CN109166634B - 容器定位支承装置及压力容器定位系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种容器定位支承装置及压力容器定位系统,容器定位支承装置包括承载基座、固定连接在容器外周上并安装在承载基座上的裙座、以及安装在裙座与承载基座之间的支承调整机构;支承调整机构包括调整环、至少一个对调整环的周向角度进行调节的周向定位块、至少一组对调整环的水平度进行调节的调平组件、至少一组承载调整环的支承组件;周向定位块安装在承载基座上并与调整环外周配合;调平组件和支承组件沿调整环的周向交替分布,安装在调整环和承载基座之间。本发明采用裙座和支承调整机构将压力容器定位固定在承载基座上,有效地传递压力容器在海洋条件下所受的所有载荷,减小连接其它主设备的主管道受力。

Description

容器定位支承装置及压力容器定位系统
技术领域
本发明涉及容器支承技术领域,尤其涉及一种容器定位支承装置及压力容器定位系统。
背景技术
反应堆一回路中压力容器是定位中心,与蒸汽发生器、主泵通过管道构成一个闭合环路。压力容器必须很好地定位,并且在设计工况下其轴线的位移应限制在规范允许的范围内。由于一回路各主设备起堆、停堆时温度会在室温与工作温度间变化,因此反应堆压力容器会因温度变化产生热膨胀,若不释放这种热膨胀,压力容器和支承受的热应力会超过许用应力而发生破坏。
现有公开的中国专利CN201210538861.6和CN201220267462.6,均公开了压力容器的支承装置,所公开的支承装置与CPR1000等流行的商用陆地堆型,设计基准完全按陆地的工况来考虑。陆地环境下,压力容器在正常工况下长时间保持静止,仅在事故工况(如主管道破口、地震)下设备受冲击作用,受到瞬时侧向或垂向惯性力作用。由于在事故工况下压力容器受到的垂直向上惯性力不大,因此陆地堆型支承限制压力容器垂直向上自由度利用其自身重力,并无锁紧装置,垂直向上的自由度没有定位和限制。
在海洋环境下,存在持续周期性摇摆、倾斜等情况,压力容器受力比较复杂,还叠加了持续存在的交变惯性载荷以及瞬时的冲击载荷。持续的周期性交变载荷长期作用于压力容器,会引起设备间管道焊缝等薄弱处产生疲劳风险。而瞬时的冲击载荷数值较大,需要支承有较大的刚度和强度限制压力容器的位移。这就要求压力容器支承既能有效的承载压力容器所受的各种载荷(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减小热应力,优化管道受力。陆地堆型的压力容器支承缺少对垂直向上的自由度限制,可能导致压力容器主管道受较大载荷,有破口的风险。因此,现有的陆地堆型的压力容器支承不适用海洋平台。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,提供一种适用于海洋环境,用于定位、固定重型容器,有效传递容器在海洋环境下所受载荷的容器定位支承装置以及具有该定位支承装置的压力容器定位系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种容器定位支承装置,包括承载基座、固定连接在容器外周上并安装在所述承载基座上的裙座、以及安装在所述裙座与承载基座之间的支承调整机构;
所述支承调整机构包括配合在所述裙座和承载基座之间的调整环、至少一个对所述调整环的周向角度进行调节的周向定位块、至少一组对所述调整环的水平度进行调节的调平组件、至少一组承载所述调整环的支承组件;所述周向定位块安装在所述承载基座上并与所述调整环外周配合;所述调平组件和支承组件沿所述调整环的周向交替分布,安装在所述调整环和承载基座之间。
优选地,所述承载基座包括承载筒体以及设置在所述承载筒体顶部的承载平台;
所述承载平台上设有沿承载平台周向分布的至少一个定位座、至少一个第一支承座和至少一个第二支承座;所述周向定位块安装在所述定位座内,所述调整环的外周设有至少一个缺口与所述周向定位块配合;
