CN1080767A - 稳压箱的上部支承 - Google Patents

Abstract

为支承如地震引起的横向负荷，一个桁梁在离开 构架的上方包围稳压箱并通过防摇支柱连接到构架 壁上。每个防摇支柱的一端连接在桁梁上，另一端连 接在一个结构壁上。防摇支柱成对地沿水平准直，相 切于稳压箱壁。隔间包围稳压箱并构成结构壁。载 带减压/排放阀门和管道的支承框架被固定在桁梁 上，因此减压排放系统的横向负荷被直接传到隔间上 而不通过稳压箱的任何部分。为减少热传导、桁梁和 箱之间填塞填塞片。桁梁可相对于隔间壁自由进行 垂直运动。

Description

本发明涉及一种压水核反应堆或类似装置的稳压箱用的支承，该支承可相对于箱的外壳固定稳压箱，防备地震及其它冲击负载，同时还允许由于反应堆冷却剂系统中温度和压力的变化而引起的某些尺寸变化。

在压水核反应堆中，装核燃料的反应堆容器与循环冷却剂回路连接，该回路上带有从冷却剂中取出热能的蒸气发生器。稳压箱与反应堆容器的冷却剂出口（也称作一次冷却剂回路的热管）连接，用以在反应堆冷却剂系统中保持所需的压力。在运行条件下，热管中的冷却剂温度约为600°F（315℃），压力约为2250磅/英寸（150巴）。

反应堆容器、一个或多个蒸气发生器和稳压箱通常设置在安全壳内。稳压箱是一个垂直细长的正圆筒形的箱，置于比反应堆容器高的高度。稳压箱的底端头部通过导管与热管连接，稳压箱的顶端头部通过止回阀与反应堆入口或冷管连接。

稳压箱可以与例如Conway等的美国专利No.4753771中所示的无源冷却系统联结。稳压箱还能过减压阀连接到换料用水贮存箱中的配水管上。启开减压阀可使安全壳内的反应堆冷却剂回路降到大气压，因而换料用水贮存箱中的水可采用重力输送的方式加进去，而不需要高输出压力泵。减压阀及与减压阀联结的导管被连接到稳压箱的顶部。如果减压系统是分级的（即，使许多分开的装有阀门的导管在依次降低的压力下启开），则在稳压箱支承结构件上增加了另外的重荷。

稳压箱可以放置在基础构架上，置于包围稳压箱各侧面的隔间中。因为稳压箱是垂直细长的，所以在基础构架上方的点上支承稳压箱来防备侧向力（如地震时产生的力）是有用的。示于图10的常规的稳压箱上部支承包括四个单独的支柱，支柱的一端连接在稳压箱隔间的壁上，并径向向内伸出。支柱的内端具有垂直槽口，该槽口啮合在径向突出于稳压箱外壁上的凸耳上。这种常规装置对地震负荷起作用的总的刚性低，而负荷量有限。如果作为模件建筑结构的特点，稳压箱隔间的刚性也低，则地震负荷问题就更大了。另外，为了分级减压，在稳压箱的顶端安装了许多阀门和导管，由于这些排放管和阀门的尺寸、高度和重量，增加了可以预料的负荷。

对于静态的稳压箱，简单地增加支承稳压箱的结构件的尺寸和重量，从而更紧密而牢固地固定稳压箱是可能的。然而稳压箱不是静态的。在反应堆工作和停堆状态之间冷却剂系统的压力和温度要发生极大的变化。可以料到，稳压箱由于热膨胀和液体压力其尺寸要变化。因此，对稳压箱需要提供一种改进的支承结构，该支承结构充分地支承稳压箱以及在稳压箱顶部连接的排放管和阀门;将负荷以最有利的方式传送到隔间的壁上，同时提供很大的刚性和负荷量。

