NO139327B - Understoettelse for varmeutvekslere - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår understøttelses-anordninger og spesielt smurte glideanordninger for understøt-

telse av store, tunge varmeutvekslere og liknende.

Det finnes et stort behov for understøttelse av

meget store varmeutvekslere, trykk-kar og annet utstyr, på en slik måte at disse konstruksjoner beskyttes mot virkningen av jordskjelv, såvel som materialsjokk som kan skyldes store plut-

selige forandringer i trykk-karets temperatur. Slike understøt-

telser må videre anordnes på en slik måte at de tillater juster-

ing til vanlige termiske utvidelser og sammentrekninger, og gir en passende grad av adgang for inspeksjon, vedlikehold og repa-rasjoner.

Mer bestemt er det i kommersielle kjernekraft-

verk behov for store varmeutvekslere som kan være 12-15 meter i diameter og så høye som opptil 25 meter, når de er montert.

På grunn av at disse varmeutvekslere arbeider ved høye tempera-

turer, må det treffes foranstaltninger for å sikre at tempera-

turen i konstruksjonens betongdeler som bærer en varmeutveksler av denne størrelse,: ikke overstiger 9 8°C, da betongen ellers ville miste sitt krystallvann og tilslutt bli til pulver. På grunn av de store konstruksjoner det her gjelder, vil virkningen av varmeutvideIse og sammentrekning i anordningene være av en stør-relsesorden på mange cm. På grunn av disse virkninger som oppstår hvis varmeutveksleren undergår en hurtig temperatur-forandring ved utilsiktet tap av et av de varme fluider i varmeutveksleren, antas det at anordningen vil trekke seg termisk sammen tilstrekkelig hurtig til å frembringe et voldsomt slag-lignende støt mot de omgivende konstruksjoner. På lignende måte vil skjelvinger i jorden og lignende også kunne frembringe alvor-lige skader hvis de seismiske krefter er koblet direkte til en

av disse store varmeutvekslere.

Det er blitt foreslått å feste en bæreplate til den nedre ende av varmeutveksleren. Undersiden av denne plate er forsynt med en konkav buet flate som livi ler på en tilsvarende konveks Lubrit-plate eller en annen hensiktsmessig. smurt lagerflate. På grunn av at Lubrit-platen ville hvile på -et betongfundament vil den vertikale belastning som varmeutveksleren utøver, bli absorbert på en måte. som gjør det mulig for anordningen å gli eller forskyve seg over små horisontale avstander i forhold til Lubrit-platen for derved på en trygg måte å oppta noen av de bevegelser som frembringes av disse ekstraordinære krefter.

Det viser seg imidlertid at en understøttelses-anordning utført etter dette forslag har tilbøyelighet til å heve temperaturen på betongfundamentet til uakseptable stør-relser og understøttelsesanordningen kan ikke oppta oppadrettede vertikale krefter og horisontale krefter som er av vesentlig størrelse. Av denne grunn er det behov for under-støttelsesanordninger for varmeutvekslere der fundamentets temperatur vil ha verdier som kan aksepteres, samtidig med at det tillates relativ bevegelse av varmeutveksleren og under-støttelsen, slik at disse kan gli innbyrdes over små avstander for tilpasning til forholdsvis mindre forskyvninger, og for også å absorbere betydelige horisontale og oppadrettede vertikale krefter, som skyldes jordskjelv, plutselige forandringer i varmeutvekslerens temperatur og lignende.

Disse og andre ulemper ved tidligere kjente anordninger er i stor utstrekning overvunnet ved foreliggende oppfinnelse. I henhold til oppfinnelsen er en skjær-ring an-bragt over omkretspartiet av understøttelsesplaten. Skjær-ringen strekker seg også godt innenfor kanten eller omkretsen av understøttelsesplaten, for å gripe sammen med de vertikale gjengede ender av en sats forankringsbolter, som stikker inn i og er innleiret i betongfundamentet. På denne måte vil forankringsboltene og skjær-ringen overføre oppadrettede vertikale krefter direkte til fundamentet. I samvirkning med forankringsboltene er det utformet en kile og kilespor i sammen-støtende flater av varmeutvekslerens nedre støpedel og under-

støttelsesplaten for å kunne absorbere tverrettede og hori-

sontale krefter som utøves på varmeutveksleren ved jordskjelv eller andre fremtredende fysiske forstyrrelser.

På grunn av at det stål det er behov for ved

denne utførelse er en meget god varmeleder, er det sannsynlig at de omgivende deler av betongfundamentet vil få temperaturen hevet til uakseptabel størrelse under vanlige driftsbetingel-

ser. I henhold til et trekk ved oppfinnelsen er imidlertid en hul stålring innlagt i betongfundamentet nær ved forankringsboltene, noe som ikke bare øker styrken av fundamentet men også gir tilstrekkelig kjølekapasitet til å holde betong-temperaturen så lav at den ikke overskrider det på forhånd bestemte nivå.

