RU2282260C2 - High-pressure vessel - Google Patents

High-pressure vessel Download PDF

Info

Publication number
RU2282260C2
RU2282260C2 RU2002102600/06A RU2002102600A RU2282260C2 RU 2282260 C2 RU2282260 C2 RU 2282260C2 RU 2002102600/06 A RU2002102600/06 A RU 2002102600/06A RU 2002102600 A RU2002102600 A RU 2002102600A RU 2282260 C2 RU2282260 C2 RU 2282260C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rods
bottoms
vessel
stacks
packages
Prior art date
Application number
RU2002102600/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002102600A (en
Inventor
Станислав Александрович Абалаков (RU)
Станислав Александрович Абалаков
Сергей Сергеевич Рыбачков (RU)
Сергей Сергеевич Рыбачков
Александр Александрович Цыганов (RU)
Александр Александрович Цыганов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Сибирский химический комбинат" Министерства Российской Федерации по атомной энергии
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Сибирский химический комбинат" Министерства Российской Федерации по атомной энергии filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Сибирский химический комбинат" Министерства Российской Федерации по атомной энергии
Priority to RU2002102600/06A priority Critical patent/RU2282260C2/en
Publication of RU2002102600A publication Critical patent/RU2002102600A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2282260C2 publication Critical patent/RU2282260C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Abstract

FIELD: devices functioning under high pressure.
SUBSTANCE: proposed high-pressure vessel has body, bottoms, internal sealing shell, transversal and longitudinal force-bearing members, and jointing members. Transversal force-bearing members of body and bottoms are made of plates provided with coordinate holes and assembled through layer-by-layer shifted joint into stacks in the form of closed loops. Longitudinal force-bearing members are made in the form of rods mounted in through channels formed by coordinate holes to brace abutting stacks of body and bottoms together. Stepped transition points between stacks are filled with shaped split inserts furnished with fastening seats and joined together with stacks by means of rods.
EFFECT: enhanced reliability and facilitated assembly of vessel.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к конструкции большегабаритного толстостенного сосуда, работающего под высоким давлением, и может быть использовано в атомной промышленности в качестве корпусов активных зон реакторов, защитных куполов реакторов АЭС, контейнеров для радиоактивных материалов; в энергетической промышленности в качестве корпусов котлов высокого давления для получения тепловой и электрической энергии с использованием энергии взрыва ядерных зарядов и утилизируемых боеприпасов; в химической и других отраслях промышленности в качестве технологических емкостей для высокотоксичных, пожароопасных и взрывоопасных сред.The invention relates to the construction of a large-sized thick-walled vessel operating under high pressure, and can be used in the nuclear industry as reactor pressure vessels, nuclear reactor containment domes, and containers for radioactive materials; in the energy industry as the bodies of high-pressure boilers for the production of thermal and electric energy using the energy of an explosion of nuclear charges and utilized ammunition; in chemical and other industries as technological tanks for highly toxic, fire hazardous and explosive atmospheres.

Известен железобетонный сосуд (RU №2000835 В 01 J 3/04, опубл. 15.10.1993) [1], корпус которого выполнен монолитным из тяжелого армоцемента с высоким содержанием арматуры и снабжен размещенной внутри его защитной рубашкой.A reinforced concrete vessel is known (RU No. 2000835 B 01 J 3/04, publ. 10/15/1993) [1], the casing of which is made of solid reinforced cement with a high content of reinforcement and is equipped with a protective jacket located inside it.

Широко распространены металлические сосуды высокого давления.Widespread metal pressure vessels.

Известен сосуд высокого давления (А.С. СССР №808768, F 17 С 1/00, опубл. 28.02.1981) [2], содержащий внешнюю и внутреннюю цилиндрические оболочки, при этом внутренняя оболочка выполнена заодно с днищами и снабжена наружной резьбой, на которую с обеих сторон с натягом навинчены две части внешней оболочки, оснащенные внутренней резьбой и жестко связанные между собой сварным швом.A known pressure vessel (AS USSR No. 808768, F 17 C 1/00, publ. 02.28.1981) [2] containing the outer and inner cylindrical shells, while the inner shell is made integral with the bottoms and provided with an external thread, on which two parts of the outer shell are screwed onto both sides with an interference fit, equipped with an internal thread and rigidly connected to each other by a weld seam.

