CN110404313A - 核电厂鼓形滤网支撑结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核电厂鼓形滤网支撑结构，其包括主轴、主轴轴承座、轴承座垫板、鼓网保护装置、轮毂和辐条，主轴安装在主轴轴承座中，轮毂安装在主轴上，辐条与轮毂连接；所述鼓网保护装置包括保护压块和保护拉杆；轴承座垫板固定在混凝土楼板上，主轴轴承座连接在保护压块下方，保护压块通过保护拉杆连接在轴承座垫板上；保护拉杆的拉断载荷使其能够在鼓网受到损坏前被拉断，确保鼓网安全。本发明在主轴轴承座上设置了鼓网保护装置，在鼓网受到较大浮力时保护拉杆被拉断，对鼓网起到保护作用。轮毂采用锻件结构，辐条采用H型钢结构。

Description

核电厂鼓形滤网支撑结构

技术领域

本发明属于核电厂循环水过滤领域，更具体地说，本发明涉及一种在核电厂循环水过滤系统中用于过滤海水的鼓形滤网的支撑结构。

背景技术

鼓形滤网(又称鼓网)作为核电厂冷源“纵深防御”体系中抵御海生物的最后一级大型过滤设备，其性能直接影响核电厂冷源安全性和机组安全稳定运行。

“外进内出”型鼓网运行时从网外进水、网内出水，使海生物等垃圾被拦截在鼓网外侧。由于鼓网外侧水位高于鼓网内侧水位，鼓网受到浮力作用，但是在最大设计压差时浮力远大于重力，有可能会把鼓网“压坏”，因此还需要在主轴上设置鼓网保护装置。目前国外设计和制造的“外进内出”型鼓网，鼓网保护装置设置在主轴上，主轴为空心轴，且在鼓网运行过程中不转。但空心轴加工比较困难，且强度不如实心轴。

鼓网的主轴上安装有轮毂，轮毂为鼓网中的关键零部件，轮毂与辐条连接，支撑起整个鼓网骨架结构，由于轮毂维修极其困难，如需维修，则需要将整个鼓网骨架结构拆除，因此轮毂结构性能的优劣直接影响到整个鼓网结构的强度及寿命。目前国内设计和制造的轮毂为铸造结构，为提高轮毂强度，在轮毂上铸造有大量的加强筋，结构复杂，而且铸造轮毂精度不高，难免出现铸造裂纹，影响轮毂性能及使用寿命。另外，辐条采用槽钢结构，为了减小水流作用下辐条产生的振动，辐条与轮毂通过一排铰制孔螺栓连接，在鼓网自重及外侧水压的作用下，螺栓会承受较大的剪切力作用。

有鉴于此，确有必要提供一种结构稳定、性能更佳的核电厂鼓形滤网支撑结构。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种结构稳定、性能更佳的核电厂鼓形滤网支撑结构。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种核电厂鼓形滤网支撑结构，其包括主轴、主轴轴承座、轴承座垫板、鼓网保护装置、轮毂和辐条，主轴安装在主轴轴承座中，轮毂安装在主轴上，辐条与轮毂连接；所述鼓网保护装置包括保护压块和保护拉杆；轴承座垫板固定在混凝土楼板上，主轴轴承座连接在保护压块下方，保护压块通过保护拉杆连接在轴承座垫板上；保护拉杆的拉断载荷使其能够在鼓网受到损坏前被拉断，确保鼓网安全。

作为本发明核电厂鼓形滤网支撑结构的一种改进，所述鼓网保护装置还包括限位块和导向块，限位块和导向块均焊接在轴承座垫板上，并位于主轴轴承座与轴承座垫板之间；限位块限制主轴轴承座在水平方向上的位移，导向块则垂直于轴承座垫板，为主轴轴承座沿竖直方向的运动起导向作用。

作为本发明核电厂鼓形滤网支撑结构的一种改进，所述鼓网保护装置还包括拱形限位拉杆，拱形限位拉杆固定在轴承座垫板上，拱形的顶部位于主轴轴承座上方，并且与主轴轴承座之间留有一段供主轴轴承座上浮的距离；拱形限位拉杆的抗拉载荷大于保护拉杆的拉断载荷。

作为本发明核电厂鼓形滤网支撑结构的一种改进，所述保护拉杆为两根，两根保护拉杆的下端分别固定在轴承座垫板上，主轴轴承座焊接连接在保护压块下方，保护压块的两端分别通过螺栓连接在两根保护拉杆的上端；每一保护拉杆的中部为截面积小于上下两端截面积的拉断部位。

作为本发明核电厂鼓形滤网支撑结构的一种改进，所述轴承座垫板通过地脚螺栓及锚固螺栓固定在混凝土楼板上，地脚螺栓安装时与混凝土中的钢筋连接在一起，锚固螺栓则贯穿整个混凝土楼板进行安装；轴承座垫板的下部焊接有剪力套；在轴承座垫板位置调整好之后还需进行二次灌浆。