For ytterligere å øke den fysiske motstand varme-utveks leren har mot tverrettede krefter, kan det være fordel-

aktig å legge inn en bunnplate mellom den konvekse smurte plate og betongfundamentet. I dette tilfelle kan det være hensiktsmessig å ha en eller flere skjær-bolter i bunnplaten.

Disse bolter stikker ut fra bunnplaten og passer i fordypninger

eller boringer som er utført i den tilstøtende flate av betongfundamentet.

Oppfinnelsen tilveiebringer således en anordning

som gjør det mulig for betongfundamentet og varmeutveksleren å rotere og å gli over begrensede avstander i forhold til hverandre, for derved å absorbere forholdsvis små tverrettede og langsgående krefter. Den mer solide stålkonstruksjon som imidlertid kreves for å motstå større sjokk, er også utført som skjær-kiler, ankerbolter og skjær-bolter, men da på en måte som ikke øker temperaturen på betongfundamentet til et utilfredsstillende nivå. Det sistnevnte trekk ved oppfinnelsen er kjennetegnet ved at den hule ring som er innleiret i funda-

mentets betong ikke bare kjøler betongen til en passende tem-

peratur, men også byr på ytterligere og uventede fordeler når det gjelder å forsterke betongen.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene gjen-

gitte trekk, og vil i det følgende bli forklart nærmere under henvisning til tegningen, som i snitt viser en utføreIsesform for varmeutveksleres understøttelse i henhold til oppfinnelsen.

Som vist er en vertikalt plasert varmeutveksler 10: understøttet delvis ved hjelp av én rekke horisontalt an-•'. bragte tverrstøtter 11,12- Hver av tverrstøttene er festet ved eh ende til en vertikal -flate på varmeutveksl.eren 10 og ved den annen ende ved hjelp av en støtdemper eller lignende

til en vertikal vegg 13. av armert betong. Betongveggen 13 danner en del av en brønn 14 som varmeutveksleren 10 står i.

Et horisontalt gulv 15 også av armert betong danner bunnen i brønnen 14. I gulvet 15 finnes et avløp 16 ved gulvets

laveste punkt, der vann fra en eller annen kilde samles for å bli pumpet ut av brønnen 14.

En armert betongbærer eller et fundament 17 som

i den viste utførelse har form av en avkortet kjegle eller en pyramide, har en stort sett flat topp 20. Toppen 20 har imidlertid en gruppe med stort sett sylindriske fordypninger eller boringer 21,22 som stikker ned i fundamentkonstruksjonen.

For å skaffe kjøling for fundamentet 17 såvelsom for å øke

dets styrke, er en hul ringformet stålkasse 2 3 innleiret i fundamentets betong like under bunnen av boringene 21, 22.

Ankerbolter, hvorav bare ankerboltene 24, 25 er vist på tegningen, står i en sirkel i forhold til planet for oversiden 20 av fundamentet 17. Hver av boltene 24,25 er formet som en L, der det lange skaft er parallelt med varmeutvekslerens 10 lengdeakse og perpendikulært på planet for fundamentets overside eller topp 20. Det korte ben på anker-boltens L form, står imidlertid perpendikulært på aksen for det lange skaft for bedre å sikre boltens feste i fundamentet 17. Det lange skaft for hver av forankringsboltene 24, 25 stikker dessuten gjennom åpninger i de nedre og øvre flenser 26 i den nevnte stålkasse 23. Hvert av de lange skaft på de enkelte forahkringsbolter 24, 25 avsluttes med en gjenget ende som er opptatt i tilsvarende gjengede beslag , hvorav bare beslagene 30 og 31 er vist.

Som vist vil beslagene 30 og 31 når de er i fullt inngrep med de gjengede ender på forankringsboltene 24, 25 ligge an mot den øvre flens 2 7 og være i flukt med oversiden

20 av fundamentet 17. Det finnes imidlertid et betydelig stykke gjenger i hvert av beslagene 30 og 31 som ikke er i inngrep med de resp. forånkringsbolter 24, .25 .' Disse gjenger" ' i beslagene 30, 31 er imidlertid i stedet i inngrep med de

gjengede nedre deler av skaftene på et sett bolter,'hvorav bare boltene 32, 33 er vist på tegningen.

Boltene 32, 33. stikker gjennom hull i en bunnplate 34'med en lagerring og et ytterligere sett hull.i en <:>skjærring 35, som ligger på'oversiden av lagerringen 34.

