钢、方钢、槽钢或方形钢管等多种形式，拉杆之间的连接结构可以为球头法兰，球头法兰是利用拉杆端头球型结构实现法兰的三维可调原理设计，其原理为本领域的公知常识，不再详细说明。

进一步地，为了更好的实现本发明，限定所述横拉梁均匀布置在抱箍上。即设定在压力容器的上部，对于高径比较大的容器，例如高通量试验堆压力容器，横拉梁均匀布置在抱箍上，起到辅助支承作用，防止压力容器挠性摆动提高压力容器的抗震。横拉梁均匀布置在抱箍上，可消除运行过程中压力容器因内部作用力或外部载荷而产生的横向摆动力。

进一步地，为了更好的实现本发明，限定所述横拉梁与抱箍通过连接销连接。连接销作为连接横拉梁与压力容器抱箍的结构件，其作用包括两方面：1）作为抗拉件，和横拉梁连接主要承受垂直于连接销轴线的剪切力，拉紧抱箍，防止压力容器挠性摆动；2）在连接销与抱箍之间设置紧固件，紧固件具体结构为螺母、防松垫片、垫板与抱箍装配在一起，可进一步加强抱箍抱紧压力容器。另横拉梁与抱箍的具体连接方式可以多种，如固定连接，可拆卸连接等，在本技术方案中，优选通过连接销连接，连接销具体结构可以为圆柱销、圆锥销、异形销等等。

进一步地，为了更好的实现本发明，限定所述相邻抱箍之间增设有紧固件。反应堆压力容器运行时，无论是承受的外力载荷，还是运行时内力产生的载荷均较大，因此，针对高通量试验堆反应容器，为避免其产生摆动，支承装置必须具有较强的承载能力和自身具备强大的稳定性。影响压力容器自身连接稳定因素主要有部件本身，部件连接两者之间的稳定性，其中抱箍、横拉梁、连接销等部件本身材质上均采用具有一定刚度或者强度的工件，具备满足支承要求的功能。在部件的连接方面，抱箍与横拉梁之间已采用连接销与紧固件连接。考虑抱箍、横拉梁连接的关系的适配性，增强连接的紧固性，在已设置的连接部件基础上，进一步增加紧固件，再次加强抱箍与横拉梁的连接强度，防止在强大应力的作用下，无法阻止压力容器的摆动。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述紧固件为螺栓、螺母适配连接形成的连接件。紧固件在本技术方案中的主要作用是让抱箍紧固围绕压力容器，承受螺栓轴向拉应力。另用于加强连接销与抱箍连接的紧固件可以有多种，紧固件作为紧固连接的一种标准紧固件，如螺栓、螺柱、螺钉、螺母、销、钢丝螺套等等，在本技术方案中，选择螺栓、螺母适配连接形成的连接件，螺栓为由头部和螺杆组成的结构，螺母与螺栓配合，将连接销与抱箍紧固。

进一步地，为了更好的实现本发明，限定所述螺栓、连接销与抱箍连接端之间的一侧设有供螺栓、连接销同时穿过的第一垫板；螺栓、连接销与抱箍连接端之间的另一侧设有第二垫板，第二垫板的外侧与螺母、连接销之间设有防松垫片。第一垫板、第二垫板分别位于抱箍与横拉梁连接端的两侧，均可分散螺栓所承受集中力对抱箍的影响；第一垫板的作用是分散螺栓拉力和防止螺栓、连接销的转动，在第一垫板上设置凹槽和凸台，螺栓头陷在凹槽内，或靠在凸台边上，均可有效防止螺栓旋转；第二垫板的作用还可用于现场装配厚度和斜度的调配；第二垫板的外侧安装有防松垫片，可防止安装螺栓、螺母的旋转。两者共同作用，可防止螺栓、螺母的松动。螺栓与螺母、螺母与连接销之间均设置第一垫板、第二垫板，可有效确保装配后抱箍的紧固。