作为本发明核电厂鼓形滤网支撑结构的一种改进，所述轮毂采用锻造工艺加工制造而成，其包括底角为α的圆台，圆台的周壁上铣削出用于与辐条连接的辐条凹槽，辐条凹槽的宽度大于辐条的宽度，辐条凹槽的深度大于辐条下翼缘板的厚度；底角α的取值范围为10°～20°。

作为本发明核电厂鼓形滤网支撑结构的一种改进，所述轮毂的中心加工有供主轴安装的主轴孔，主轴孔的孔壁上设有键槽；轮毂还包括设于圆台小端面上的圆柱形凸台；轮毂在主轴上的位置通过锁紧螺母固定。

作为本发明核电厂鼓形滤网支撑结构的一种改进，所述辐条凹槽的底面上加工有贯穿至圆台大端面的螺栓孔；辐条采用H型钢，辐条的一端安装于轮毂的辐条凹槽内，并采用螺栓与轮毂连接。

作为本发明核电厂鼓形滤网支撑结构的一种改进，所述辐条凹槽与辐条的侧边缘及底边缘均留有安装间隙，其中底边缘的间隙处安装有调整垫片。

作为本发明核电厂鼓形滤网支撑结构的一种改进，所述主轴为实心轴，其在鼓网运行时跟随鼓网一起旋转。

与现有技术相比，本发明核电厂鼓形滤网支撑结构至少具有以下优点：

1)在主轴轴承座上设置了鼓网保护装置，在鼓网受到较大浮力时保护拉杆被拉断，对鼓网起到保护作用；

2)在鼓网上浮时通过拱形限位拉杆限制鼓网上浮的高度，避免鼓网撞击其他物项，保障了鼓网的安全与正常运行；

3)轮毂外形结构简单，取消了加强筋，并采用锻造加工工艺制造，相同尺寸的锻造轮毂与铸造轮毂重量相当，但强度优于铸造轮毂；轮毂上铣削有辐条凹槽，辐条凹槽的两侧及底部留有安装间隙，方便辐条的安装与定位；

4)辐条采用H型钢，轮毂与辐条之间的连接采用两排摩擦型高强度螺栓连接，螺栓施加较大的预紧力，辐条与轮毂之间产生较大摩擦力，通过该摩擦力来传递扭矩，同时辐条安装完成后在辐条凹槽的底部安装调整垫片，可起到“托”起辐条的作用，大大减少了轮毂与辐条连接螺栓所受的剪力作用，提高了螺栓的使用寿命；

5)在轴承座垫板下部焊接有剪力套，二次灌浆后主要由剪力套承担鼓网所受水平方向的作用力，大大减小了地脚螺栓所受的剪切力作用。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明核电厂鼓形滤网支撑结构及其有益效果进行详细说明。

图1为本发明核电厂鼓形滤网支撑结构的整体结构示意图。

图2为本发明核电厂鼓形滤网支撑结构的鼓网保护装置结构示意图。

图3为本发明核电厂鼓形滤网支撑结构的轮毂结构示意图。

图4为本发明核电厂鼓形滤网支撑结构的轮毂剖视图。

图5为本发明核电厂鼓形滤网支撑结构的辐条的部分放大图。

元件名称：主轴10、主轴轴承座12、轮毂14、锁紧螺母15、剪力套16、圆台140、圆柱形凸台142、主轴孔144、键槽145、辐条凹槽146、螺栓孔148、轴承座垫板30、地脚螺栓32、锚固螺栓34、混凝土楼板36、保护压块50、保护拉杆52、拉断部位520、限位块54、导向块56、拱形限位拉杆58、辐条70。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

请参阅图1和图2，本发明核电厂鼓形滤网支撑结构包括主轴10、主轴轴承座12、轴承座垫板30、鼓网保护装置、轮毂14和辐条70。主轴10安装在主轴轴承座12中，轮毂14安装在主轴10上，辐条70与轮毂14连接。

主轴10为实心轴，其安装在主轴轴承座12中，在鼓网运行时跟随鼓网一起旋转。轴承座垫板30通过地脚螺栓32及锚固螺栓34固定在混凝土楼板36上，地脚螺栓32安装时与混凝土中的钢筋连接在一起，锚固螺栓34则贯穿整个混凝土楼板36进行安装。轴承座垫板30的下部焊接有剪力套16(如图1所示，图2中未示出)。在轴承座垫板30位置调整好之后进行二次灌浆，确保任何工况下轴承座垫板30都不会与混凝土楼板36发生分离。