所述调平组件安装在所述第一支承座与调整环之间、和/或所述定位座与调整环之间,其位于所述第一支承座与调整环之间和/或所述定位座与调整环之间的高度可调;所述支承组件设置在所述第一支承座、第二支承座和定位座中两两相邻之间并安装在所述承载平台上,所述支承组件的顶面高于所述第一支承座和第二支承座的顶面,与所述调整环相对的表面配合。
优选地,所述调平组件包括调平螺钉以及沿所述调平螺钉轴向可移动配合在其上的螺母;所述调整环设有与所述调平螺钉相适配的螺孔,所述调平螺钉一端抵接在所述第一支承座上,另一端穿设在所述螺孔中,所述螺母抵接在所述调整环朝向所述第一支承座的表面,锁紧所述调平螺钉。
优选地,所述支承组件包括底座、可转动穿设在所述底座上的螺杆、固定在所述螺杆上的第一调节块以及配合在所述第一调节块上的第二调节块;
所述第一调节块和第二调节块之间的配合面为斜面;所述第一调节块随着所述螺杆的转动来回移动,带动所述第二调节块相对所述底座上下移动;所述第一调节块的移动方向平行所述调整环的径向。
优选地,所述支承组件还包括设置在所述底座和承载平台之间的支承垫块以及至少一个连接件,所述连接件穿设在所述底座、支承垫块和承载平台之间,将三者连接。
优选地,所述定位座上设有供所述周向定位块容置其中的定位槽;所述定位座上还设有调整板,设置在所述周向定位块和定位槽底部之间,调整所述周向定位块的高度和/或垂直度。
优选地,所述支承调整机构还包括多个支撑垫片;多个所述支撑垫片位于所述调平组件和支承组件之间且分布在所述第一支承座、第二支承座和/或定位座上,将所述调整环与所述第一支承座之间、所述调整环与第二支承座之间、所述调整环与定位座之间的间隙填充。
优选地,所述裙座包括喇叭状的筒体以及法兰;所述筒体直径较小的一端与容器焊接,所述法兰连接在所述筒体直径较大的一端,并与所述调整环平行配合。
优选地,所述容器定位支承装置还包括多个导向杆;多个所述导向杆沿所述调整环的周向间隔分布;所述裙座的法兰外周设有多个第一定位槽,所述调整环设有与所述第一定位槽对应连通的第二定位槽,所述导向杆插接在所述第二定位槽内,所述裙座通过所述第一定位槽配合到所述导向杆外周定位在所述调整环上。
优选地,所述导向杆包括定位部以及锥形的导向部;所述定位部与所述第一定位槽和第二定位槽相适配,所述导向部外周尺寸小于所述第一定位槽的内周尺寸,引导所述第一定位槽卡至所述定位部。
优选地,所述容器定位支承装置还包括将所述裙座和支承调整机构锁紧在所述承载基座上的锁紧组件;所述锁紧组件包括多个沿所述裙座周向分布的锁紧件,所述裙座、调整环和承载基座设有相连通的锁紧孔,所述锁紧件穿设在所述锁紧孔中。
本发明还提供一种压力容器定位系统,包括压力容器以及以上任一项所述的容器定位支承装置。
本发明的有益效果:采用裙座和支承调整机构将容器定位固定在承载基座上,通过支承调整机构实现容器在周向角度、水平度上的定位,裙座承载能力强、刚性好,可有效地传递载荷到承载基座上,保持容器的位置不变,从而有效地传递容器在海洋条件下所受的所有载荷,能够释放容器如压力容器等重型容器在冷、热态变化时自身产生的热膨胀,优化容器和主管道受力,减小连接其它主设备的主管道受力。
本发明还适用于类似工况的其他重型容器或设备的支承。
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是本发明一实施例的容器定位支承装置的结构示意图;
图2是图1的分解结构示意图;
图3是图2的俯视图;
图4是图3中A-A部分的剖面结构示意图;
图5是图1的前视图;
图6是图5所示容器定位支承装置沿B-B线的剖面结构示意图;
图7是图6中沿C-C线的剖面结构示意图;
图8是图6中沿D-D线的剖面结构示意图。
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1-3所示,本发明一实施例的容器定位支承装置,包括承载基座10、固定连接在外周上并安装在承载基座10上的裙座20、以及安装在裙座20与承载基座10之间的支承调整机构30。