本发明的目的是为垂直细长的稳压箱提供改进的支承，以预防地震负荷。

本发明的另一个目的是对与稳压箱联结的减压/排放阀和管道提供安装点，但不会引起由于用稳压箱支承这些部件而产生的横向负荷。

再一个目的是为稳压箱提供一种耐用的负荷量大的侧向减震器，该减震器适应反应堆起动和冷却期间所产生的尺寸变化和温度变化。

在压水核反应堆中提供这样一种稳压箱可以实现这些目的和其它一些目的，该稳压箱安装在安全壳内部的结构壁例如混凝土内壁中间，放置在安全壳的构架上，该稳压箱具有垂直细长的从该构架向上延伸的箱壁。为了支承横向负荷例如地震，在构架上面一段距离的地方一根大的桁梁围着稳压箱，该梁通过相对的防摇支柱连接到结构壁上。每个防摇支柱的一端连接到桁梁上，而其相对的端部连接到一个结构壁上，防摇支柱基本上水平取向，基本上沿着圆形箱壁的切线成对地对准。八根防摇支柱最好以90°的间隔连接到桁梁上。隔间包围着稳压箱并构成结构壁。为了具有最大的刚性和达到最大的负荷支承量，防摇支柱连接到隔间的拐角上。载带自动减压装置的减压/排放管道的阀门支承结构框架被固定在桁梁上，因此在减压/排放管道上的横向负荷被直接耦合到隔间上，没有通过稳压箱的任何部分。该结构框架可以焊接在桁梁上，利用在桁梁和稳压箱上的连接装配板可以相对于稳压箱垂直销住桁梁，用水平销钉固定。阀门支承框架下部的热绝缘使管道的热负荷减至最小。条形填塞片被放置在稳压箱外表面和支承桁梁内径之间，以提供一个横向负荷路径，同时将传到桁梁上的热量减至最小。桁梁可以相对于稳压箱隔间的壁自由垂直移动，以适应随温度和压力变化而引起的稳压箱尺寸的变化。

图1是隔间中稳压箱的侧视图，图示的隔间和装置被部分切去。

图2是图1所示稳压箱和隔间的顶端平面图，示出横向支承结构。

图3是对应图2的部分细节图，以平面图示出一个防摇支柱。

图4是对应图3的部分视图，示出防摇支柱和稳压箱模板的连接。

图5是与稳压箱分开的支承桁梁的顶端平面图。

图6是沿图5中6-6线截取的截面图。

图7是正视图，示出阀门支承框架和设置在稳压箱上方的阀门组件。

图8是对应于图7的顶视平面图，示出支承框架和阀门组件。

图9是简化的示意图，示出具有无源冷却系统的反应堆回路系统中稳压箱的连接。

图10是稳压箱的常规上部支承的顶端平面图。

图1所示的稳压箱22是一个垂直细长的箱，被支承在反应堆安全壳内的构架30上。隔间32大体上包围稳压箱22，附图中示出的是隔间32而不是整个安全壳。隔间32可以由例如安全壳中的混凝土内壁34构成。

如图2、5和6所示，稳压箱22的上部支承40与箱22的底部44隔开一段距离，最好靠近箱的顶部46。上部支承40包括围绕着稳压箱22的环形箱式桁梁50，该桁梁50用防摇支柱54连接在隔间32的壁43上。防摇支柱54可将桁梁50上的任何横向力耦合到隔间的壁34上，因而横向力不会通过稳压箱22传到垂直支承稳压箱22的构架30上。

防摇支柱54详细示于图2-4，桁梁50示于图5和6。桁梁50可以垂直搁置在阀门支承托板118上，该托板径向突出于稳压箱22的外壁，如图7所示。防摇支柱54基本上形成不能伸展的连接部件，该连接部件被连接在稳压箱22和隔间的壁之间，其连接点形成下面将要详细说明的水平枢轴。

由于在稳压箱的顶部和上面载带构件而引起横向力，稳压箱22对这种横向力是敏感的。减压/排放阀门支承框架60配置在稳压箱22的上面，以便安装这些构件。支承框架60包括垂直柱62和水平梁64，柱和梁被焊接在一起形成结构框架。柱62的下端被搁置和焊接在箱式桁梁50上的表面上。减压/排放支承框架60载带排放管道72和阀门组件部件74，稳压箱22通过这些管道和阀门可以向安全壳内的换料用水贮存箱（未示出）排放。管道73和阀门组件74形成重荷，该重荷与支承稳压箱22的安全壳内部混凝土的构架30分开一段距离。想用稳压箱22独立地支承管道72和阀门74是不利的，因为管道72被连接在稳压箱22上，稳压箱要承受由于反应堆冷却剂系统中温度和压力的改变而引起的尺寸变化。因此必须保证，稳压箱的安装要足够牢固地紧固稳压箱22和它的被支承的附属物，以防备在地震事件中或发生其它横向力时产生的横向移动。

