CN108986932B - 用于多容器系统的模块化分层支承装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于多容器系统的模块化分层支承装置，多容器系统包括压力容器、蒸汽发生器、主泵，蒸汽发生器包括至少两个，中心对称地设置在压力容器的周圈，主泵包括至少两个，中心对称地设置在压力容器的周圈，蒸汽发生器、主泵在压力容器的周圈交替设置，且在压力容器的周圈均匀间隔分布，蒸汽发生器分别通过第一管道与压力容器连接，主泵分别通过第二管道与压力容器连接，模块化分层支承装置包括第一支承单元以及第二支承单元。第一支承单元、第二支承单元分层对反应堆一回路的各主设备进行支承，传递主设备所受载荷至基础支承，释放反应堆产生的热位移，抵抗海洋环境的周期性交变载荷引起的惯性载荷，提高设备的可靠性。

Description

用于多容器系统的模块化分层支承装置

技术领域

本发明涉及核电领域，更具体地说，涉及一种用于多容器系统的模块化分层支承装置。

背景技术

相关技术中的反应堆冷却剂系统由压力容器、蒸汽发生器、主泵等主设备通过管道构成一个闭合环路。在正常运行工况下进行起堆、停堆时，系统中各主设备会产生热膨胀和发生热位移。

因温度跨度较大若完全限制这些热膨胀和热位移，设备和支承受的热应力会超过许用应力而发生破坏。

而在海洋环境下的反应堆冷却剂系统在上述载荷的基础上还叠加了长期存在的交变载荷及外部冲击载荷。交变载荷周期性引起反应堆基础结构的横摇、纵摇、横倾、纵倾以及垂荡。该周期性交变载荷及外部冲击载荷作用于设备，会引起设备间管道焊缝等薄弱处产生疲劳风险。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种用于多容器系统的模块化分层支承装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于多容器系统的模块化分层支承装置，多容器系统包括压力容器、蒸汽发生器、主泵，所述蒸汽发生器包括至少两个，中心对称地设置在所述压力容器的周圈，所述主泵包括至少两个，中心对称地设置在所述压力容器的周圈，所述蒸汽发生器、主泵在所述压力容器的周圈交替设置，且在所述压力容器的周圈均匀间隔分布，所述蒸汽发生器分别通过第一管道与所述压力容器连接，所述主泵分别通过第二管道与所述压力容器连接，所述模块化分层支承装置包括第一支承单元以及第二支承单元；

所述压力容器的周圈分布有若干所述第一支承单元，释放所述压力容器在径向方向上自胀位移；

每一所述蒸汽发生器的外壁面上沿周向设有至少两个第二支承单元，每一所述第二支承单元一端与所述蒸汽发生器连接，另一端向远离所述压力容器的方向伸出并固定，每一所述蒸汽发生器外的各第二支承单元相对与对应所述蒸汽发生器连接的第一管道的轴线水平对称；

每一所述主泵的外壁面上沿周向设有至少两个第二支承单元，每一所述第二支承单元一端与所述主泵连接，另一端向远离所述压力容器的方向伸出并固定，每一所述主泵外的第二支承单元相对与对应所述主泵连接的第二管道的轴线水平对称；

所述第二支承单元的高度位置高于所述第一支承单元的高度位置。

优选地，各所述蒸汽发生器与所述压力容器相背的一侧设有所述第一支承单元，对所述蒸汽发生器支承，并限定所述蒸汽发生器沿所述第一管道的轴向方向移动及释放系统叠加的热位移及所述蒸汽发生器自身的热膨胀；

各所述主泵与所述压力容器相背的一侧设有所述第一支承单元，对所述主泵支承，并限定所述主泵沿所述第二管道的轴向方向移动及释放系统叠加的热位移及所述主泵自身的热膨胀。

优选地，所述模块化分层支承装置还包括用于支承并限定在水平面上的位移范围的第三支承单元；

所述第一管道的水平两侧分别设有对所述蒸汽发生器进行支承的第三支承单元，释放所述蒸汽发生器的自胀及系统叠加至蒸汽发生器处的热膨胀。

优选地，所述模块化分层支承装置还包括水平设置的支承座，所述支承座上分别设有分别与所述压力容器、蒸汽发生器断面外形尺寸对应的第一套孔、第二套孔，所述第一套孔套设在所述压力容器的外圈，所述第二套孔套设在所述蒸汽发生器的外圈。

优选地，所述第一支承单元包括用于安装在压力容器、蒸汽发生器、主泵对应的侧面上并沿水平方向伸出的第一支承键、以及对所述第一支承键支承的第一支承组件；

所述第一支承组件形成有与所述第一支承键外形对应的滑动孔，所述第一支承键插设在所述滑动孔内，所述第一支承键与所述滑动孔之间留有间隙，在所述第一支承键随所述压力容器、蒸汽发生器、主泵的膨胀产生移动时，所述第一支承键膨胀并与所述滑动孔紧配。

优选地，所述第一支承组件包括第一底座和可拆卸安装在所述第一底座上侧的上盖，所述第一底座和上盖拼合形成所述滑动孔，所述第一支承键和所述滑动孔的断面为非圆形；

所述第一底座包括座体和立设在所述座体上的两个挡块，两个所述挡块间隔设置，所述上盖连接在两个所述挡块的上端之间，与所述座体、挡块围合形成所述滑动孔。

优选地，所述滑动孔的水平两相对侧中的至少一侧设有调整所述滑动孔的水平方向的宽度尺寸的调整单元；

所述调整单元包括用以调整所述滑动孔的水平方向的宽度的第一调整板；

所述第一支承键与所述第一调整板相对的侧面设有与所述第一调整板滑动配合的侧滑板。

优选地，所述滑动孔与所述第一支承键的下侧面相对的侧面设有滑动单元，供所述第一支承键沿所述滑动孔的轴向移动；

所述滑动单元包括第一滑动板；所述第一支承键的下侧面设有与所述第一滑动板滑动配合的水平滑板。

优选地，所述第三支承单元包括第三支承组件和滑动座体组件；

所述第三支承组件安装在所述蒸汽发生器对应的侧面上并沿水平侧向伸出；

所述滑动座体组件上设有水平设置的支承面，所述第三支承组件可沿所述支承面在水平方向滑动地与所述滑动座体组件配合，以释放所述蒸汽发生器在水平面上的热位移，并限定在水平面上的位移范围。