本发明的容器定位支承装置还包括将裙座20和支承调整机构30锁紧在承载基座10上的多个锁紧组件40;多个锁紧组件40沿裙座20的周向间隔分布。裙座20、调整环31和承载基座10设有相连通的锁紧孔,锁紧组件40穿设在锁紧孔中将三者锁紧在一起。
其中,压力容器包括压力容器1等重型容器。压力容器1可为带有接管嘴(未图示)的立式容器,压力容器1上在接管嘴的下方设置带焊接坡口的支承环2(如图4所示),用于与裙座20焊接成为一体。支承环2作为定位支承装置连接的定位支承点,在压力容器1上的位置位于压力容器1的重心上方,减小了容器受侧向载荷、倾斜等情况下倾倒风险,同时还减小压力容器所受应力。支承环2在垂直方向靠近接管嘴,有利于释放轴向热位移减小热胀差的影响。
承载基座10作为承载基础,可包括承载筒体11以及设置在承载筒体11顶部的承载平台12。承载平台12作为压力容器1和承载基座10的接口,为压力容器1提供安装、调整以及定位基础,同时还起传递压力容器1所有载荷的作用。承载平台12为垂直承载筒体11轴向的环状结构,连接在承载筒体11顶部端口的外周上。
如图3-5所示,裙座20对应压力容器1外周设置,其可包括喇叭状的筒体21以及法兰22。筒体21呈喇叭状,使得其一端的直径大于相对另一端的直径。筒体21直径较小的一端与压力容器1的支承环2焊接,直径较大的一端朝向承载基座10。筒体21与支承环2采用全焊透的对接焊方式连接,接触面积大,对压力容器1的反作用力较小。法兰22连接在筒体21直径较大的一端。
喇叭状的筒体21使得裙座20承载能力强、刚性好,可有效地传递载荷到承载基座10上,保持压力容器1的位置不变,提高定位支承装置在海洋摇摆工况下抵抗弯矩的能力。
裙座20采用与压力容器1相同材料制成,与压力容器1相接处温度始终相同,因此热膨胀量也相同,减小压力容器1冷然态变化时所受热应力。同时裙座20的筒体21与法兰22经热传导有一定的温度差形成温度梯度,通过温度梯度使裙座20自身产生变形释放热应力。
支承调整机构30主要调整裙座20在承载基座10上的周向角度、水平度等,实现压力容器1在承载基座10上的周向角度、水平度上的定位。
如图2所示,支承调整机构30可包括调整环、至少一个周向定位块32、至少一组调平组件33以及至少一组支承组件34。调整环31为具有一定刚度的圆环,为裙座20提供安装基准面和周向定位基准。具体地,调整环31配合在裙座20和承载基座10之间,调整环31的外径大于裙座20的法兰22的外径,裙座20以法兰22配合在调整环31上,如图4所示。
周向定位块32安装在承载基座10上并与调整环31外周配合,对调整环31的周向角度进行调节。对应周向定位块32,调整环31的外周设有至少一个缺口310与周向定位块32配合。周向定位块32与调整环31径向平行的侧面为定位面,将缺口310的内壁面与定位面相配合来定位调整调整环31的周向角度。周向定位块32在半径方向与调整环31之间预留足够的间隙,以释放可能产生的热膨胀,减小支承结构热应力。
调平组件33和支承组件34沿调整环31的周向交替分布,安装在调整环31和支承基座10之间,分别对调整环31的水平度进行调节和承载调整环31。
具体地,对应支承调整机构30的各件,承载平台12上设有沿承载平台12周向分布的至少一个定位座13、至少一个第一支承座14和至少一个第二支承座15。第一支承座14和第二支承座15的结构大致相同,在长度上第一支承座14大于第二支承座15。
如图6所示,本实施例中,承载平台12上设有四个定位座13,均匀间隔分布在承载平台12上,多个第一支承座14和多个第二支承座15交替分布在每相邻的两个定位座13之间。
又如图2所示,周向定位块32安装在定位座13内。定位座13上设有供周向定位块32容置其中的定位槽(未图示)。定位座13可包括与第一支承座14相同结构的主体、设置在主体上并向外(远离调整环31方向)径向延伸的定位部;定位槽设置在定位部上。
进一步地,定位座13上还设有调整板16,设置在周向定位块32和定位槽底部之间,消除两者之间的间隙,调整周向定位块32的高度和/或垂直度。调整板16的厚度、顶面为平面或斜面等根据现场实测配做。