鼓网保护装置包括保护压块50、保护拉杆52、限位块54、导向块56和拱形限位拉杆58。主轴轴承座12通过保护压块50和连接在保护压块50两端的两根保护拉杆52安装在轴承座垫板30上，具体方式为：两根保护拉杆52的下端分别固定在轴承座垫板30上，主轴轴承座12焊接连接在保护压块50下方，保护压块50的两端分别通过螺栓连接在两根保护拉杆52的上端。在主轴轴承座12的位置调整完成后，才紧固保护拉杆52上端的螺栓对保护压块50进行固定，并且在主轴轴承座12与轴承座垫板30之间安装限位块54和导向块56，限位块54和导向块56均在主轴轴承座12位置调整完毕后焊接在轴承座垫板30上。其中，限位块54为焊接在轴承座垫板30上的长条结构，用以限制主轴轴承座12在水平方向上的位移，避免其水平“窜动”，限位块54的数量为至少两块，优选为四块；导向块56则垂直于轴承座垫板30，为主轴轴承座12沿竖直方向的运动起导向作用。拱形限位拉杆58的顶部为拱形、底部为直杆，直杆通过螺栓连接固定在轴承座垫板30上，拱形的顶部则位于主轴轴承座12上方，并且与主轴轴承座12之间留有一段供主轴轴承座12上浮的距离。两根保护拉杆52的中部均为截面积小于上下两端截面积的拉断部位520，拱形限位拉杆58的截面积大于保护拉杆52的拉断部位520的截面积，使拱形限位拉杆58的抗拉载荷大于保护拉杆52的拉断载荷。

当鼓网内外水位差不断加大，鼓网所受浮力不断增大导致浮力大于重力时，保护拉杆52承受到拉力作用；当压差继续增大时，浮力随之增大，保护拉杆52受到的拉力也逐渐增大，当拉力达到保护拉杆52的承受极限时，保护拉杆52的拉断部位520被拉断，此时主轴轴承座12与轴承座垫板30分离，鼓网在导向块56的导向下上浮。随着鼓网的上浮，鼓网前后水位差变小，所受的浮力变小，从而“脱离”危险位置，不再有被压坏的风险。当主轴轴承座12与拱形限位拉杆58的顶部接触时，拱形限位拉杆58阻止主轴轴承座12继续向上，从而使鼓网无法继续上浮，有效避免了鼓网一直上浮并撞击其它物项，实现了将鼓网限制在安全位置内的功能。由于拱形限位拉杆58的抗拉载荷大于保护拉杆52的拉断载荷，加之鼓网上浮后浮力变小，所以拱形限位拉杆58不会被拉断。另外，保护拉杆52的拉断载荷使其能够在鼓网受到损坏前被拉断，即拉断部位520的最小截面积使得保护拉杆52被拉断时，鼓网结构稳定、未受到损坏，从而有效保护鼓网的安全。

请参阅图1和图3-4，轮毂14安装在主轴10上，并通过锁紧螺母15固定位置，防止轮毂14在主轴10上“窜动”。轮毂14采用锻造工艺加工制造而成，其包括底角为α的圆台140和设于圆台小端面上的圆柱形凸台142，底角α的取值范围为10°～20°。轮毂14的中心加工有供主轴10安装的主轴孔144，主轴孔144的孔壁上设有键槽145。圆柱形凸台142与圆台140同轴，用于增加轮毂14与主轴10的接触面积，以保证轮毂14的受力更加稳定。圆台140的周壁上铣削出多个用于与辐条70连接的辐条凹槽146，辐条凹槽146的宽度大于辐条70的宽度，辐条凹槽146的深度大于辐条70下翼缘板的厚度。辐条凹槽146的底面上加工有贯穿至圆台大端面的螺栓孔148，螺栓孔148位于圆台大端面的一端加工有台阶孔，以方便拧紧螺母。

请参阅图5，辐条70采用H型钢。辐条70的一端安装于轮毂14的辐条凹槽146内，并采用双排螺栓与轮毂14连接。因为辐条凹槽146的宽度大于辐条70的宽度，辐条凹槽146的深度大于辐条下翼缘板的厚度，所以辐条凹槽146与辐条70的侧边缘及底边缘均留有安装间隙，如此可以方便辐条70的安装与定位，同时这些间隙也能吸收辐条70热胀冷缩的膨胀量。另外，根据大量工程经验，辐条70沿辐条长度方向受力最大，为此，本发明辐条70安装完成后，在辐条凹槽146的底部安装调整垫片(图未示)，以起到承托辐条70的作用，有效减少轮毂14与辐条70之间的连接螺栓所受的剪切作用力。