利用许多相对的防摇支柱54可以阻止箱式桁梁50相对于建筑隔间32作横向位移，该防摇支柱54从桁梁50延伸到安放稳压箱22的建筑隔间32的壁34上。在所示的例子中，隔间32的平面图大体为方形，防摇支柱54成相对的一对从隔间32的拐角82延伸到桁梁50，并在拐角82之间的大约中间分别连接到桁梁50上。防摇支柱54可以是常规的支承柱（例如Grinnell的图211等）。固定在隔间32的拐角82上的这种固定方法提供了最大的刚性和负荷支承量。

参考图2-4，防摇支柱54包括水平负荷支承轴棒92，该轴棒终止于枢轴适配装置94。每个枢轴适配装置94的远侧部件可以焊接在或用类似的方法固定在桁梁50和隔间32的构件上，如图示的拐角82的竖梁上。枢轴适配装置94包括后板102，其形状大体为U形托架，其开口对着各自防摇支柱54的轴棒92。连接销104穿过后板102和每个防摇支柱轴棒92的一个端部，每个销104构成在箱式桁梁50和隔间壁34之间进行连接的水平枢轴。

在箱式横梁50上，两个垂直分开的连接板108具有两个对齐的大体上平行于各自防摇支柱枢轴的侧边112，该连接板108被焊接在箱式桁梁50的外圆周上，并为防摇支柱枢轴适配装置94的后板102提供焊接点。防摇支柱轴棒92可以包括自准直的套管，使得轴棒的每一端保持与由穿过后板102的连接销104形成的枢轴准直。

图5和6更详细地示出箱式桁梁50。所示的连接板108可以包括两个水平的垂直分开的并焊接在箱式桁梁50上的连接板108。也可以使用带槽的部件或实心体来形成防摇支柱后板102的焊接点。图6还示出，许多连接板114被焊接在或用类似方法紧固在桁梁50上。连接板114从桁梁50沿轴向向下凸出，并以例如45°的间隔排列在稳压箱22的半径方向。这些连接板114位于而且其尺寸也定能伸入于一对辅助连接板118之间，辅助连接板118被焊接在稳压箱22的外表面上。这种连接的方式示于图7。分别焊接在桁梁50和稳压箱22上的连接板114、118具有用于安装锁定销124的可准直孔122，因此可将箱式桁梁50及其上焊接的支承框架60垂直地啮合在稳压箱22上。

载带减压/排放阀门和导管系统的支承框架60被焊接在围绕稳压箱22的箱式桁梁50的顶部上。如图7所示，减压/排放阀门74和导管72可以包括多层配置，例如能通过不同直径的导管72使稳压箱22分级降压的配置，每种导管具有一个或多个启开排放流路向例如安全壳内的换料用水贮存箱排放的阀门74。

图9总的示出按照这种配置连接的流路，核反应堆容器162接入带有蒸气发生器164的冷却剂回路系统。也连接到高压补充箱166和大气压的换料用水贮存箱168。稳压箱22通过止回阀172控制冷却剂回路系统的压力，并且还通过减压阀74排入换料用水贮存箱168。可以接连地操作相应的阀门74得到分级降压。

为了减小由于在减压/排放支承框架60和与减压/排放系统联结的管道72之间温度差别而引起的热应力，至少减压/排放支承框架60的第一层132被热绝缘。在反应堆冷却系统自动分级减压期间，依次启开不同的阀门74，从而使管道72的选定的部分管道承受热负荷。为了防止防摇支柱54上的高温负荷，桁梁50不用热绝缘。

如上所述，桁梁50最好通过配合连接板114、118垂直连接在稳压箱22上，配合连接板114、118分别焊接在稳压箱22和桁梁50上并用销钉124固定在一起。阀门支承托架被焊接在稳压箱表面上，与这种阀门支承托架配合的托架被焊接在桁梁50的底部，以便与阀门支承托架配合。为了正确配合那种情况下的稳压箱阀门支承托架，或者在桁梁托架114上的槽口按要求加工在正确的位置，或者将已加工有槽口的加大托架114按规定进行安装或焊接就位。当然，在桁梁50和稳压箱22二者中的一个上用二个托架与二者中的另一个上的一个托架用螺栓啮合，或者在桁梁50和稳压箱22的每一个上焊接一个板，用螺栓啮合也是可以的。在桁梁托架114和阀门托架118之间希望留有一小间隙，这有助于在托架114、118上防止弱轴弯曲负荷。

