NO126152B - - Google Patents

Description

Forspent betong-trykkbeholder.

Oppfinnelsen vedrorer en forspent betong-trykkbeholder, særlig en stor forspent betong-trykkbeholder med et betonglokk. Trykkbeholderen ifolge oppfinnelsen ér forst og fremst beregnet brukt som trykkbeholder for en kjernereaktor, særlig en reaktor som kjoles og modereres med vann.

For forspent betong-trykkbeholdere er det kjent å ha et forste sett av forspenningskabler som strekker seg aksialt gjennom trykkbeholderens vegg, og et andre sett forspenningskabler, som strekker seg rundt beholderen. Det er også tidligere kjent å forsy-ne trykkbeholderens indre vegg med en ståiforing. Det er også tidligere kjent å ha en skulder i trykkbeholderen, og å fastgjore et lokk i trykkbeholderen ved hjelp av låseorgan som samvirker med lok ket og med trykkbeholderen. Den kraft som virker på lokket, og som skyldes at innholdet i trykkbeholderen settes under trykk, overfores til veggen i trykkbeholderen, og dette gir kompliserte problemer med hensyn til fordelingen av belastningen på betongen og forspenningskablene.

Det er en hensikt med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en forspent betong-trykkbeholder med et lokk som lett kan tas av og på. Nok en hensikt med oppfinnelsen er å. tilveiebringe en forspent betong-trykkbeholder hvor trykket fra innholdet i beholderen overfores fra lokket og til beholderveggen på en slik måte at trykket fordeles mest mulig jevnt til de aksialt forlopende forspenningskabler. Nok en hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe en trykkbeholder hvor lokket festes på en slik måte at en trykkstigning i innholdet i beholderen ikke gir noen nevneverdig bevegelse av lokket relativt beholderen. Nok en hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe en trykkbeholder hvor stålforingen er forankret eller fastgjort til veggen i beholderen på en pålitelig måte.

Den forspente betong-trykkbeholder ifolge oppfinnelsen om-fatter en betongbeholder, forspenningskabler som strekker seg hovedsakelig aksialt gjennom trykkbeholderen, omlopende forspenningskabler, et rom i betongbeholderen, et lokk for lukking av rommet og en stålforing på veggen i rommet, og det som kjennetegner trykkbeholderen ifolge oppfinnelsen er at den del av stålforingen som ligger ved rommets åpning danner en stiv stålkonstruksjon, hvorhos en forste skulder er utformet i den stive stålkonstruksjon for understottelse av lokket, en andre skulder er utformet i den stive stålkonstruksjon, idet låseorgan samvirker med lokket og den andre skulder, for fastgjoring av lokket til den stive stålkonstruksjon, og i det minste én forankringsskulder er utformet i den stive stålkonstruksjon, med de ovre endene til i det minste noen av de aksiale forspenningskabler forankret til forankringsskulderen.

Noen, eller alle, av de aksialt forlopende forspenningskabler kan benyttes for forankring av den ovre, stive del av stålforingen til betongen. Fortrinnsvis forbindes i det minste to forankringsskuldre på ulike hoydenivåer ved den ovre stive del av stålforingen med kablene, slik at en ytre ring av kabler er forbundet med en ovre forankringsskulder på den stive stålkonstruksjon, mens en indre ring av kabler er forbundet med en lavereliggende forankringsskulder på den stive stålkonstruksjon. Ifolge oppfinnelsen kan hensiktsmessig skulderen for fastgjoring av lokket til trykkbeholde-

ren er anordnet på samme hoydenivå, eller på et lavere hoydenivå

enn den nedre forankringsskulder.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til tegningene hvor fig. 1 viser et aksialsnitt gjennom en forspent betong-trykkbeholder med lokk ifolge foreliggende oppfinnelse, fig. 2 viser trykkbeholderen i fig. 1 sette ovenfra, fig. 3 i storre måle-stokk viser fastgjdringen av lokket på trykkbeholderen i fig. 1, og fig. 4 - 7 på samme måte som i fig. 3 viser fire andre konstruksjo-ner for fastspenning av lokket.