优选地，所述第三支承组件包括水平伸出的第二支承键；

所述第三支承组件还包括与所述第二支承键固定连接的调整滑板，所述调整滑板与所述支承面滑动配合。

优选地，所述滑动座体组件包括第二滑动板，所述支承面形成于所述第二滑动板上，所述支承面与所述第三支承组件滑动配合，在所述蒸汽发生器释放热位移时产生相对滑动；

所述滑动座体组件还包括第二底座，所述第二滑动板安装在所述第二底座上；

所述滑动座体组件还包括供所述第二底座安装的第二调整板。

优选地，所述第二底座上设有对所述第三支承组件在水平面上的侧向位置进行限位的侧向限位机构；

所述侧向限位机构包括位于所述第三支承组件水平两相对侧的两组限位单元，每一限位单元包括定位台、以及设置在所述定位台上的限位件；

所述限位件的一端与所述第三支承组件的侧面相对，且所述限位件在所述定位台上的轴向位置可调，以调节两所述限位件之间的间距。

优选地，所述第三支承单元还包括连接在所述第三支承组件和所述滑动座体组件之间的轴向限位机构，以限定所述第三支承组件和所述滑动座体组件在所述第三支承组件的伸出方向的位移量；

所述轴向限位机构包括沿所述第三支承组件的伸出方向设置的连接杆，所述连接杆的两端分别设有第一锁孔、第二锁孔，所述第一锁孔、第二锁孔内分别穿设有与所述第三支承组件、滑动座体组件连接的锁合件；

所述第一锁孔、第二锁孔中的至少一个为沿所述第三支承组件的伸出方向延伸设置的腰形孔，以让所述第三支承组件和所述滑动座体组件相对滑动，并限定滑动位移量。

优选地，所述第二支承单元均沿水平方向伸出，且分别位于对应的所述蒸汽发生器、主泵的上端。

优选地，所述第二支承单元包括第一支耳和第二支承组件，各所述第一支耳分别设置在所述蒸汽发生器、主泵的外壁面上；

各所述第二支承组件一端与所述第一支耳转动连接，另一端向远离所述压力容器的方向伸出，并固定安装；

与所述蒸汽发生器连接的所述第二支承组件的伸出方向与对应的所述蒸汽发生器连接的第一管道的轴线夹角为锐角；

与所述主泵连接的所述第二支承组件的伸出方向与对应的所述主泵连接的第二管道的轴线夹角为锐角。

优选地，每一所述蒸汽发生器的外壁面上设有两个第二支承单元；

所述蒸汽发生器的外壁面上每一所述第二支承单元的第一支耳沿对应的所述蒸汽发生器的径向向外伸出，并垂直于与对应的所述蒸汽发生器连接的第一管道的轴线；

每一所述主泵的外壁面上设有两个第二支承单元；

所述主泵的外壁面上每一所述第二支承单元的第一支耳沿对应的所述主泵的径向向外伸出，并垂直于与对应的所述主泵连接的第二管道的轴线。

优选地，每一所述蒸汽发生器外的两个第二支承组件的夹角小于180度；

每一所述主泵外的两个第二支承组件的夹角小于180度；

所述第二支承组件包括第一阻尼器和第一支座，所述第一阻尼器连接在所述第一支座和所述第一支耳之间，所述第一支座固定安装。

实施本发明的用于多容器系统的模块化分层支承装置，具有以下有益效果：第一支承单元、第二支承单元分层对多容器系统的各主设备进行支承；上层的第二支承单元针对主设备上部水平方向支承，在主设备冷热态变化时，释放热膨胀；在海洋环境周期性的交变载荷、地震或事故等水平冲击载荷工况下，保持主设备稳定状态限制其上部的水平位移，以减小下部支承所受的弯矩、应力、减小容器翻倒的风险；下层的第一支承单元采用模块化设计，对于布置紧凑的主设备，模块化的设计结构使整个支承结构简单，占用空间小，节约了紧凑布置反应堆核岛空间，便于核岛其他组件的安装运维。

模块化分层支承装置主要用于传递压力容器、蒸汽发生器、主泵所受载荷至基础支承，释放反应堆一回路产生的热位移，有效地抵抗海洋环境的周期性交变载荷引起的惯性载荷，提高设备的可靠性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例中带有模块化分层支承装置的多容器系统的立体结构示意图；

图2是图1中的多容器系统的俯视方向结构示意图；

图3是图1中的局部视图A的结构示意图；

图4是图3中的第一支承单元的侧面示意图；

图5是图1中的第三支承单元的结构示意图；

图6是图1中的第三支承单元的剖面结构示意图；

图7是图2中的第二支承单元的结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1、图2所示，本发明一个优选实施例中的多容器系统的包括压力容器6、蒸汽发生器7、主泵8，蒸汽发生器7包括两个，中心对称地设置在压力容器6的周圈，主泵8包括两个，中心对称地设置在压力容器6的周圈，蒸汽发生器7、主泵8在压力容器6的周圈交替设置，且在压力容器6的周圈均匀间隔分布。

蒸汽发生器7分别通过第一管道71与压力容器6连接，主泵8分别通过第二管道81与压力容器6连接，多容器系统的各部件连接后作为反应堆一回路的一部分。在其他实施例中，蒸汽发生器7和主泵8的数量也可多于两个。通常，在蒸汽发生器7或主泵8分别通过管道与压力容器6连接后，蒸汽发生器7或主泵8自身热膨胀和叠加的系统热膨胀都在管道的轴线方向。