Som vist har lagerringen 34 en underside 36, hvorfra det stikker ut et antall stort sett. sylindriske skjærtåpper 37,, 40 som er.rettet vertikalt nedad. Skjært.appene 37, 40 opptas i tilpassede fordypninger éller boringer 22, 21 som er utformet i oversiden 20, av fundamentet 17-,Dessuten har lagerringen 34 en-ringformet overside. 41 som gir plass for en . stor sirkulær boring 42, med ..en fiat horisontal bunn 43 og sylindriske vegger.

Skjærringen 35 er stort sett ringformet og ligger på den ringformede overside !ll av lagerringen 34. Fordypninger 44, 45 er utformet i den ytre omkrets av den ring-^ formede flate 41 for å gi plass for hodene på de resp. bolter 3.2, 33- En flens 46 stikker inn mot sentrum av skjærringen 35 for å ligge over et kantparti av.den sirkulære bunn 43, som

er utformet i bunnplaten 34..

En Lubrit-plate'47-eller en annen hensiktsmessig smurt platedel, som har en.flat nedre underside, hvilende på deri horisontale bann 43, har også en .diameter som er vesentlig, større enn "den indre diameter av den overhengende flens 46 på skjærringen 35- Diameteren av Lubrit-platen 47 er imidlertid mindre enn diameteren av.den sirkulære boring 42 ' som platen ligger i. Denne forskjell i. diametere gir.en viss klaring for relativ bevegelse mellom Lubritplat.en 47 og bunnplaten 3.4.....

En Lubritplate*kan omfatte en'-hoveddel av. bronse eller messing, hvori det er innarbeidet et antall overflate-ringer. Disse ringer er fylt med et smøremiddel på grafitt-basis og smøremidlet vil"når kontaktflaten mellom Lubritplaten

.47 og den horisontale bunn 43 slites vekk over en viss tid, frigi nytt smøremiddel. Passende Lubritpiater fremstilles

f.eks. av Merriman Division of Litton Industries, 100 Industrial Park Road, Hingham, Massachusetts 02043, U.S.A.

Oversiden av Lubritplaten 47 er dessuten kon-

veks og er også behandlet som beskrevet ovenfor, for å gi

en hensiktsmessig smøring. Videre er i denne henseende en smidd bæreblokk 50 utført med en konkav underside 51 som passer til og hviler på den tilpassede-konvekse smurte overside av Lubritplaten 47. En sirkulær rekke boringer som er rettet inn i aksialretningen og hvorav bare boringene 52,53

er vist på tegningen, har forsenkede fordypninger utformet i den konkave overflate for hver å gi plass for bolter,

hvorav bare boltene 54 og 55 er vist på tegningen.

Oversiden av bæreblokken 50 har en nedadrettet flens med en diameter som er noe større enn diameteren av

den underliggende Lubritplate 47, men som ikke desto mindre er mindre enn diameteren av den sirkulære boring 42 som er utformet i bunnplaten 34, for derved å skape tilstrekkelig klaring til å tillate varmeutveksleren 10 å bevege seg i forhold til fundamentet 17. En skjær-kile 56 er diametralt anordnet på oversiden av bæreblokken 50. Skjær-kilen 56 passer i et kilespor 57 som er utformet i den nedre kontakt-flate i det nedre støpestykke 60, som utgjør en del av varmeutveksleren 10. Som vist på tegningen er boltene 54, 55 såvel som andre bolter som tjener til å forbinde bæreblokken 50 med det nedre støpestykke 60, som ikke ligger i tegningens plan, skrudd inn i gjengede boringer som er skåret i det nedre støpe-stykke 60.

Under bygging blir betongfundamentet 17 støpt

slik at det bare frileggér de øvre flater av forankringsboltenes beslag 30, 31. Det lages så en mal av plaseringen av disse beslag etter at betongen er herdet. Ved hjelp av denne mal (ikke vist på tegningen), bores de tilhørende boringer i bunnplaten 34 og skjær-ringen 35 i flukt med de resp. beslag 30,31 for forankringsboltene.

Bunnplaten 34 anbringes over beslagene 30,31 på oversiden 20 av fundamentet 17. Lubritplaten 4 7 blir så plasert i sentrum av den sirkulære, boring 42 i bunnplaten 34. For full montering av bærekonstruksjonen blir skjær-ringen 35

plasert over det nedre støpestykke 60 på varmeutveksleren 10

og bæreblokken 50 blir boltet på plass. Varmeutveksleren 10, bæreblokken 50 og skjær-ringen 35 som er satt sammen, blir så forsiktig bragt på plass på bunnplaten 34 og på Lubritplaten

47 for å rette inn bolthullene i skjær-ringen 35 med de tilsvarende bolthull i bunnplaten 34 og beslagene 30,31 som er innleiret i betongfundamentet 17. Det hele gjøres så ferdig

ved innsetning av boltene 32,33 i de innrettede boringer hvoretter disse bolter trekkes til i beslagene 30,31 med det ønskede dreiemoment.