Den forspente betong-trykkbeholder i fig. 1-3 består i hovedsaken av en trykkbeholder 1 av betong som er forspent delvis ved hjelp av kabler eller forspenningsstål 10 som strekker seg i aksialretningen, og delvis ved hjelp ay^ kabler 20 som strekker seg rundt i trykkbeholderens vegg. Fremstillingen av -en forspent betong-trykkbeholder av denne type er vel kjent og skal her ikke be-skrives nærmere. Forspenningskablene er vanligvis anordnet i ror som imidlertid ikke er vist på tegningene.

De ovre endene til de aksialt forlopende forspenningskabler 10 er fort frem til ulike hoydenivåer. Disse ovre endene til forspenningskablene er festet til forholdsmessig stive stålorgan 7,

8 som fordeler forspenningskreftene i betongen. Stålorganene 7» 8 danner en forlengelse av en stålforing 4 som dekker veggen i rommet 2 i trykkbeholderen. Dett;e indre rom 2 er beregnet for opptagelse av en ikke vist kjernereaktor.. Stålorganene 7.»8 er forsynt med en skulder 5 med en horisontal flate "5a, hvilken flate vender oppover, og har videre en andre skulder 6 med en horisontal flate 6a som er vendt nedover. Denne sistnevnte skulder 6 er anordnet i et hoyere nivå enn den forste skulder-. Skulderen 6 er på flere steder forsynt med radielle slisser 21, hvorved det tilveiebringes flere bærefremspring 9» Ved sprekkdannelse i et bærefremspring 9<y>il slissene 21 forhindre at sprekkdannelsen forplanter seg til de hosliggende bærefremspring. Stålforingen er videre forsynt med to forankringsskuldre " J og Q. Forankringsskulderen 7 danner her en fortsettelse av skulderen 6. De ovre endene til et forste sett kabler 10a er fastgjort til forankringsskulderen 8, og de ovre endene til ét andre sett kabler 10b er fastgjort til forankringsskulderen 7-De ovre de-lene av kablene 10 er boyet litt ut av aksen. Den ovre flate på forankring sskuldre ne 7>8 skrår litt relativt horisontalen, slik at de forloper i rett vinkel på de ovre endene til kablene 10. De ovre endene til kablene 10 er fastgjort til hylser 23 som er gjenget på utsiden. På hver slik gjenget hylse 23 er det påskrudd en mutter 24. For forspenning av en kabel fastgjores et hydraulisk verktoy til den enden av hylsn som strekker seg på utsiden av mutteren, og kabelen strekkes i Snsket grad ved hjelp av verktoyet. Selvfolgelig er den andre enden av kabelen forst forankret i bunnen av trykkbeholderen. Deretter dreies mutteren 24 helt til den får anlegg mot for-ankringsskulderens flate. Det hydrauliske verktoy losgjores fra hylsen og kan benyttes for forspenning av neste kabel.

Undersiden og sideflatene til lokket 3 er forsynt med en stålkappe 11. Stålkappen har en skulder 13 hvormed lokket kan hvi-le på skulderen 5 på trykkbeholderens stålforing. En massiv stål-ring 14, som strekker seg rundt lokket 3»hviler på en andre skulder 12 på stålkappen 11. Stålringen 14 danner understottelse for de nedre endene til flere låseorgan 15 som er anordnet etter hvérandre rundt lokket. Låseorganene er utformet som I-profiler med et steg 15 og to flenser 16, for derved å kunne motstå meget store trykkpå-kjenninger.

Den ovre flate 17 og den nedre flate 18 på låseorganene er sylindrisk avrundet. Låseorganet 15 har kontakt med den andre skulder 6 på trykkbeholderen, ved hjelp av en innskutt kile 22. Kilens vinkel er valgt slik at man får en selvhemménde kilevirkning, dvs.

at kilen ikke kan presses ut av stilling under påvirkning av det trykk som virker på låseorganet.

Tetningen mellom trykkbeholderen og lokket skjer ved hjelp av en toroidal pakning, i dette tilfelle en pakning 19 som i tverrsnitt har hovedsakelig ringform og hvis kanter er fastsveiset til stålforingen og stålkappen.

Ved monteringen bringes lokket 3 forst i stilling. Deretter fastgjores pakningen 19 ved hjelp av sveising, og ringen 14 plaseres på skulderen 12. Låseorganene 15 bringes deretter på plass, ' som antydet på tegningen. Deretter drives kilene 22 inn med den nodvendige kraft, for derved å sikre at låseorganene ikke losner.