进一步地，为了更好的实现本发明，限定所述横拉梁的另一端与混凝土基础通过安装在混凝土基础内的预埋卡座连接。预埋卡座的安装是在混凝土施工时，按照位置高度，将其固定在反应堆堆坑混凝土轴向水平标高位置。横拉梁与混凝土基础之间通过预埋卡座连接，利于增强两者之间的连接稳定性。预埋卡座位于混凝土基础内，与横拉梁连接。预埋卡座的结构及其原理为所属领域的公知常识。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述横拉梁的另一端与预埋卡座通过拉销连接。拉销为连接销的一种，主要作用是利于预埋卡座与横拉梁的连接。

进一步地，为了更好的实现本发明，限定所述横拉梁包括至少两组拉杆，每组拉杆组件包括至少一个拉杆。综合考虑压力容器运行过程中释放出的载荷，增加横拉梁的承受力，横拉梁的结构可以由多组拉杆组件构成，每个拉杆组件均分别与混凝土基础、抱箍连接。每组拉杆组件可以包括多个拉杆，对于一些长径比较大的容器，横拉梁设置在压力容器的上部，可增加横拉梁的纵向拉杆轴向长度，以满足支承要求。

进一步地，为了更好的实现本发明，限定所述拉杆组件包括第一拉杆、第二拉杆，所述第一拉杆和第二拉杆之间通过球头法兰连接。这里对拉杆组件结构作具体限定，相邻拉杆之间为了消除安装间隙，通过球头法兰连接，球头法兰作为横拉梁结构中第一拉杆、第二拉杆的连接结构，是利用拉杆端头球型结构实现法兰的三维可调原理设计，其结构为本领域的公知常识，不再赘述。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

（1）本发明将支承装置与压力容器的上部连接，即可避免遮挡压力容器筒体的重要焊缝便于检修，又可避免消除对于一些高径比较大的压力容器，在外部载荷作用或反应堆运行作用下，产生挠性摆动的问题。

（2）本发明反应堆压力容器用抱箍拉梁型支承结构，结构简单，施工方便，满足支承要求，抗震能力强。

（3）本发明采用抱箍、横拉梁、连接销等结构，抱箍环抱于压力容器的上部外表面，横拉梁一端与抱箍连接，另一端固定在反应堆堆坑的混凝土基础内，横拉梁与抱箍之间通过连接销连接，增强支承结构的稳定性，进而增强支承结构的抗震能力。

（4）为了进一步增强支承装置的稳定性，本发明在抱箍与连接销之间安装螺栓、螺母连接件及配套防松垫板或防松垫片，在混凝土基础内设置预埋卡座，横拉梁通过拉销与预埋卡座连接，极大增强了支承装置的稳定性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为反应堆压力容器抱箍拉梁型支承装置结构示意图；

图2为反应堆压力容器抱箍拉梁型支承装置K向视图；

图3为横拉梁结构示意图；

图4为本发明中实施例4的结构示意图；

图5为第一垫板的结构示意图；

附图中标记及相应的零部件名称：

1—连接销，2—混凝土基础，3—螺栓，4—抱箍，5—螺母，6—防松垫片，7—横拉梁，8—拉销，9—预埋卡座，10—第一垫板，11—第二垫板，71—拉杆组件，711—拉杆，72—第一拉杆，73—第二拉杆，74—球头法兰。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1、图2、图3所示，本发明一种反应堆压力容器用抱箍拉梁型支承装置，包括混凝土基础2、环抱于压力容器上部的抱箍4、至少两组相对设置在压力容器外围的横拉梁7，所述横拉梁7一端与抱箍4连接，另一端混凝土基础2连接。

实施例中抱箍4为本领域的公知设备，其结构和原理为本领域的公知常识，此处不再具体进一步说明。抱箍4围绕或环抱设置在反应堆压力容器外表面的上部，且横拉梁7均匀布置在抱箍4上，不限制压力容器的轴向热膨胀。本实施例中混凝土基础2位于反应堆堆坑内，为用混凝土材料构建的地基，具体结构及混凝土基础的构筑方法及原理为本领域的公知常识，不再赘述。横拉梁7为拉梁的一种，可以为工字钢、H型钢、方钢、槽钢或方形钢管等多种形式，具有支承压力容器的作用，防止压力容器工作时挠性摆动。