周向定位块32完成调整后,通过螺栓等紧固件穿过调整板16锁紧在定位座13上。
如图2所示,调平组件33安装在第一支承座14与调整环31之间和/或定位座13与调整环31之间,支撑调整环31。调平组件33位于第一支承座14与调整环31之间和/或定位座13与调整环31之间的高度可调,从而调节调平组件33所在调整环31部分在承载基座10上的高度,对调整环31的水平度进行调整。
第一支承座14和/或定位座13上设有槽位作为调平组件33定点。在定位座13上,调平组件33位于周向定位块32朝向调整环31的一侧。
作为选择,结合图6、图7,调平组件33可包括调平螺钉331以及沿调平螺钉331轴向可移动配合在其上的螺母332。调整环31设有与调平螺钉331相适配的螺孔,调平螺钉331一端抵接在第一支承座14和/或定位座13上,另一端穿设在螺孔中,螺母332抵接在调整环31朝向承载平台12的表面,锁紧调平螺钉331。
支承组件34和调平组件33配合,对调整环31的水平度进行调节且承载调整环31乃至裙座20以及压力容器1的重量。
如图2所示,支承组件34设置在第一支承座14、第二支承座15、定位座13中两两相邻之间并安装在承载平台12上。支承组件34的顶面高于第一支承座14和第二支承座15的顶面,与调整环31相对的表面(调整环31朝向承载平台12的表面)配合。
作为选择,结合图6、图8,支承组件34可包括底座341、可转动穿设在底座341上的螺杆342、固定在螺杆342上的第一调节块343以及配合在第一调节块343上的第二调节块344。其中,第一调节块343和第二调节块344之间的配合面为斜面;第一调节块343随着螺杆342的转动来回移动,带动第二调节块344相对底座341上下移动。第一调节块343的移动方向平行调整环31的径向,第二调节块344的顶面作为支承组件34的定位,第二调节块344的上下移动使得整个支承组件34顶面高度可调。
进一步地,支承组件34还包括支承垫块345以及至少一个连接件。支承垫块345设置在底座341和承载平台12之间,可对整个支承组件34在支承平台12上的设置高度调节进行粗调。支承垫块345的厚度等尺寸可根据现场实测配做。连接件如螺钉等穿设在底座341、支承垫块345和承载平台12之间,将三者连接,从而将支承组件34固定在承载平台12上。
进一步地,如图2、6所示,支承调整机构30还包括多个支撑垫片35。多个支撑垫片35位于调平组件33和支承组件34之间且分布在第一支承座14和第二支承座15上,将调整环31与第一支承座14之间、调整环31与第二支承座15之间的间隙填充,增强支承的垂向刚性。
如图6所示,本实施例中,支撑垫片35上设有U形槽。多个支撑垫片35的分布位置与多个锁紧组件40的分布位置一一对应,从而锁紧组件40的锁紧螺栓可从支撑垫片35的U形槽中穿过进入第一支承座14或第二支承座15,在将裙座20、调整环31锁紧在第一支承座14或第二支承座15上时,还将支撑垫片35进行定位,限制支撑垫片35移动。
此外,锁紧组件40的锁紧螺栓上设有防松垫片,在锁紧螺栓锁紧到位后,防松垫片弯曲至锁紧螺栓的头部上,作为挡边,防止锁紧螺栓特别在海洋交变载荷作用下松动。
进一步地,本发明的容器定位支承装置还包括多个导向杆50;多个导向杆50沿调整环31的周向间隔分布,引导裙座20定位到调整环31上。导向杆50的数量可根据工况及设备情况设置。
如图1、2所示,对应导向杆50,裙座20的法兰22外周设有多个第一定位槽221,调整环31设有与第一定位槽221对应连通的第二定位槽311,导向杆50插接在第二定位槽311内,裙座20通过第一定位槽221配合到导向杆50外周定位在调整环31上。导向杆50在半径方向与裙座20的法兰22之间预留足够间隙,以释放可能产生的热膨胀,减小支承结构热应力。
具体地,导向杆50可包括定位部以及锥形的导向部;定位部与第一定位槽221和第二定位槽311相适配,导向部外周尺寸小于第一定位槽221的内周尺寸,引导第一定位槽221卡至定位部,方便裙座20定位在调整环31上,从而方便压力容器1的圆周方向定位。