Når trykkbeholderen settes under et indre trykk, vil lokket 3 ikke bevege seg i vesentlig grad vertikalt, idet det ikke forefinnes noen klaringsmargin i vertikalretningen. På den annen side tillater låseorganene en viss radiell bevegelse mellom anleggsflåtene, hvorved dimensjonsforandringer, som f. eks. ved varmepåvirkning, kan opptas. De sylindriske flatene 17 og 18 på låseorganene vil ved slik radial-bevegelse "rulle" noe på flatene til kilene 22 og ringen 14.

I utforelsen i fig. 4 har den stive stålonstruksjon 27 i trykkbeholderen en forste skulder 29 for understottelse a<y>lokket 26, og en andre skulder 28 for samvirke med låseorganene Jl. Stålkonstruksjonen 27 er forankret til betongen ved hjelp av kablene 30, på omtrent samme måte som beskrevet i forbindelse med fig. 1 - 3. De ovre endene til kablene 30 er fastgjort til en forankringsskulder 41 overst på stålkonstruksjonen 27. Låseorganene 31 har en del 32 som strekker seg oppover for samvirke med innerveggen i trykkbeholderen, i en hoyde over skulderen 28. Låseorganene har også en avstivningsflens 33* En ring 35 er anordnet på skulderen 34 på lokket 26, og mellom ringen 35°S låseorganene 31 er det anordnet kiler 36. Hver slik kile 36 er ved hjelp av en stang 37 forbundet- med stempelet i.en hydraulisk sylinder 38 montert på ringen 35» Ved hjelp av den hydrauliske sylinder kan kilen 36 bringes inn og ut av den viste stilling, og kan også-holdes i låsestilling med den nodvendige kraft. Tetning mellom trykkbeholder og lokk skjer ved hjelp av en ringformet toroidalpakning 39 som fastsveises til stålforingen 27 og stålkappen 40»for ringen 35 settes på plass.

I utforelsen i fig. 5 har stålforingen 45 i trykkbeholderen 43 en ovre, stiv del 45a« Denne stive del 45a har en forste skulder 46 hvorpå lokket.44 hviler, og en andre skulder 47 som samvirker med låseorganene 5^ på samme måte som beskrevet i forbindelse med fig. 3« Den stive stålkonstruksjonen 45a er forankret til betongen ved hjelp av kablene 48 på samme måte som beskrevet i forbindelse med fig. 3« Kablene 48 er festet til to forankringsskuldre 68, 69. Den ovre forankringsskulder 69 utgjor en forlengelse av skulderen 47* Stålkappen 49 på lokket 44 har en skulder 50 som un~derstotter en ring 51*' Denne ringen bærer flere kiler 53>en kile for hvert låseorgan 52. Kilene kan manovreres ved hjelp av en stang 54 og en hydraulisk sylinder, på samme måte som beskrevet i forbindelse med fig. 4« Kilen 53 har kontakt med den nedre enden av låseorganet 52, mens den ovre enden av låseorganet er i direkte kontakt med den andre skulder 47 i trykkbeholderen.

Tetningen mellom trykkbeholderen og lokket skjer ved hjelp av to toroidalringer 56 og 6l. Den forste toroidalring 56 har en forlengelse 57 som.er fastsveiset til lokkets stålkappe 49»°S en andre forlengelse 58 som.ved hjelp av skruer 59 er fastspent til den stive stålkonstruksjon 45a« En tetningsring 60 er innlagt i et spor i skulderen 46. Den andre toroidalring 6l har forlengelser 62 og 65 som ved hjelp av skruene 63 og 66 er fastgjort til den stive stålkonstruksjon 45a °g "til stålkappen 49* Tetningsringer 64 og 67 er

plasert i spor i den stive stålkonstruksjon og i stålkappen.

De motliggende flater på forlengelsene 62 og 65 overlapper hverandre, slik at det dannes en trang spalte 86 som struper enhver fluidumstrom som kan fremkomme som folge av brudd i de to tetninger 56, 6l. De overlappende deler tjener også for beskyttelse av toroidalringen 6l mot fragmenter fra toroidalringen 56, når den nedre toroidalring 56 eventuelt skades. Ved monteringen bringes forst lokket med fastgjort toroidalring 56 på plass, skruene 59 fastskru-es, toroidalringen 6l monteres, ringen. 51 legges på plass, låseorganene 52 bringes på plass og kilene 53 drives til den viste stilling, med den nodvendige kraft.