压力容器6、蒸汽发生器7、主泵8为反应堆的主设备，压力容器6作为整个反应堆的定位中心，其设备中心位置不变，与蒸汽发生器7、主泵8通过管道构成一个闭合环路。

当反应堆处于冷态时，一回路各主设备中心位于冷态位置。一回路各主设备起堆、停堆时温度会在室温与反应堆运行温度间变化，因此反应堆压力容器6会因温度变化产生热膨胀，蒸汽发生器7和主泵8不仅自身产生热膨胀，还要叠加管道热伸长发生热位移。

进一步地，多容器系统外设置有模块化分层支承装置，模块化分层支承装置包括第一支承单元1、第二支承单元2以及第三支承单元3。

各蒸汽发生器7与压力容器6相背的一侧设有第一支承单元1，对蒸汽发生器7支承，并限定蒸汽发生器7沿第一管道71的轴向方向移动及释放系统叠加的热位移及蒸汽发生器7自身的热膨胀。

各主泵8与压力容器6相背的一侧设有第一支承单元1，对主泵8支承，并限定主泵8沿第二管道81的轴向方向移动及释放系统叠加的热位移及主泵8自身的热膨胀。

压力容器6的周圈分布有若干第一支承单元1，释放压力容器6在径向方向上自胀位移。

第一管道71的水平两侧分别设有对蒸汽发生器7进行支承的第三支承单元3，释放蒸汽发生器7的自胀及系统叠加至蒸汽发生器处的热膨胀。在其他实施例中，也可将第三支承单元3取消，依靠各第一支承单元1、第二支承单元2来支承，限制各主设备位移在有限的范围内。对蒸汽发生器7、主泵8支承的第一支承单元1也可取消，依靠基础支承9对蒸汽发生器7、主泵8进行支承。

每一蒸汽发生器7的外壁面上沿周向设有两个第二支承单元2，每一第二支承单元2一端与蒸汽发生器7连接，另一端向远离压力容器6的方向伸出并固定，每一蒸汽发生器7外的各第二支承单元2相对与对应蒸汽发生器7连接的第一管道71的轴线水平对称。

每一主泵8的外壁面上沿周向设有两个第二支承单元2，每一第二支承单元2一端与主泵8连接，另一端向远离压力容器6的方向伸出并固定，每一主泵8外的第二支承单元2相对与对应主泵8连接的第二管道81的轴线水平对称。

优选地，第二支承单元2的高度位置高于第一支承单元1的高度位置，分层对反应堆一回路的各主设备进行支承。

上层的第二支承单元2针对主设备上部水平方向支承，在主设备冷热态变化时，释放热膨胀；在海洋环境周期性的交变载荷、地震或事故等水平冲击载荷工况下，保持主设备稳定状态限制其上部的水平位移，以减小下部支承所受的弯矩、应力、减小容器翻倒的风险。

下层的第一支承单元采用模块化设计，对于布置紧凑的压力容器、蒸汽发生器等主设备，模块化的设计结构使整个支承结构简单，占用空间小，节约了紧凑布置反应堆核岛空间，便于核岛其他组件的安装运维。

模块化分层支承装置主要用于传递压力容器6、蒸汽发生器7、主泵8所受载荷至基础支承9，释放反应堆一回路产生的热位移，有效地抵抗海洋环境的周期性交变载荷引起的惯性载荷，提高设备的可靠性。

模块化分层支承装置刚性很强，可有效的固定各主设备的相对位置，在事故工况时有效的限制各主设备位移在有限的范围内，降低连接管道破损的概率。

支承装置模块化设计既能释放在反应堆一回路系统冷、热态变化时主设备发生的热位移，又能承载因长时间周期性摇摆、倾斜等恶劣工况引起的交变载荷和外部冲击载荷，减小疲劳风险；减少支承的种类，利于设计周期缩短和制造成本的降低。

模块化分层支承装置既能有效的平衡各种载荷，包括周期性交变载荷及冲击载荷，同时又具有一定侧向自由度能释放热膨胀和热位移，减小热应力，优化管道受力。

模块化分层支承装置还包括水平设置的支承座91，支承座91上分别设有分别与压力容器6、蒸汽发生器7断面外形尺寸对应的第一套孔、第二套孔，第一套孔套设在压力容器6的外圈，第二套孔套设在蒸汽发生器7的外圈，对压力容器6、蒸汽发生器7进行支承。

支承座91通常安装在基础支承9上，支承座91承载面积增大，可以分散各向载荷，增强承载能力。

结合图1至图4所示，第一支承单元1包括用于安装在压力容器6、蒸汽发生器7、主泵8等主设备侧面上并沿水平方向伸出的第一支承键11、以及对第一支承键11支承的第一支承组件12。压力容器6上的第一支承键11沿压力容器6的径向设置，释放径向方向的自胀；蒸汽发生器7上的第一支承键11沿沿第一管道71的轴线方向伸出设置，在受热膨胀时让蒸汽发生器7沿第一管道71的轴线方向移动；主泵8上的第一支承键11沿沿第二管道81的轴线方向伸出设置，在受热膨胀时让主泵8沿第二管道81的轴线方向移动。

第一支承组件12被反应堆的主体支承件等基础机构支承，第一支承组件12形成有与第一支承键11外形对应的滑动孔13，滑动孔13的高度位置与第一支承键11位置对应。第一支承键11插设在滑动孔13内，第一支承键11与滑动孔13之间留有间隙，在第一支承键11随主设备的膨胀产生移动时，第一支承键11膨胀并与并与滑动孔13紧配。

紧配是指第一支承键11与滑动孔13垂直于滑移方向的位移均被限制，且第一支承键11膨胀后插入滑动孔13部分的断面外形大小与滑动孔13的外形大小相当，让膨胀后的第一支承键11在滑动孔13的轴向上没有完全被约束固定，可以满足第一支承键11在继续膨胀延伸时能沿滑动孔13有位移。

在安装第一支承单元1时，滑动孔13的轴线方向与对应位置的第一支承键11的伸出方向相同，既可释放主设备热位移，又能限制其余各方向的位移和旋转，实现设备的位移导向、定向功能。