本发明的容器定位支承装置中,通过裙座20和承载基座10的配合支承压力容器1,通过裙座20和承载基座10之间的支承调整机构30对裙座20的周向角度及水平度等进行调整定位,可方便、精确的调整压力容器的标高、水平度以及周向角度。裙座20、支承调整机构30和承载基座10三者之间再通过锁紧组件40锁紧在一起,配合支承调整机构30可完全限制压力容器1的6个自由度,实现完全定位。在海洋环境下,有效地传递压力容器在海洋条件下所受的所有载荷,减小连接其它主设备的主管道受力。
本发明的容器定位支承装置中,周向定位块32、调平组件33、支承组件34、支撑垫片35以及锁紧组件40等的数量均可根据工况及设备情况设置增减,如3个或以上。
本发明的容器定位支承装置不限于对压力容器的定位支承,还适用于类似工况的其他重型容器或设备的定位支承。
参考图1、2,本发明的压力容器定位系统,包括压力容器1以及上述的压力容器定位支承装置。压力容器1可为带有接管嘴(未图示)的立式容器,压力容器1的位于接管嘴的下部分穿设在承载基座10中,压力容器1上设有带焊接坡口的支承环2,支承环2位于接管嘴下方,用于与压力容器定位支承装置的裙座20焊接成为一体。
安装时,通过支承调整机构30调整裙座20在承载基座10上的周向角度及水平度等,实现压力容器1在承载基座10上的精确定位,所有自由度定位和紧固。
具体地,安装时,可操作如下:
通过导向杆50引导裙座20的法兰22配合到调整环31上,以调整环31的缺口310对准与周向定位块32配合进行调整环31的周向角度调整,使其对准承载平台12上的基准。通过支承组件34对调整环31的标高、水平度进行调整;再通过调平组件33对调整环31进行水平度微调。将支撑垫片35插入调整环31与第一支承座14之间、调整环31与第二支承座15之间以及调整环31与定位座13之间,增强支承的垂向刚性。完成水平和周向角度调整后通过螺栓将调整环31锁紧在承载平台12上。调整支承组件34使每个支承组件34都承载均匀。最后再通过锁紧组件40将裙座20和调整环31锁紧在承载平台12上,完成压力容器1所有自由度定位和紧固。
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 (11)

1.一种容器定位支承装置,其特征在于,包括承载基座(10)、固定连接在容器外周上并安装在所述承载基座(10)上的裙座(20)、以及安装在所述裙座(20)与承载基座(10)之间的支承调整机构(30);
所述支承调整机构(30)包括配合在所述裙座(20)和承载基座(10)之间的调整环(31)、至少一个对所述调整环(31)的周向角度进行调节的周向定位块(32)、至少一组对所述调整环(31)的水平度进行调节的调平组件(33)、至少一组承载所述调整环(31)的支承组件(34);所述周向定位块(32)安装在所述承载基座(10)上并与所述调整环(31)外周配合;所述调平组件(33)和支承组件(34)沿所述调整环(31)的周向交替分布,安装在所述调整环(31)和承载基座(10)之间;
所述承载基座(10)包括承载筒体(11)以及设置在所述承载筒体(11)顶部的承载平台(12);
所述承载平台(12)上设有沿承载平台(12)周向分布的至少一个定位座(13)、至少一个第一支承座(14)和至少一个第二支承座(15);所述周向定位块(32)安装在所述定位座(13)内,所述调整环(31)的外周设有至少一个缺口(310)与所述周向定位块(32)配合;
所述调平组件(33)安装在所述第一支承座(14)与调整环(31)之间、和/或所述定位座(13)与调整环(31)之间,其位于所述第一支承座(14)与调整环(31)之间和/或所述定位座(13)与调整环(31)之间的高度可调;所述支承组件(34)设置在所述第一支承座(14)、第二支承座(15)和定位座(13)中两两相邻之间并安装在所述承载平台(12)上,所述支承组件(34)的顶面高于所述第一支承座(14)和第二支承座(15)的顶面,与所述调整环(31)相对的表面配合。