Ved utforelsen i fig. 6 har man samme stålforing 72 for trykkbeholderen 70»samme stive stålkonstruksjon 72a, de samme to skuldrene 73°g 74 på den stive stålkonstruksjon 72a, lignende forspenningskabler 751toroidalpakninger 76 og 77»som beskrevet i forbindelse med fig. 5-Stålkappen 78 på lokket 71 har en skulder 79 med et sirkulært tverrsnitt. Denne skulder 79 danner understottelse for flere låseorgan 80 hvis nedre flater 82 er sylindriske, med en litt mindre krumningsradius enn skuldrene 79* for å forbedre fordelingen av belastningen og å lette fremstillingen, kan skulderen 79 deles opp i flere seksjoner 85, en seksjon for hvert låseorgan 80, idet disse seksjoner 85 da hviler på en skulder 86. Den ovre flaten 8l til låseorganet 80 er også sylindrisk avrundet og ligger an mot et avstandsorgan 83 som har en sylindrisk flate med en litt storre krumningsradius. En kile 84 er anordnet mellom dette avstandsorgan 83 og den andre skulder 74 i trykkbeholderen. På grunn av de sylindriske flater 8l, 82 vil belastningen i låseorganet 80 alltid være en ren trykkbelastning uten dreiemoment, selv om lokket 71 beveger seg litt i radialretningen som folge av en ter-misk ekspansjon..

I utforelsen i fig. 7. har trykkbeholderen 90 en stålforing hvis ovre del består av en ringformet, stiv stålkonstruksjon 92. Denne stive stålkonstruksjon har en skulder 106 for understottelse

av et lokk 91»°g tre forankringsskuldre 95 > 9^ og 97 for de aksialt forlopende forspenningskabler 94* Disse kablene består av fire ka-belsett, dvs. et forste sett 94a som er festet til skulderen 95, et andre sett 94b som er festet til skulderen 96, og tredje og fjerde sett som er festet til skulderen 97.»Veggdelene 107, 108 mellom forankringsskuldrene 95 - 97 strekker seg i rett vinkel på forankringsskuldrene, dvs. parallelt med de ovre endene til kablene 94»

For å oke stivheten til stålkonstruksjonen 92, er det ved hjelp av sveising fastgjort avstivningsplater 109, 110 i de trinnene som dannes av en veggdel 107, 108 og en hosliggende forankringsskulder 95 - 97.

Stålkappen 93 Pa lokket 91 har en horisontal skulder 101 hvorpå det er anordnet avstandsorgan 100 som tjener som understott-elser for den nedre enden til låseorganene 98. Den ovre enden til •låseorganet ligger an mot et avstandsorgan 99 som igjen ligger an mot den nedre flaten 95a Pa den nederste forankringsskulder 95»Låseorganene 98 danner en vinkel på ca. 3°° relativt vertikalen. Ved å bevege avstandsorganene 100 på skulderen 101, er det således mulig å forbelaste låseorganet 98 i en slik grad at det ikke vil forefinnes noen klaring mellom de forskjellige deler i låsekonstruk-sjonen. Avstandsorganet 100 fikseres i onsket stilling ved hjelp av en kile 102 som stikkes vertikalt inn. mellom avstandsorganet 100 og en vertikal flate 111 på stålkappen 93*Kilen 102 kan monteres og demonteres ved hjelp av en kran. Kilen 102 sikres ved hjelp av en skrue 103.

Toroidalringer 104 og 105 danner en tetning mellom trykkbeholderen og lokket, på stort sett samme måte som beskrevet i forbindelse med fig. 5*

Trykkstigning i trykkbeholderen vil. resultere i en opp-overrettet kraft mot lokket 91f°g denne kraften overfores gjennom låseorganet 98 til den stive stålkonstruksjon 92. De oppoverrette-de krefter virker mot den stive stålkonstruksjon på flaten 95a som befinner seg i omtrent samme nivå som den nederste forankringsskulder 95*Derfor vil belastningen på den stive stålkonstruksjon 92 og de hosliggende deler av betongen være en trykkbelastning, idet man således unngår strekkbelastninger.