第一支承单元1不仅要释放自身膨胀，同时也要释放叠加热位移。第一支承单元1为主承载结构，既可承载设备垂直向下的自重，也可承载倾翻等事故工况的轴向载荷和扭矩；另外，第一支承单元1结构紧凑，可在狭小空间实现有效的载荷传递。

第一支承组件12包括第一底座121和可拆卸安装在第一底座121上侧的上盖122，第一底座121和上盖122拼合形成滑动孔13。第一支承键11和滑动孔13的断面为非圆形，可以限制第一支承键11及对应连接的主设备转动，第一底座121和上盖122锁合后将第一支承键11固定在滑动孔13。

优选地，第一支承键11和滑动孔13的断面外形均为方形，在其他实施例中，第一支承键11和滑动孔13的断面外形也可为能防止第一支承键11在滑动孔13内转动的其他多边形或非圆形结构。当每一主设备采用两个及以上的第一支承单元1时，第一支承键11和滑动孔13的断面外形也可为圆形。

在冷态时，第一支承键11与滑动孔13间预留热胀间隙，能释放在反应堆一回路系统冷、热态变化时设备发生的热位移，避免热位移受限引起极大的热应力。但系统温度上升至稳定温度后，第一支承键11的热膨胀量将间隙填充，第一支承组件12对第一支承键11的侧向自由度限制，仅允许第一支承键11沿滑动孔13的轴向这个自由度滑动。

随着一回路的温升，第一支承键11的自身热膨胀叠加热位移被第一支承单元1产生的额定摩擦力所限制，热应力持续增大。当热应力增大到大于第一支承单元1设定的静摩擦力时，第一支承单元1开始发生滑移，持续释放热应力，同时设备中心开始向热态位置移动。整个热位移释放过程会持续直到一回路达到正常运行温度，设备所受热应力等于第一支承单元1设定的滑动摩擦力。

当一回路温升结束进入稳定运行状态后，各主设备热膨胀、热位移过程结束，中心处于稳定状态，此时第一支承单元1停止滑移产生水平方向的静摩擦力。第一支承单元1释放热应力过程结束。

当一回路进入热态稳定运行后，第一支承单元1开始承载由海洋环境叠加的常态周期性交变载荷。由于海洋环境引起的横摇、纵摇、横倾、纵倾以及垂荡的周期性交变载荷长期作用，致使各主设备承受很大的侧向惯性载荷。

由于滑动孔13的限制，第一支承组件12仅允许第一支承键11沿滑动摩擦副单自由度平移，而限制其余5个自由度运动。此时滑动摩擦副产生的侧向静摩擦力持续的该自由度方向抵御海洋环境引起的周期性交变载荷，避免这些交变载荷直接作用在各主设备管道连接处等薄弱环节，持续长期运行产生疲劳风险。

利用第一支承单元1，既能有效的平衡各种载荷，包括周期性交变载荷，同时又具有一定侧向自由度能释放热膨胀和热位移，减小热应力，优化管道受力。

在一些实施例中，第一底座121包括座体1211和立设在座体1211上的两个挡块1212，两个挡块1212间隔设置，上盖122连接在两个挡块1212的上端之间，与座体1211、挡块1212围合形成滑动孔13。在其他实施例中，第一底座121和上盖122的外形也可不做限定，能组装后形成滑动孔13即可。

优选地，滑动孔13的水平两相对侧设有调整滑动孔13的水平方向的宽度尺寸的调整单元14。在其他实施例中，也可只在滑动孔13的水平两相对侧中的一侧上设置调整单元14。在其他实施例中，也可将调整单元14取消，使滑动孔13的水平方向的宽度尺寸不可调。

调整单元14包括用以调整滑动孔13的水平方向的宽度的第一调整板，优选地，第一调整板的厚度可调，通过现场测绘冷热态下第一支承键11移动距离实配该第一调整板厚度，提供冷、热态下第一支承键11的位移空间和单边限位，从而调整与第一支承键11之间的摩擦力。通过变量控制提供稳定可控的水平方向的摩擦力，能承载因长时间周期性摇摆、倾斜等恶劣工况引起的侧向力，优化一回路管道受力，减小疲劳风险。

进一步地，第一支承键11与第一调整板相对的侧面设有与第一调整板滑动配合的侧滑板111。侧滑板111与第一调整板构成摩擦副，侧滑板111与第一支承键11一起移动保护第一支承键11不被磨损。

在一些实施例中，滑动孔13与第一支承键11的下侧面相对的侧面设有滑动单元15，供第一支承键11沿滑动孔13的轴向移动。通过现场实配加工该滑动单元15厚度，微量调整设备的标高和水平度。在其他实施例中，也可将滑动单元15取消。

通常，滑动单元15包括第一滑动板；第一支承键11的下侧面设有与第一滑动板滑动配合的水平滑板112。水平滑板112固定在第一支承键11下面，与第一滑动板构成摩擦副，提供稳定可控的摩擦力，同时与第一滑动板产生相对滑动，释放热位移。优选地，也可同时在第一支承键11的上侧面设置水平滑板112，与上盖122构成摩擦副。

优选地，第一支承组件12还包括供第一底座121安装的支座调整板123，支座调整板123位于第一底座121与支承座91间，现场实配厚度实现主设备的水平调整及标高微调。

结合图1、图2、图5、图6所示，第三支承单元3包括第三支承组件31和滑动座体组件32，第三支承组件31安装在蒸汽发生器7对应的侧面上并沿水平侧向伸出。滑动座体组件32上设有水平设置的支承面，第三支承组件31可沿支承面在水平方向滑动地与滑动座体组件32配合，以释放蒸汽发生器7在水平面上的热位移，并限定在水平面上的位移范围。