Известен сосуд высокого давления (А.С. СССР №638801, F 17 С 1/00, опубл. 25.12.1978) [3], содержащий внутреннюю оболочку, заключенную в многослойный корпус, каждый слой которого образован плоскими кольцевыми элементами, снабженными круговыми наружными канавками, в которые намотаны с натягом пропитанные клеем волокна (проволока).Known high pressure vessel (AS USSR No. 638801, F 17 C 1/00, publ. 12/25/1978) [3] containing an inner shell enclosed in a multilayer body, each layer of which is formed by flat ring elements provided with circular outer grooves in which the impregnated fiber (wire) is wound tightly.

Известен сосуд высокого давления (А.С. СССР №432915 В 01 J 3/00, опубл. 25.06.1974) [4] - прототип, выполненный из сварных частей. Корпус сосуда состоит из наружного и внутреннего слоев, соединенных между собой промежуточным слоем из металла сварочного электрода, сплавленного по всей поверхности соприкосновения со стенками смежных деталей. Внутренний слой состоит из обечаек и днищ, изготовленных из листового проката. Наружный слой данного сосуда выполнен в двух вариантах. В первом - наружный слой сосуда состоит из поперечных силовых элементов в виде отдельных металлических колец, соединенных с внутренним слоем с помощью сварки, при этом зазоры между кольцами заполнены литым промежуточным металлом, сплавленным со смежными поверхностями. Во втором - наружный слой сосуда состоит из продольных силовых элементов в виде металлических брусьев, продольные зазоры между которыми заполнены промежуточным металлом, сплавленным со смежными поверхностями.A known pressure vessel (AS USSR No. 432915 B 01 J 3/00, publ. 06/25/1974) [4] - a prototype made of welded parts. The vessel body consists of the outer and inner layers, interconnected by an intermediate layer of metal welding electrode, fused over the entire contact surface with the walls of adjacent parts. The inner layer consists of shells and bottoms made of sheet metal. The outer layer of this vessel is made in two versions. In the first, the outer layer of the vessel consists of transverse force elements in the form of separate metal rings connected to the inner layer by welding, while the gaps between the rings are filled with cast intermediate metal alloyed with adjacent surfaces. In the second, the outer layer of the vessel consists of longitudinal force elements in the form of metal bars, the longitudinal gaps between which are filled with intermediate metal alloyed with adjacent surfaces.

Основными недостатками конструкций перечисленных сосудов являются:The main disadvantages of the designs of these vessels are:

- необходимость применения при изготовлении трудоемких литейной и сварочной технологий;- the need for application in the manufacture of labor-intensive foundry and welding technologies;

- многотипность конструктивных элементов сложных форм;- the multiplicity of structural elements of complex forms;

- невозможность компенсации релаксации напряженных элементов;- the inability to compensate for the relaxation of stressed elements;

- трудности транспортировки крупногабаритных сосудов к месту монтажа;- difficulties in transporting bulky vessels to the installation site;

- сложные и трудоемкие технологии демонтажа и утилизации сосудов, отработавших ресурсный срок эксплуатации;- complex and time-consuming technologies for the dismantling and disposal of vessels that have fulfilled their service life;

- трудоемкие и технологически сложные ремонтные работы.- laborious and technologically complex repair work.

Задачей изобретения является создание сосуда высокого давления, обеспечиваемого большой толщиной стенки, неограниченных габаритов с возможностью сборки из однотипных элементов простых форм; несложной технологии сборки без литейной и сварочной технологий; транспортировки в разобранном виде и любым транспортом к месту монтажа; технологичность демонтажа или утилизации.The objective of the invention is the creation of a pressure vessel, provided by a large wall thickness, of unlimited dimensions with the possibility of assembly from the same elements of simple shapes; uncomplicated assembly technology without casting and welding technologies; disassembled transport and any transport to the installation site; technological dismantling or disposal.