条形填塞片136被放置在稳压箱的外表面和隔着适当热间隙138（例如1/32英寸或0.8mm）的桁梁50之间。条形填塞片136在桁梁50和稳压箱22之间提供了必需的横向负荷，同时将热传导路径减至最小。因为减压/排放支承框架60被焊接在桁梁50上，而且桁梁用防摇支柱54固定在建筑物构件上，所以所有的减压/排放系统横向负荷便由隔间壁34直接支承，而不是整个地或部分地通过稳压箱22，而后再传到隔间32上或构架30上。

在电站加热和冷却期间稳压箱22膨胀和收缩时，桁梁50可以相对于隔间壁34进行上下位移，防摇支柱54绕其连接销104垂直转动，这种转动可使桁梁50（和稳压箱22）相对隔间壁34进行垂直位移。在桁梁50向上或向下移动的限度内，防摇支柱54仍然可以容纳这种相对位移，并同时支承可能发生的任何横向力。

所示防摇支柱54成对地形成一条直线，基本上沿着圆柱形的稳压箱壁的切线。虽然四对防摇支柱54最好彼此相隔90°的间隔，但也可以使用数目较多或较少的防摇支柱54来约束稳压箱22和其上的上部支承40。例如，三对防摇支柱54的120°配置可以用来得到三角形构型，在这种构型中，防摇支柱54仍然基本上相切于桁梁50，并排列成相对的位置，支承任何方向的负荷。

稳压箱22具有顶拱142，该顶拱142在焊缝146处被焊接到筒体144。为了便于检查焊缝，桁梁50最好配置在焊缝146的下面，例如在焊缝146下面约9英寸（23cm）的地方。

按照本发明的支承提供了一种用于稳压箱22的改进的约束方法，不再需用防震凸耳，例如在图10中用152表示的那种类型的凸耳和与先有技术相同的凸耳。按照本发明，所有的横向力都被转移到隔间壁34上，为了达到最大的刚性负荷支承量，最好被转移到壁的拐角82上。

Claims (10)

1、一种核反应堆稳压箱用的支承，稳压箱被安装在反应堆建筑物的结构壁之间，设置在反应堆建筑的构架上，稳压箱具有垂直细长的从构架向上延伸的箱壁，该支承的特征在于一根大的桁梁、许多防摇支柱和一个结构框架，该桁梁在构架上面一定距离的地方围绕稳压箱；每个上述防摇支柱的一端连接在一个结构壁上，防摇支柱基本上成对地直列在水平方向，以便将稳压箱上的横向负荷耦合到结构壁上；该结构框架焊接在桁梁上，并相对于稳压箱向上伸出，该结构框架被设置来至少载带一个连接在稳压箱上的阀门和导管。

2、按照权利要求1所述的支承，其特征在于，阀门和导管配置至少包括一个减压/排放导管和一个可操作来使稳压箱排放的阀门

3、按照权利要求2所述的支承，其特征在于，阀门和导管配置包括许多可操作的阀门，从而可实现与稳压箱连接的冷却剂系统的分级降压。

4、按照权利要求3所述的支承，其特征在于，上述阀门和导管配置包括连接在支承框架相应层上的多层配置，该多层配置在构架以上一定距离的地方形成一个重荷。

5、按照权利要求1所述的支承，其特征在于，反应堆建筑的结构壁包括基本上包围着稳压箱的隔间，该隔间具有拐角，防摇支柱基本上在桁梁和隔间的拐角之间沿水平延伸并平行于稳压箱的表面。

6、按照权利要求1所述的支承，其特征在于，在桁梁的内侧和稳压箱的外侧之间形成一间隙，在稳压箱和桁梁之间至少配置一个填塞片，该填塞片相对于稳压箱紧固桁梁，以便支承侧向负荷并同时减少热传导。

7、按照权利要求1所述的支承，其特征在于，桁梁可相对于结构壁垂直移动，以适应由于反应堆中温度和压力的变化而产生的稳压箱尺寸的变化。

8、按照权利要求7所述的支承，其特征在于，防摇支柱被连接在大体上为水平的枢轴上，因此上述桁梁可相对于结构壁垂直移动。

9、按照权利要求8所述的支承，其特征在于，桁梁用连接销垂直连接在稳压箱上。

10、按照权利要求9所述的支承，其特征在于，许多连接板分别焊接在桁梁和稳压箱的外表面上，焊接到桁梁和稳压箱的外表面上的连接板用锁定销垂直固定。

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