通过以上描述可知，本发明核电厂鼓形滤网支撑结构至少具有以下优点：

1)主轴10为实心轴，并且在主轴轴承座12上设置了鼓网保护装置，在鼓网受到较大浮力时保护拉杆52被拉断，对鼓网起到保护作用；

2)在鼓网上浮时通过拱形限位拉杆58限制鼓网上浮的高度，避免鼓网撞击其他物项，保障了鼓网的安全与正常运行；

3)轮毂14外形结构简单，取消了加强筋，并采用锻造加工工艺制造，相同尺寸的锻造轮毂与铸造轮毂重量相当，但强度优于铸造轮毂；轮毂14上铣削有辐条凹槽146，辐条凹槽146的两侧及底部留有安装间隙，方便辐条70的安装与定位；

4)辐条70采用H型钢，轮毂14与辐条70之间的连接采用两排摩擦型高强度螺栓连接，螺栓施加较大的预紧力，辐条与轮毂之间产生较大摩擦力，通过该摩擦力来传递扭矩，同时辐条70安装完成后在辐条凹槽146的底部安装调整垫片，可起到“托”起辐条70的作用，大大减少了轮毂14与辐条连接螺栓所受的剪力作用，提高了螺栓的使用寿命；

5)在轴承座垫板30下部焊接有剪力套16，二次灌浆后主要由剪力套16承担鼓网所受水平方向的作用力，大大减小了地脚螺栓32所受的剪切力作用。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种核电厂鼓形滤网支撑结构，包括主轴、主轴轴承座、轴承座垫板、鼓网保护装置、轮毂和辐条，主轴安装在主轴轴承座中，轮毂安装在主轴上，辐条与轮毂连接；其特征在于：所述鼓网保护装置包括保护压块和保护拉杆；轴承座垫板固定在混凝土楼板上，主轴轴承座连接在保护压块下方，保护压块通过保护拉杆连接在轴承座垫板上；保护拉杆的拉断载荷使其能够在鼓网受到损坏前被拉断，确保鼓网安全。

2.根据权利要求1所述的核电厂鼓形滤网支撑结构，其特征在于：所述鼓网保护装置还包括限位块和导向块，限位块和导向块均焊接在轴承座垫板上，并位于主轴轴承座与轴承座垫板之间；限位块限制主轴轴承座在水平方向上的位移，导向块则垂直于轴承座垫板，为主轴轴承座沿竖直方向的运动起导向作用。

3.根据权利要求1所述的核电厂鼓形滤网支撑结构，其特征在于：所述鼓网保护装置还包括拱形限位拉杆，拱形限位拉杆固定在轴承座垫板上，拱形的顶部位于主轴轴承座上方，并且与主轴轴承座之间留有一段供主轴轴承座上浮的距离；拱形限位拉杆的抗拉载荷大于保护拉杆的拉断载荷。

4.根据权利要求1所述的核电厂鼓形滤网支撑结构，其特征在于：所述保护拉杆为两根，两根保护拉杆的下端分别固定在轴承座垫板上，主轴轴承座焊接连接在保护压块下方，保护压块的两端分别通过螺栓连接在两根保护拉杆的上端；每一保护拉杆的中部为截面积小于上下两端截面积的拉断部位。

5.根据权利要求1所述的核电厂鼓形滤网支撑结构，其特征在于：所述轴承座垫板通过地脚螺栓及锚固螺栓固定在混凝土楼板上，地脚螺栓安装时与混凝土中的钢筋连接在一起，锚固螺栓则贯穿整个混凝土楼板进行安装；轴承座垫板的下部焊接有剪力套；在轴承座垫板位置调整好之后还需进行二次灌浆。

6.根据权利要求1所述的核电厂鼓形滤网支撑结构，其特征在于：所述轮毂采用锻造工艺加工制造而成，其包括底角为α的圆台，圆台的周壁上铣削出用于与辐条连接的辐条凹槽，辐条凹槽的宽度大于辐条的宽度，辐条凹槽的深度大于辐条下翼缘板的厚度；底角α的取值范围为10°～20°。

7.根据权利要求6所述的核电厂鼓形滤网支撑结构，其特征在于：所述轮毂的中心加工有供主轴安装的主轴孔，主轴孔的孔壁上设有键槽；轮毂还包括设于圆台小端面上的圆柱形凸台；轮毂在主轴上的位置通过锁紧螺母固定。

8.根据权利要求6所述的核电厂鼓形滤网支撑结构，其特征在于：所述辐条凹槽的底面上加工有贯穿至圆台大端面的螺栓孔；辐条采用H型钢，辐条的一端安装于轮毂的辐条凹槽内，并采用螺栓与轮毂连接。

9.根据权利要求8所述的核电厂鼓形滤网支撑结构，其特征在于：所述辐条凹槽与辐条的侧边缘及底边缘均留有安装间隙，其中底边缘的间隙处安装有调整垫片。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的核电厂鼓形滤网支撑结构，其特征在于：所述主轴为实心轴，其在鼓网运行时跟随鼓网一起旋转。