Поставленная задача решается тем, что сосуд высокого давления, содержащий поперечные и продольные силовые элементы, внутреннюю герметизирующую оболочку и присоединительные элементы, снабжен корпусом и днищами, собранными воедино пакетами из пластин, образующих поперечные силовые элементы, набранных с послойными смещениями стыков и снабженных координатными отверстиями, в которые установлены продольные силовые элементы в виде стержней, часть которых снабжена сквозными отверстиями для протока теплоносителя, при этом каждый пакет выполнен в виде замкнутого контура из пластин одного типоразмера, а пакеты прилегают друг к другу плоскостями и стянуты общими продольными силовыми элементами. Для плавного сопряжения внутренних поверхностей корпуса и днищ места ступенчатых переходов между пакетами пластин заполнены фигурными вкладышами, оснащенными гнездами для закрепления в них продольных силовых элементов.The problem is solved in that the pressure vessel containing transverse and longitudinal force elements, an internal sealing shell and connecting elements is provided with a body and bottoms assembled together by packages of plates forming transverse force elements, assembled with layerwise displacements of the joints and provided with coordinate holes, in which longitudinal power elements are installed in the form of rods, some of which are provided with through holes for the coolant flow, each packet being nen a closed loop of the plates of the same size, and the packages abut one another and the planes are tightened common longitudinal strength members. For smooth pairing of the internal surfaces of the body and the bottoms, the places of step transitions between the plate packs are filled with shaped inserts equipped with sockets for fixing longitudinal force elements in them.

На Фиг.1 показан продольный разрез толстостенного цилиндрического осесимметричного сосуда высокого давления.Figure 1 shows a longitudinal section of a thick-walled cylindrical axisymmetric pressure vessel.

На Фиг.2 показан поперечный разрез этого сосуда.Figure 2 shows a cross section of this vessel.

На Фиг.3 представлен в увеличенном масштабе узел Б продольного разреза сосуда на фиг.1.Figure 3 presents on an enlarged scale the node B of a longitudinal section of the vessel of figure 1.

Сосуд высокого давления может быть изготовлен цилиндрическим или любой другой формы.The pressure vessel may be made cylindrical or any other shape.

Пластины 1 с координатными отверстиями 2 составляют замкнутые контуры поперечных силовых элементов и послойно собраны со смещением стыков в пакеты 3, которые образуют корпус и днища сосуда.The plates 1 with the coordinate holes 2 make up the closed contours of the transverse force elements and are layer-wise assembled with the displacement of the joints in packages 3, which form the body and the bottoms of the vessel.

Продольные силовые элементы 4, выполненные в виде стержней, стягивают пластины с координатными отверстиями, которые образуют в пакетах сквозные каналы 5.Longitudinal power elements 4, made in the form of rods, tighten the plate with coordinate holes, which form through channels 5 in packages.

Концы стержней снабжены узлами фиксации и натяжения 6, например, в виде пар типа «винт-гайка», которые обеспечивают необходимые усилия для сжатия пластин и пакетов.The ends of the rods are equipped with fixation and tensioning units 6, for example, in the form of screw-nut pairs, which provide the necessary efforts to compress the plates and packages.

Днища сосуда собраны из пакетов разных типоразмеров. В каждом пакете пластины одного типоразмера. Пакеты прилегают друг к другу со ступенчатыми переходами. Для обеспечения плавного сопряжения внутренних стенок корпуса и днищ в местах ступенчатых переходов установлены разъемные фигурные вкладыши 7.The bottoms of the vessel are assembled from packages of different sizes. In each package plates of one standard size. Packages are adjacent to each other with step transitions. To ensure smooth pairing of the inner walls of the housing and the bottoms in the places of step transitions installed detachable shaped inserts 7.

Внутренняя оболочка 8 герметизирует сосуд изнутри.The inner shell 8 seals the vessel from the inside.

Вкладыши 7 снабжены гнездами 9 для закрепления в них концов стягивающих стержней 4.The liners 7 are provided with sockets 9 for fixing the ends of the tightening rods 4 in them.

Конструктивные данные пластин 1, количество стержней 4 и шаг сквозных каналов 5 определяются расчетным путем и зависят от необходимых габаритов сосуда и внутреннего давления.The design data of the plates 1, the number of rods 4 and the step of the through channels 5 are determined by calculation and depend on the required dimensions of the vessel and internal pressure.

С целью терморегулирования стенок сосуда часть стержней 4 выполнена со сквозными отверстиями 10 для протока теплоносителя.With the aim of thermoregulating the walls of the vessel, part of the rods 4 is made with through holes 10 for the flow of coolant.