2.根据权利要求1所述的容器定位支承装置,其特征在于,所述调平组件(33)包括调平螺钉(331)以及沿所述调平螺钉(331)轴向可移动配合在其上的螺母(332);所述调整环(31)设有与所述调平螺钉(331)相适配的螺孔,所述调平螺钉(331)一端抵接在所述第一支承座(14)上,另一端穿设在所述螺孔中,所述螺母(332)抵接在所述调整环(31)朝向所述第一支承座(14)的表面,锁紧所述调平螺钉(331)。
3.根据权利要求1所述的容器定位支承装置,其特征在于,所述支承组件(34)包括底座(341)、可转动穿设在所述底座(341)上的螺杆(342)、固定在所述螺杆(342)上的第一调节块(343)以及配合在所述第一调节块(343)上的第二调节块(344);
所述第一调节块(343)和第二调节块(344)之间的配合面为斜面;所述第一调节块(343)随着所述螺杆(342)的转动来回移动,带动所述第二调节块(344)相对所述底座(341)上下移动;所述第一调节块(343)的移动方向平行所述调整环(31)的径向。
4.根据权利要求3所述的容器定位支承装置,其特征在于,所述支承组件(34)还包括设置在所述底座(341)和承载平台(12)之间的支承垫块(345)以及至少一个连接件,所述连接件穿设在所述底座(341)、支承垫块(345)和承载平台(12)之间,将三者连接。
5.根据权利要求1所述的容器定位支承装置,其特征在于,所述定位座(13)上设有供所述周向定位块(32)容置其中的定位槽;所述定位座(13)上还设有调整板(16),设置在所述周向定位块(32)和定位槽底部之间,调整所述周向定位块(32)的高度和/或垂直度。
6.根据权利要求1所述的容器定位支承装置,其特征在于,所述支承调整机构(30)还包括多个支撑垫片(35);多个所述支撑垫片(35)位于所述调平组件(33)和支承组件(34)之间且分布在所述第一支承座(14)、第二支承座(15)和/或定位座(13)上,将所述调整环(31)与所述第一支承座(14)之间、所述调整环(31)与第二支承座(15)、所述调整环(31)与定位座(13)之间的间隙填充。
7.根据权利要求1所述的容器定位支承装置,其特征在于,所述裙座(20)包括喇叭状的筒体(21)以及法兰(22);所述筒体(21)直径较小的一端与容器焊接,所述法兰(22)连接在所述筒体(21)直径较大的一端,并与所述调整环(31)平行配合。
8.根据权利要求7所述的容器定位支承装置,其特征在于,所述容器定位支承装置还包括多个导向杆(50);多个所述导向杆(50)沿所述调整环(31)的周向间隔分布;所述裙座(20)的法兰(22)外周设有多个第一定位槽(221),所述调整环(31)设有与所述第一定位槽(221)对应连通的第二定位槽(311),所述导向杆(50)插接在所述第二定位槽(311)内,所述裙座(20)通过所述第一定位槽(221)配合到所述导向杆(50)外周定位在所述调整环(31)上。
9.根据权利要求8所述的容器定位支承装置,其特征在于,所述导向杆(50)包括定位部以及锥形的导向部;所述定位部与所述第一定位槽(221)和第二定位槽(311)相适配,所述导向部外周尺寸小于所述第一定位槽(221)的内周尺寸,引导所述第一定位槽(221)卡至所述定位部。
10.根据权利要求1-9任一项所述的容器定位支承装置,其特征在于,所述容器定位支承装置还包括将所述裙座(20)和支承调整机构(30)锁紧在所述承载基座(10)上的多个锁紧组件(40);多个所述锁紧组件(40)沿所述裙座(20)的周向分布,所述裙座(20)、调整环(31)和承载基座(10)设有相连通的锁紧孔,锁紧组件(40)穿设在所述锁紧孔中。
11.一种压力容器定位系统,其特征在于,包括压力容器(1)以及权利要求1-10任一项所述的容器定位支承装置。
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