本实施例中一种反应堆压力容器用抱箍拉梁型支承装置的工作原理及安装方法通过附图及文字已经清楚说明，且为所属领域的公知常识，不再赘述。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上，进一步限定所述横拉梁7与抱箍4通过连接销1连接。横拉梁7与抱箍4的连接方式可以有多种，如固定连接，可拆卸连接，在本技术方案中，优选通过连接销1连接，连接销结构具体可以为圆柱销、圆锥销、异形销等等，可直接确定连接抱箍4、横拉梁7的之间的相互位置，传递较小的载荷，实现适配性的紧密连接。本实施例中涉及到其他结构及原理与实施例1相同，不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例的基础上，进一步限定所述连接销1与抱箍4之间安装有紧固件，所述紧固件为螺栓3、螺母5可拆卸连接形成的连接件。反应堆压力容器运行时，无论是承受的外力载荷，还是运行时内力产生的载荷均较大，因此，针对高通量试验堆反应容器，避免其产生不可恢复的挠性摆动，支承装置必须同时具有较强的承受力和自身具备强大的稳定性。影响自身的连接稳定因素主要有部件本身，部件连接两者之间的稳定性，其中抱箍、横拉梁、连接销等部件本身材质上均采用具有一定刚度或者强度的工件，具备满足支承要求的功能。在部件的连接方面，考虑到抱箍4与横拉梁7之间已采用连接销1连接，考虑了抱箍4、横拉梁7连接的相对位置关系的适配性，增强连接的紧固性。可在已设置的连接部件基础上，进一步增加紧固件，再次加强抱箍4与横拉梁7的连接强度，防止在强大应力的作用下，无法阻止压力容器的摆动。

所述紧固件为螺栓3、螺母5适配连接形成的连接件。用于加强连接销1与抱箍4连接的紧固件可以有多种，紧固件作为紧固连接，为一种标准紧固件，如螺栓、螺柱、螺钉、螺母、销、钢丝螺套等等，在本技术方案中，选择螺栓3、螺母5适配连接形成的连接件，螺栓3为由头部和螺杆组成的紧固件，螺母5与螺栓3配合，将连接销1与抱箍4紧固。本实施例中涉及到其他结构及原理与上述实施例相同，不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例的基础上，进一步限定所述螺栓3、连接销1与抱箍4连接端之间的一侧设有供螺栓3、连接销1同时穿过的第一垫板10；螺栓3、连接销1与抱箍4连接端之间的另一侧设有第二垫板11，第二垫板11的外侧与螺母5、连接销1之间防松垫片6。

本实施例中所述的第一垫板10、第二垫板11为相同结构，其结构上均设有便于螺栓3、连接销1穿过的通孔，通孔的形状可根据需要调整。第一垫板10、第二垫板11，分别位于抱箍4与横拉梁7连接端的两侧，如图 4所示，可分散螺栓3的集中力对抱箍4的影响，其中第二垫板11应用于现场装配厚度调配，可现场配作所需厚度和斜度，方便装配，在第二垫板11外侧装有防松垫片6，主要防止螺母5旋转，为防止螺栓3旋转，在第一垫板10上凹槽和凸台，如图5所示，螺栓头陷在凹槽内，或靠在凸台边上，可有效防止螺栓旋转，两者共同作用，防止紧固件的松动。

防松垫片6，又称防松垫圈、自锁垫片、自锁垫圈等，其结构和工作原理为本领域的公知常识，具有防止在压力容器运行过程中，由于振动或动力负载引起的抱箍4与横拉梁7的连接部位的松动，并可控制预紧力的高低。本实施例中涉及到其他结构及原理与上述实施例相同，不再赘述。