Стыки 11 пластин 1 в последующем слое смещены относительно стыков предыдущего слоя.The joints 11 of the plates 1 in the next layer are offset relative to the joints of the previous layer.

Днища сосуда снабжены присоединительными элементами 12.The bottom of the vessel is equipped with connecting elements 12.

Длинномерные стержни могут быть разборными для повышения технологичности сборки, ремонта и демонтажа.Long rods can be collapsible to improve the manufacturability of assembly, repair and dismantling.

Предварительный натяг стержней 4 обеспечивает целостность и жесткость сосуда в нерабочем состоянии и гарантирует первоначальный контакт между его сопрягаемыми элементами, а стержни обеспечивают сжимающие напряжения и компенсируют растягивающие напряжения, создаваемые давлением рабочей среды, что увеличивает прочность сосуда. При сжатии пластин 1 стержнями 4 силы трения между ними увеличиваются и создаётся дополнительное препятствие их радиальному смещению. С повышением давления и температуры среды внутри сосуда зазоры выбираются и обеспечиваются надёжные контакты элементов. Радиальные усилия воспринимают совместно пластины 1 (поперечные элементы) и стержни 4 (продольные элементы), а осевые усилия воспринимают стержни, внутренняя оболочка и днища сосуда, выполненные из пакетов пластин.The preload of the rods 4 ensures the integrity and rigidity of the vessel inoperative and guarantees initial contact between its mating elements, and the rods provide compressive stresses and compensate for tensile stresses created by the pressure of the working medium, which increases the strength of the vessel. When the plates 1 are compressed by rods 4, the friction forces between them increase and an additional obstacle to their radial displacement is created. With increasing pressure and temperature of the medium inside the vessel, gaps are selected and reliable contacts of the elements are ensured. The radial forces are received together by the plates 1 (transverse elements) and the rods 4 (longitudinal elements), and the axial forces are absorbed by the rods, the inner shell and the bottoms of the vessel made of plate packs.

Пластины в пакетах сжаты в осевом направлении стержнями, имеющими наибольшую жесткость при осевом натяге, и работают в условиях стесненного среза, что повышает сопротивление сдвигу пластин и срезу стержней. За счет этого обеспечена всесторонняя механическая связка пластин, стержней и пакетов корпуса и днищ сосуда в осевом и радиальном направлениях и достигается высокая прочность сосуда.The plates in the bags are axially compressed by the rods having the greatest rigidity under axial interference, and operate under tight cut conditions, which increases the shear resistance of the plates and the cut of the rods. Due to this, a comprehensive mechanical connection of the plates, rods and packages of the body and the bottoms of the vessel in the axial and radial directions is ensured and high strength of the vessel is achieved.

Пластины, образующие поперечные силовые элементы, могут изготавливаться из листов стальных, цветных металлов и сплавов, неметаллических материалов рубкой, резкой или штамповкой. Пакеты, образующие сосуд, могут набираться из листов одного материала или их сочетаний.Plates forming transverse force elements can be made of sheets of steel, non-ferrous metals and alloys, non-metallic materials by cutting, cutting or stamping. The bags forming the vessel may be composed of sheets of the same material or combinations thereof.

Сборка сосуда больших габаритов производится непосредственно на месте эксплуатации. Доставка комплектующих деталей осуществляется любым доступным транспортом. Разборка сосуда при ремонте или демонтаже проводится в порядке, обратном его сборке.The assembly of a large vessel is carried out directly at the place of operation. Delivery of component parts is carried out by any available transport. Disassembly of the vessel during repair or dismantling is carried out in the reverse order of its assembly.

Размеры сосуда такой конструкции практически не ограничены условиями и технологией изготовления и транспортировки, что делает возможным иметь в эксплуатации надежные толстостенные сосуды больших габаритов и высокого давления, монтируемые с оптимальными материальными и трудовыми затратами.The dimensions of the vessel of this design are practically unlimited by the conditions and technology of manufacture and transportation, which makes it possible to operate reliable thick-walled vessels of large dimensions and high pressure, mounted with optimal material and labor costs.