在堆冷热态变化过程中，第三支承组件31依靠与滑动座体组件32之间的摩擦副沿第一管道71相对于滑动座体组件32受限移动。在一些实施例中，第三支承组件31与滑动座体组件32之间可以不做定向，让两者之间做不定向的相对移动，实现蒸汽发生器7和压力容器6的不在第一管道71轴向的多向热位移。

优选地，由于可以实现多向热位移，可以在每一蒸汽发生器7的周圈分布有若干第三支承单元3。第三支承单元3主要功能是承载蒸汽发生器7的垂向及部分侧向载荷，多个第三支承单元3一起构成完整的支承，限制蒸汽发生器7的旋转自由度和垂向平移自由度，起到既能有效的限制蒸汽发生器7自由度，又能释放冷热态变化导致的系统多向热位移的作用。

在一些实施例中，第三支承组件31的一端与蒸汽发生器7连接，第三支承组件31的另一端水平伸出。滑动座体组件32安装到支承座91上，对第三支承组件31支承，让第三支承组件31与支承面的上侧滑动配合。

进一步地，第三支承组件31包括水平伸出的第二支承键311，第二支承键311的一端与蒸汽发生器7连接，另一端水平向外伸出。

第三支承组件31还包括与第二支承键311固定连接的调整滑板312，调整滑板312与支承面滑动配合。调整滑板312位于第二支承键311和支承面之间，只让调整滑板312与支承面滑动配合。调整滑板312上设有卡槽，第二支承键311卡合到卡槽内实现固定连接。

优选地，滑动座体组件32包括第二滑动板321，支承面形成于第二滑动板321上。支承面与第三支承组件31滑动配合，在蒸汽发生器7释放热位移时产生相对滑动。第三支承组件31可与滑动座体组件32形成摩擦副，可获得稳定的摩擦力并可通过变量控制。

进一步地，第二滑动板321采用材料具有耐磨损且摩擦系数稳定的特性，与调整滑板312构成摩擦副，可通过更换不同摩擦系数的材料、在摩擦面添加润滑油等，提供稳定可控的摩擦力，同时与调整滑板312产生相对滑动，释放热位移。

滑动座体组件32通常还包括第二底座322，第二滑动板321安装在第二底座322上，可以更换不同材质的第二滑动板321，控制第二滑动板321与调整滑板312之间的摩擦力大小。

进一步地，滑动座体组件32还包括供第二底座322安装的第二调整板323，第二调整板323设置于第二底座322的下侧，且位于第二底座322与支承座91间，现场实配厚度实现主设备的水平调整及标高微调。

第三支承单元3还包括连接在第三支承组件31和滑动座体组件32之间的轴向限位机构4，以限定第三支承组件31和滑动座体组件32在第三支承组件31的伸出方向的位移量，同时，还能限制在高度方向上产生移动。

轴向限位机构4包括沿第三支承组件31的伸出方向设置的连接杆41，连接杆41的两端分别设有第一锁孔411、第二锁孔412，第一锁孔411、第二锁孔412内分别穿设有与第三支承组件31、滑动座体组件32连接的锁合件。

第二锁孔412为沿第三支承组件31的伸出方向延伸设置的腰形孔，以让第三支承组件31和滑动座体组件32相对滑动，并限定滑动位移量。在其他实施例中，也可将第一锁孔411做成沿第三支承组件31的伸出方向延伸设置的腰形孔，或者将第一锁孔411、第二锁孔412均做成腰形孔，能限定滑动行程即可。

进一步地，为了限定第三支承组件31相对滑动座体组件32在侧向上的滑动范围，第二底座322上设有对第三支承组件31在水平面上的侧向位置进行限位的侧向限位机构5。侧向限位机构5限定的位置根据冷热态第二支承键311的位置来调整，实现第三支承组件31侧向移动极限位置限制。

在一些实施例中，侧向限位机构5包括位于第三支承组件31水平两相对侧的两组限位单元51，每一限位单元51包括定位台511、以及设置在定位台511上的限位件512。在其他实施例中，也可只在一侧设置限位单元51，另一侧为挡壁进行限位。

限位件512的一端与第三支承组件31的侧面相对，且限位件512在定位台511上的轴向位置可调，以调节两限位件512之间的间距，两限位件512之间的间距限定了第三支承组件31的侧向滑动范围。限位件512可为与定位台511螺接的螺杆，便于调节轴向位置。

侧向限位机构5可限制主设备在事故工况下的位移，可以有效地实现蒸汽发生器7和主泵8等主设备的不在连接短管轴向的多向热位移，实现对多向热位移的有限制的释放。

第三支承组件31和滑动座体组件32之间的摩擦副通过变量控制，在调整滑板312与第二滑动板321之间建立有限位的摩擦副，通过变量控制摩擦力大小到一个范围，实现热膨胀、热位移发生时其产生的应力大于摩擦力能推动摩擦副滑动，而温度稳定时各蒸汽发生器7、第一管道71均保持稳定时摩擦力能抵消或者分担水平分力，进而优化管道的受力情况，避免管道疲劳现象。

同时第三支承单元3有一个多向摩擦副结构，既满足蒸汽发生器7不同支点的多向热膨胀、热位移要求，同时又能提供可控并且稳定的摩擦力适应海洋环境下长时间周期性交变载荷，优化蒸汽发生器7的受力分布，避免疲劳失效。

在反应堆工作时，随着一回路的温升，蒸汽发生器7自身热膨胀叠加热位移被第三支承组件31和滑动座体组件32之间的摩擦副产生的额定摩擦力所限制，热应力持续增大。当热应力增大到大于摩擦副设定的静摩擦力时，摩擦副开始发生滑移，持续释放热应力，同时蒸汽发生器7开始向热态位置移动。

整个热位移释放过程会持续直到一回路达到正常运行温度，蒸汽发生器7所受热应力等于摩擦副设定的滑动摩擦力。当一回路温升结束进入稳定运行状态后，各主设备热膨胀、热位移过程结束，中心处于稳定状态，此时摩擦副停止滑移产生水平方向的静摩擦力，第三支承组件31和滑动座体组件32之间的摩擦副释放热应力过程结束。