Claims (12)

1. Forspent betong-trykkbeholder, omfattende en betongbeholder (1), forspenningskabler (10) som strekker seg hovedsakelig aksialt gjennom trykkbeholderenjomløpende forspenningskabler (20), et rom (2) i betongbeholderen, et lokk (3) for lukking av rommet, og en stålforing (4) på veggen i rommet,karakterisert vedat den del av stålforingen som er hosliggende rommets åpning, er utformet som en stiv stålkonstruksjon, hvorhos en første skulder (5) er utformet i den stive stålkonstruksjon, for understøttelse av lokket, og en andre skulder (6) er utformet i den stive stålkonstruksjon, idet låseorgan (15) samvirker med lokket (3) og denne andre skulder (6) for fastgjøring av lokket til den stive stålkonstruksjon, og ved at det forefinnes i det minste én forankringsskulder (7>8) i den stive stålkonstruksjon, hvorhos de øvre endene til i det minste noen av de aksialt forløpende forspenningskabler (10) er forankret til forankringsskulderen (7, 8).

2. Trykkbeholder ifølge krav 1,karakterisert vedat de aksialt forløpende forspenningskabler (10) strekker seg parallelt med trykkbeholderens akse over størstedelen av sin lengde, hvorhos de øvre deler av kablene er skrådd lett innover.

3. Trykkbeholder ifølge krav 1 eller 2,karakterisertved at forankringsskuldrene (7>8) har en slik skråstilling at de strekker seg i rett vinkel på de øvre endene av de aksialt forløpende forspenningskabler (10). H.

Trykkbeholder ifølge et av de foregående krav,karakterisert vedat et første sett aksialt forløpende forspenningskabler (10a) er fastgjort til en første, nedre forankringsskulder (8), og ved at et andre sett aksialt forløpende forspenningskabler (10b), i større avstand fra trykkbeholderens akse, er fastgjort til en andre og øvre forankringsskulder (7).

5. Trykkbeholder ifølge krav 4,karakterisert vedat skulderen for lokket utgjøres av en nedadrettet skulder (95a) som ligger lavere enn eller inntil den nederste skulder (95) for fastgjør-ing av forspenningskablene, at lokket (2) er forsynt med en oppadrettet skulder (101) for samvirke med låseorgan, samt at låseorganene utgjøres av støtteben (98) som fra lokkets oppadrettede skulder (101) strekker seg oppover og utover til samvirke med den nedadrettede skulder (95a) på stålforingens stive, ringformede del.

6. Trykkbeholder ifølge krav 5>karakterisert vedat den nederste skulder (95) for fastgjøring av forspenningskablene (94a) har en oppadrettet flate for samvirke med kablene, og en nedadrettet flate (95a) for samvirke med lokket.

7. Trykkbeholder ifølge krav 5 eller 6,karakterisertved at den stive, ringformede del (92) er utformet dels med skuldrer (95~97) som strekker seg vinkelrett mot den øvre ende av de aksielle forspenningskabler (94), dels med mellom disse skuldrer gående veggpar-tier (107}108) som strekker seg parallelt med den øvre enden av de aksielle forspenningskabler.

8. Trykkbeholder ifølge krav 75karakterisert vedat avstivningsplater (109, 110) er fastsveiset i hjørnene mellom skuldrene (95 - 97) og veggpartiene (107, 108).

9. Trykkbeholder ifølge et av de foregående krav,karakterisert vedinnretninger for tilveiebringelse av en ønsket for-belastning på låseorganene.

10. Trykkbeholder ifølge krav 9jkarakterisert vedat innretningene er kiler (22; 53) som virker enten mot låseorganene (15j 16) og den andre skulder (7) i den stive stålkonstruksjon, eller mot låseorganene (52) og lokket (44).

11. Trykkbeholder ifølge krav 10,karakterisert vedat kilene (53) betjenes ved hjelp av hydrauliske sylindre (55).

12. Trykkbeholder ifølge krav 10,karakterisert veden horisontal skulder (101) på lokket (91), på hvilken skulder flere avstandsorgan (100) er anordnet for samvirke med de nedre endene til låseorganene (98), idet kilene (102) er anordnet for innstikking vertikalt mellom avstandsorganene (100) og en vertikal flate (111) på lokket (91).