Hvis utøvelsen av en horisontalt virkende kraft på varmeutveksleren 10 eller på fundamentet 17 er tilstrekkelig stor til å bevege disse konstruksjonsdeler i forhold til hverandre, vil den første bevegelse bli absorbert uten skade, ved glidning og rotasjonsbevegelse av bæreblokken 50 i forhold til lubritplaten 47. Vertikalt, oppadrettede krefter vil videre bli overført fra kantpartiet av bæreblokken 50 til flensen 46 på skjær-ringen 35 og gjennom boltene 32,33 til fundamentet 17 gjennom forankringsboltene 24,25. Skulle imidlertid de horisontale krefter bli store nok til å overskride verdier som kan opptas ved relativ bevegelse mellom bæreblokken 50 , Lubritplaten 4 7 og den horisontale bunn 43 i den sirkulære boring 42 i bunnplaten 34, vil skjær-kilen 56 i bæreblokken 50, boltene 54, 55 og skjærtappene 37,40 i fundamentet 17 være istand til å absorbere resten av de ellers uabsorberte krefter.

Det finnes naturligvis mange modifikasjoner som

kan gjøres med den beskrevne anordning og som allikevel faller innenfor oppfinnelsens ramme. Det kan f.eks. være ønskelig å eliminere den nedre støpestykke 60 i varmeutveksleren 10 og å sveise fast en del av et rør med større diameter til utsiden av varmeutvekslerens hode, der rørets lengdeakse faller sammen med varmeutvekslerens lengdeakse. En flens på den nedre ende av røret blir da skrudd fast på et støpestykke som har en konkav underside passende til krumningen av oversiden av Lubrit-platen 47. Denne utførelse eliminerer ikke bare behovet for et ekstra støpestykke, såvel som ytterligere maskinering av den nedre ende av varmeutveksleren 10, men øker også avstanden mellom varmeutveksleren og betongfundamentet 17, noe som vil hjelpe ytterligere til med å redusere temperaturen på funsamentet.

Den hule stålkasse kan også innrettes for sirku-lasjon av kjølefluidum, for derved ytterligere å redusere arbeidstemperaturen på betongfundamentet 17.

Videre kan det føre til en besparelse i bygge-omkostninger hvis tverrstøttene 11, 12 forbindes med, ikke varmeutveksleren 10 som vist på tegningen, men til horisontale plater som festes til det nedre støpestykke 60, eller når et rør er festet til den nedre ende av varmeutveksleren 10, er festet til dette rør og til tilstøtende deler av veggen 13 i brønnen 14. Den besparelse som oppnås med denne utførelse er særlig merkbar når det gjelder reduserte behov for armert betong ved konstruksjonen av brønnen 14. På denne måte vil den store masse av armert betong som man må ha for å motstå virkningen av tverrstøttene 11,12 ligge nær bunnen 15, istedet for høyere opp fra bunnen som vist på tegningen. På denne måten vil armert betong utover det som er nødvendig for å bære den betongdel som ligger over bunnen 15 og nær tverrstøttene 11 , 12 kunne reduseres vesentlig.

Claims (2)

1. Understøttelse for en varmeutveksler, karakterisert ved at den omfatter et armert betongfundament (17),. forankringsbolter (24, 25) som ,er innleiret i fundamentet for overføring av vertikale belastninger fra varmeutveksleren til fundamentet, en stålkasse (23) innleiret i fundamentet for kjøling åv den armerte betong, en bunnplate (34) som hviler på fundamentet, hvilken bunnplate har boringer som hver er i flukt med forankringsboltene og har en stort sett sentralt anbrakt sylindrisk boring (42) som ender i en bunn, en smurt platedel (4,7) i den sylindriske boring hvilende på bunnen, og med en diameter som er mindre enn diameteren av den sylindriske boring, hvilken smurte plate også har en konveks flate, en skjærring (35) med boringer i'.flukt med de respektive forankringsbolter, hvilken skjærring ligger på bunnplaten og har en indre diameter som er mindre enn diameteren av den smurte plate, for derved å henge over et kantparti av platen, en bæreblokk (50) med en konkav flate i anlegg mot den smurte plates konvekse flatej hvilken bæreblokk har en diameter som er større enn diameteren av den smurte plate og mindre enn diameteren av den . sylindriske boring for dermed delvis a ligge under skjærringen, og anordninger (54, 55) som forbinder bæreblokken med varmeutveksleren.

2. Understøttelse som angitt i krav 1, k a r a k - ..terisert ved at understøttelsen omfatter skjærtapper (37, 40) som henger ned fra bunnplaten og stikker inn i det armerte betongfundament.

3- Understøttelse som angitt i krav 1, karakterisert ved at det er anordnet en skjærkile (56) mellom bæreblokken og anordningene som forbinder bæreblokken med varmeutveksleren, for derved å absorbere skjærkraftene.