当一回路进入热态稳定运行后，第三支承组件31和滑动座体组件32之间的摩擦副开始承载由海洋环境叠加的常态周期性交变载荷。由于海洋环境引起的横摇、纵摇、横倾、纵倾以及垂荡的周期性交变载荷长期作用，致使各主设备承受很大的侧向惯性载荷。但是第三支承组件31和滑动座体组件32之间的摩擦副在水平方向是具有限位的自由度，冷、热态侧向只能单边限位。此时摩擦副产生的侧向静摩擦力持续的抵御海洋环境引起的周期性交变载荷，避免蒸汽发生器7管道连接处等薄弱环节产生疲劳风险。

在其他实施例中，也可为滑动座体组件32与蒸汽发生器7固定连接，让第三支承组件31安装到基础支承9上，且第三支承组件31的一端向蒸汽发生器7的外壁面水平伸出。滑动座体组件32的支承面朝下设置，第三支承组件31支承在支承面的下侧。

结合图1、图2及图7所示，各第二支承单元2的支承方式呈中心对称布置，布置方式简单有效，通过应力分解，可以保证蒸汽发生器7、主泵8等主设备容器的稳定状态。

优选地，各第二支承单元2均沿水平方向伸出，在水平方向上施力提供水平支承，使蒸汽发生器7、主泵8等主设备容器的受力均衡，不会发生倾翻的风险。

采用第二支承单元2在水平方向进行支承的方式，在蒸汽发生器7、主泵8等主容器冷热态变化时，第二支承单元2允许蒸汽发生器7、主泵8等主设备容器热膨胀、热位移等低速位移的发生，在一定限度内释放热应力。

进一步地，各第二支承单元2位于对应连接的蒸汽发生器7、主泵8的上端，可以在海洋环境周期性的交变载荷、地震或事故等水平冲击载荷工况下，保持蒸汽发生器7、主泵8等主设备容器处于稳定状态，限制其上部的水平位移，减小下部支承所受的弯矩、应力以减小容器翻倒的风险；优化管道受力，避免疲劳风险。

在一些实施例中，第二支承单元2包括第一支耳21和第二支承组件22，各第一支耳21分别设置在对应连接的蒸汽发生器7、主泵8的外壁面上。第一支耳21焊接在蒸汽发生器7、主泵8上部，为上部水平支承提供安装位置。第二支承组件22一端与第一支耳21转动连接，另一端向远离压力容器6的方向伸出，并固定安装。

与蒸汽发生器连接的第二支承组件22的伸出方向与对应的蒸汽发生器7连接的第一管道71的轴线夹角为锐角，这样，各第二支承单元2的支承方向在压力容器6的周圈向外，且均匀分布，保证各个方向的受力平衡。

进一步地，与主泵连接的第二支承组件22的伸出方向与对应的主泵8连接的第二管道81的轴线夹角为锐角，这样，各第二支承单元2的支承方向在压力容器6的周圈向外，且均匀分布，保证各个方向的受力平衡。

在一些实施例中，每一蒸汽发生器7的外壁面上设有两个第二支承单元2；每一蒸汽发生器7外壁面上的两个第二支承组件22的夹角小于180度，保证第二支承单元2的拉力方向是沿与对应的蒸汽发生器7连接的第一管道71的轴线方向，并远离压力容器6，保证对蒸汽发生器7的支承。在其他实施例中，若能保证对应的蒸汽发生器7的支承力平衡，也可设置两个以上的第二支承单元2与其中一个蒸汽发生器7连接。

蒸汽发生器7的外壁面上每一第二支承单元2的第一支耳21沿对应的蒸汽发生器7的径向向外伸出，并垂直于与对应的蒸汽发生器7连接的第一管道71的轴线，让两侧的第二支承单元2对蒸汽发生器7的支承作用力更加均衡可控。在其他实施例中，第一支耳21向蒸汽发生器7外伸出的方向也可与对应的第一管道71呈一定夹角。

在一些实施例中，每一主泵8的外壁面上设有两个第二支承单元2；每一主泵8外壁面上的两个第二支承单元2的夹角小于180度，保证第二支承单元2的拉力方向是沿与对应的主泵8连接的第二管道81的轴线方向，并远离压力容器6，保证对主泵8的支承。在其他实施例中，若能保证对应的主泵8的支承力平衡，也可设置两个以上的第二支承单元2与其中一个主泵8连接。

主泵8的外壁面上每一第二支承单元2的第一支耳21沿对应的主泵8的径向向外伸出，并垂直于与对应的主泵8连接的第二管道81的轴线，让两侧的第二支承单元2对主泵8的支承作用力更加均衡可控。在其他实施例中，第一支耳21向蒸汽发生器7外伸出的方向也可与对应的第二管道81呈一定夹角。

进一步地，第二支承组件22包括第一阻尼器221和第一支座222，第一阻尼器221连接在第一支座222和第一支耳21之间，第一支座222固定安装，第一支座222通过螺栓固定在反应舱舱壁处，与第一支耳21的伸出方向成一定角度布置。优选地，第一阻尼器221与第一支座222之间也是转动连接。

这样的布置方式，与蒸汽发生器7连接的第二支承单元2水平支承提供的支承作用力大部分沿第一管道71轴线方向，另一部分沿蒸汽发生器7的径向，可以保持蒸汽发生器7处于稳定状态，限制其上部的水平位移，减小下部支承所受的弯矩、应力以减小蒸汽发生器7翻倒的风险，有限制的释放蒸汽发生器7热膨胀，优化第一管道71受力。

与主泵8连接的第二支承单元2水平支承提供的支承作用力大部分沿第二管道81轴线方向，另一部分沿主泵8的径向，可以保持主泵8处于稳定状态，限制其上部的水平位移，减小下部支承所受的弯矩、应力以减小主泵8翻倒的风险，有限制的释放主泵8热膨胀，优化第二管道81受力。