实施例5：

本实施例在上述实施例的基础上，进一步限定所述横拉梁7的另一端与混凝土基础2通过安装在混凝土基础2内的预埋卡座9连接。这里对横拉梁7与混凝土基础2的连接方式进一步优选，增强两者之间的连接稳定性。预埋卡座9安装在混凝土基础2内，与横拉梁7连接。预埋卡座9的结构及其原理为所属领域的公知常识。所述横拉梁7的另一端与预埋卡座9通过拉销8连接。拉销8为连接销1的一种，主要作用是利于预埋卡座9与横拉梁7的连接。本实施例中涉及到其他结构及原理与上述实施例相同，不再赘述。

实施例6：

本实施例在上述实施例的基础上，进一步限定所述横拉梁7包括至少两组拉杆组件71，每组拉杆组件71包括至少一个拉杆711。为了增加横拉梁7的承受力，横拉梁7的结构可以由多组拉杆711组件构成，每个拉杆组件71均分别与混凝土基础2、抱箍4连接。每组拉杆组件71可以包括多个拉杆711，对于一些长径比较大的容器，横拉梁7设置在压力容器的上部，可增加横拉梁7的纵向长度，满足支承要求。本实施例中涉及到其他结构及原理与上述实施例相同，不再赘述。

实施例7：

本实施例在上述实施例的基础上，进一步限定所述横拉梁7包括第一拉杆72、第二拉杆76，所述第一拉杆72和第二拉杆76之间通过球头法兰74连接。这里对拉杆组件71结构作具体限定，相邻拉杆之间为了消除安装间隙，通过球头法兰74连接。球头法兰74的结构及其作用为所属领域的公知常识，不再赘述。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种反应堆压力容器用抱箍拉梁型支承装置，其特征在于：包括混凝土基础(2)、环抱于压力容器上部的抱箍(4)、至少两组相对设置在压力容器外围的横拉梁(7)，所述横拉梁(7)一端与抱箍(4)连接，另一端与混凝土基础(2)连接，所述横拉梁(7)均匀布置在抱箍(4)上。

2.根据权利要求1所述的一种反应堆压力容器用抱箍拉梁型支承装置，其特征在于：所述横拉梁(7)与抱箍(4)通过连接销(1)连接。

3.根据权利要求2所述的一种反应堆压力容器用抱箍拉梁型支承装置，其特征在于：所述连接销(1)与抱箍(4)之间安装有紧固件。

4.根据权利要求3所述的一种反应堆压力容器用抱箍拉梁型支承装置，其特征在于：所述紧固件为螺栓(3)、螺母(5)适配连接形成的连接件。

5.根据权利要求4所述的一种反应堆压力容器用抱箍拉梁型支承装置，其特征在于：所述螺栓(3)、连接销(1)与抱箍(4)连接端之间的一侧设有供螺栓(3)、连接销(1)同时穿过的第一垫板(10)；螺栓(3)、连接销(1)与抱箍(4)连接端之间的另一侧设有第二垫板(11)，第二垫板(11)的外侧与螺母(5)、连接销(1)之间均设有防松垫片(6)。

6.根据权利要求1至5中任一 项所述的一种反应堆压力容器用抱箍拉梁型支承装置，其特征在于：所述横拉梁(7)的另一端与混凝土基础(2)通过安装在混凝土基础(2)内的预埋卡座(9)连接。

7.根据权利要求6所述的一种反应堆压力容器用抱箍拉梁型支承装置，其特征在于：所述横拉梁(7)的另一端与预埋卡座(9)通过拉销(8)连接。

8.根据权利要求6所述的一种反应堆压力容器用抱箍拉梁型支承装置，其特征在于：所述横拉梁(7)包括至少两组拉杆组件(71)，拉杆组件(71)包括至少一个拉杆(711)。

9.根据权利要求8所述的一种反应堆压力容器用抱箍拉梁型支承装置，其特征在于：所述拉杆组件(71)包括第一拉杆(72)、第二拉杆(73)，所述第一拉杆(72)和第二拉杆(73)之间通过球头法兰(74)连接。