水平支承的第一支承单元与蒸汽发生器7、主泵8等主设备容器之间无间隙支承，在地震工况或者冲击、摇摆载荷下，蒸汽发生器7、主泵8等主设备容器筒体壁直接与水平支承结构接触，通过阻尼器可将外载荷吸收或传递至构建物，相较于非接触式支承，可以避免间隙对容器的抗震等性能产生不利影响。

系统的模块化分层支承既能有效的平衡各种载荷，包括周期性交变载荷及冲击载荷，同时又具有一定侧向自由度能释放热膨胀和热位移，减小热应力，优化管道受力。模块化分层支承装置的功能主要有以下几点：

1.起到连接、定位主设备与基础结构的作用，限制主设备位移，在设计工况载荷作用下将其保持在允许的范围内；

2.在各种工况载荷条件下，承载主设备及所含介质的自重，以及介质流动产生的载荷，并将载荷传递到舱体的基础结构上；

3.在管道大破口、外部冲击等事故工况下，缓冲、释放冲击载荷，防止各主设备的跌落、倾翻，保持反应堆冷却剂系统边界完整性；

4.针对反应堆冷却剂系统冷、热态产生很大热膨胀和热位移的工作特性，支承装置可进行有限制释放，避免主设备热应力超限而破坏。同时正常工况下限制叠加的周期性的常态侧向外载荷，缓解设备管道疲劳风险。

可以理解地，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (17)

1.一种用于多容器系统的模块化分层支承装置，其特征在于，所述多容器系统包括压力容器(6)、蒸汽发生器(7)、主泵(8)，所述蒸汽发生器(7)包括至少两个，中心对称地设置在所述压力容器(6)的周圈，所述主泵(8)包括至少两个，中心对称地设置在所述压力容器(6)的周圈，所述蒸汽发生器(7)、主泵(8)在所述压力容器(6)的周圈交替设置，且在所述压力容器(6)的周圈均匀间隔分布，所述蒸汽发生器(7)分别通过第一管道(71)与所述压力容器(6)连接，所述主泵(8)分别通过第二管道(81)与所述压力容器(6)连接，所述模块化分层支承装置包括第一支承单元(1)以及第二支承单元(2)；

所述压力容器(6)的周圈分布有若干所述第一支承单元(1)，释放所述压力容器(6)在径向方向上自胀位移；

每一所述蒸汽发生器(7)的外壁面上沿周向设有至少两个第二支承单元(2)，每一所述第二支承单元(2)一端与所述蒸汽发生器(7)连接，另一端向远离所述压力容器(6)的方向伸出并固定，每一所述蒸汽发生器(7)外的各第二支承单元(2)相对与对应所述蒸汽发生器(7)连接的第一管道(71)的轴线水平对称；

每一所述主泵(8)的外壁面上沿周向设有至少两个第二支承单元(2)，每一所述第二支承单元(2)一端与所述主泵(8)连接，另一端向远离所述压力容器(6)的方向伸出并固定，每一所述主泵(8)外的第二支承单元(2)相对与对应所述主泵(8)连接的第二管道(81)的轴线水平对称；

所述第二支承单元(2)的高度位置高于所述第一支承单元(1)的高度位置。

2.根据权利要求1所述的模块化分层支承装置，其特征在于，各所述蒸汽发生器(7)与所述压力容器(6)相背的一侧设有所述第一支承单元(1)，对所述蒸汽发生器(7)支承，并限定所述蒸汽发生器(7)沿所述第一管道(71)的轴向方向移动及释放系统叠加的热位移及所述蒸汽发生器(7)自身的热膨胀；

各所述主泵(8)与所述压力容器(6)相背的一侧设有所述第一支承单元(1)，对所述主泵(8)支承，并限定所述主泵(8)沿所述第二管道(81)的轴向方向移动及释放系统叠加的热位移及所述主泵(8)自身的热膨胀。

3.根据权利要求1所述的模块化分层支承装置，其特征在于，所述模块化分层支承装置还包括用于支承并限定在水平面上的位移范围的第三支承单元(3)；

所述第一管道(71)的水平两侧分别设有对所述蒸汽发生器(7)进行支承的第三支承单元(3)，释放所述蒸汽发生器(7)的自胀及系统叠加至蒸汽发生器处的热膨胀。

4.根据权利要求1至3任一项所述的模块化分层支承装置，其特征在于，所述模块化分层支承装置还包括水平设置的支承座(91)，所述支承座(91)上分别设有分别与所述压力容器(6)、蒸汽发生器(7)断面外形尺寸对应的第一套孔、第二套孔，所述第一套孔套设在所述压力容器(6)的外圈，所述第二套孔套设在所述蒸汽发生器(7)的外圈。

5.根据权利要求2所述的模块化分层支承装置，其特征在于，所述第一支承单元(1)包括用于安装在压力容器(6)、蒸汽发生器(7)、主泵(8)对应的侧面上并沿水平方向伸出的第一支承键(11)、以及对所述第一支承键(11)支承的第一支承组件(12)；

所述第一支承组件(12)形成有与所述第一支承键(11)外形对应的滑动孔(13)，所述第一支承键(11)插设在所述滑动孔(13)内，所述第一支承键(11)与所述滑动孔(13)之间留有间隙，在所述第一支承键(11)随所述压力容器(6)、蒸汽发生器(7)、主泵(8)的膨胀产生移动时，所述第一支承键(11)膨胀并与所述滑动孔(13)紧配。

6.根据权利要求5所述的模块化分层支承装置，其特征在于，所述第一支承组件(12)包括第一底座(121)和可拆卸安装在所述第一底座(121)上侧的上盖(122)，所述第一底座(121)和上盖(122)拼合形成所述滑动孔(13)，所述第一支承键(11)和所述滑动孔(13)的断面为非圆形；

所述第一底座(121)包括座体(1211)和立设在所述座体(1211)上的两个挡块(1212)，两个所述挡块(1212)间隔设置，所述上盖(122)连接在两个所述挡块(1212)的上端之间，与所述座体(1211)、挡块(1212)围合形成所述滑动孔(13)。

7.根据权利要求5或6所述的模块化分层支承装置，其特征在于，所述滑动孔(13)的水平两相对侧中的至少一侧设有调整所述滑动孔(13)的水平方向的宽度尺寸的调整单元(14)；

所述调整单元(14)包括用以调整所述滑动孔(13)的水平方向的宽度的第一调整板；

所述第一支承键(11)与所述第一调整板相对的侧面设有与所述第一调整板滑动配合的侧滑板(111)。

8.根据权利要求5或6所述的模块化分层支承装置，其特征在于，所述滑动孔(13)与所述第一支承键(11)的下侧面相对的侧面设有滑动单元(15)，供所述第一支承键(11)沿所述滑动孔(13)的轴向移动；

所述滑动单元(15)包括第一滑动板；所述第一支承键(11)的下侧面设有与所述第一滑动板滑动配合的水平滑板(112)。

9.根据权利要求3所述的模块化分层支承装置，其特征在于，所述第三支承单元(3)包括第三支承组件(31)和滑动座体组件(32)；

所述第三支承组件(31)安装在所述蒸汽发生器(7)对应的侧面上并沿水平侧向伸出；

所述滑动座体组件(32)上设有水平设置的支承面，所述第三支承组件(31)可沿所述支承面在水平方向滑动地与所述滑动座体组件(32)配合，以释放所述蒸汽发生器(7)在水平面上的热位移，并限定在水平面上的位移范围。

10.根据权利要求9所述的模块化分层支承装置，其特征在于，所述第三支承组件(31)包括水平伸出的第二支承键(311)；

所述第三支承组件(31)还包括与所述第二支承键(311)固定连接的调整滑板(312)，所述调整滑板(312)与所述支承面滑动配合。

11.根据权利要求9所述的模块化分层支承装置，其特征在于，所述滑动座体组件(32)包括第二滑动板(321)，所述支承面形成于所述第二滑动板(321)上，所述支承面与所述第三支承组件(31)滑动配合，在所述蒸汽发生器(7)释放热位移时产生相对滑动；

所述滑动座体组件(32)还包括第二底座(322)，所述第二滑动板(321)安装在所述第二底座(322)上；

所述滑动座体组件(32)还包括供所述第二底座(322)安装的第二调整板(323)。

12.根据权利要求11所述的模块化分层支承装置，其特征在于，所述第二底座(322)上设有对所述第三支承组件(31)在水平面上的侧向位置进行限位的侧向限位机构(5)；

所述侧向限位机构(5)包括位于所述第三支承组件(31)水平两相对侧的两组限位单元(51)，每一限位单元(51)包括定位台(511)、以及设置在所述定位台(511)上的限位件(512)；

所述限位件(512)的一端与所述第三支承组件(31)的侧面相对，且所述限位件(512)在所述定位台(511)上的轴向位置可调，以调节两所述限位件(512)之间的间距。

13.根据权利要求9至12任一项所述的模块化分层支承装置，其特征在于，所述第三支承单元(3)还包括连接在所述第三支承组件(31)和所述滑动座体组件(32)之间的轴向限位机构(4)，以限定所述第三支承组件(31)和所述滑动座体组件(32)在所述第三支承组件(31)的伸出方向的位移量；

所述轴向限位机构(4)包括沿所述第三支承组件(31)的伸出方向设置的连接杆(41)，所述连接杆(41)的两端分别设有第一锁孔(411)、第二锁孔(412)，所述第一锁孔(411)、第二锁孔(412)内分别穿设有与所述第三支承组件(31)、滑动座体组件(32)连接的锁合件；

所述第一锁孔(411)、第二锁孔(412)中的至少一个为沿所述第三支承组件(31)的伸出方向延伸设置的腰形孔，以让所述第三支承组件(31)和所述滑动座体组件(32)相对滑动，并限定滑动位移量。

14.根据权利要求1所述的模块化分层支承装置，其特征在于，所述第二支承单元(2)均沿水平方向伸出，且分别位于对应的所述蒸汽发生器(7)、主泵(8)的上端。

15.根据权利要求14所述的模块化分层支承装置，其特征在于，所述第二支承单元(2)包括第一支耳(21)和第二支承组件(22)，各所述第一支耳(21)分别设置在所述蒸汽发生器(7)、主泵(8)的外壁面上；

各所述第二支承组件(22)一端与所述第一支耳(21)转动连接，另一端向远离所述压力容器(6)的方向伸出，并固定安装；

与所述蒸汽发生器连接的所述第二支承组件(22)的伸出方向与对应的所述蒸汽发生器(7)连接的第一管道(71)的轴线夹角为锐角；

与所述主泵连接的所述第二支承组件(22)的伸出方向与对应的所述主泵(8)连接的第二管道(81)的轴线夹角为锐角。

16.根据权利要求15所述的模块化分层支承装置，其特征在于，每一所述蒸汽发生器(7)的外壁面上设有两个第二支承单元(2)；

所述蒸汽发生器(7)的外壁面上每一所述第二支承单元(2)的第一支耳(21)沿对应的所述蒸汽发生器(7)的径向向外伸出，并垂直于与对应的所述蒸汽发生器(7)连接的第一管道(71)的轴线；

每一所述主泵(8)的外壁面上设有两个第二支承单元(2)；

所述主泵(8)的外壁面上每一所述第二支承单元(2)的第一支耳(21)沿对应的所述主泵(8)的径向向外伸出，并垂直于与对应的所述主泵(8)连接的第二管道(81)的轴线。

17.根据权利要求16所述的模块化分层支承装置，其特征在于，每一所述蒸汽发生器(7)外的两个第二支承组件(22)的夹角小于180度；

每一所述主泵(8)外的两个第二支承组件(22)的夹角小于180度；

所述第二支承组件(22)包括第一阻尼器(221)和第一支座(222)，所述第一阻尼器(221)连接在所述第一支座(222)和所述第一支耳(21)之间，所述第一支座(222)固定安装。