Claims (2)

1. Сосуд высокого давления, содержащий корпус, днища, внутреннюю герметизирующую оболочку, поперечные и продольные силовые элементы, присоединительные элементы, отличающийся тем, что поперечные силовые элементы корпуса и днищ выполнены из пластин, оснащенных координатными отверстиями, собраны с послойным смещением стыков в пакеты в виде замкнутых контуров, а продольные силовые элементы выполнены в виде стержней, которые установлены в сквозные каналы, образованные координатными отверстиями, и стягивают воедино взаимоприлегающие пакеты корпуса и днищ, при этом места ступенчатых переходов между пакетами заполнены фигурными разъемными вкладышами, которые снабжены крепежными гнездами и скреплены воедино с пакетами с помощью стержней.1. A pressure vessel comprising a housing, bottoms, an internal sealing shell, transverse and longitudinal force elements, connecting elements, characterized in that the transverse force elements of the housing and bottoms are made of plates equipped with coordinate holes, assembled with layer-by-layer displacement of joints in packages in closed loops, and the longitudinal power elements are made in the form of rods that are installed in the through channels formed by the coordinate holes, and pull together mutually adjacent packages cases and bottoms, while the places of step transitions between the packages are filled with curly detachable liners, which are equipped with mounting sockets and fastened together with packages using rods. 2. Сосуд высокого давления по п.1, отличающийся тем, что стержни снабжены узлами фиксации и натяжения, а часть стержней выполнена со сквозными отверстиями для протока теплоносителя.2. The pressure vessel according to claim 1, characterized in that the rods are equipped with fixation and tension nodes, and some of the rods are made with through holes for the coolant duct.
RU2002102600/06A 2002-01-28 2002-01-28 High-pressure vessel RU2282260C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002102600/06A RU2282260C2 (en) 2002-01-28 2002-01-28 High-pressure vessel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002102600/06A RU2282260C2 (en) 2002-01-28 2002-01-28 High-pressure vessel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002102600A RU2002102600A (en) 2003-08-10
RU2282260C2 true RU2282260C2 (en) 2006-08-20

Family

ID=37060768

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002102600/06A RU2282260C2 (en) 2002-01-28 2002-01-28 High-pressure vessel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2282260C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107093472A (en) * 2017-05-03 2017-08-25 中国核工业第五建设有限公司 The assemble method of steel containment vessel and its end socket in AP1000 nuclear power stations
RU2788663C2 (en) * 2021-06-30 2023-01-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тувинский государственный университет" High-pressure vessel

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107093472A (en) * 2017-05-03 2017-08-25 中国核工业第五建设有限公司 The assemble method of steel containment vessel and its end socket in AP1000 nuclear power stations
CN107093472B (en) * 2017-05-03 2019-03-01 中国核工业第五建设有限公司 The assemble method of steel containment vessel and its end socket in AP1000 nuclear power station
RU2788663C2 (en) * 2021-06-30 2023-01-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тувинский государственный университет" High-pressure vessel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20100230619A1 (en) Radioactive substance storage container, and method for manufacturing radioactive substance storage container
CA1272690A (en) High-pressure structure made of rings with peripheral weldments of reduced thickness
EP1327801A2 (en) A composite tubular woven seal for an inner compressor discharge case
RU2282260C2 (en) High-pressure vessel
JP5579943B1 (en) Reinforcing equipment for piping
US3710857A (en) Pressure-retentive vessel, e.g. for pressurized-fluid nuclear reactors
US3889836A (en) Method and means for constructing large tanks
US3673806A (en) Liner for tunnel wall
KR100992975B1 (en) A crosshead large diesel engine
US3774037A (en) Radiation shielding means joint
EP1266716B1 (en) Friction welding
US3683574A (en) Cylindrical tank for containing high-pressure fluids
RU2148751C1 (en) High-pressure vessel
RU2213382C1 (en) Conveyer for spent nuclear fuel transport and/or storage
US4570813A (en) Connection anchor for liner of cast iron pressure tank
RU2055256C1 (en) Superoutsize multilayer high pressure vessel
JPH0133620B2 (en)
US4065932A (en) Casing voussoir and method for producing the voussoir
JP4444682B2 (en) Concrete pipe
EP0704606B1 (en) A reactor for catalytic purification of exhaust gas
JP4210606B2 (en) Concrete pipe and assembling method thereof
RU2157010C1 (en) Reinforced-concrete container for transportation and/or storage of spent nuclear fuel
RU2153715C1 (en) Reinforced-concrete container for transportation and/or storage of spent nuclear fuel
Fryer et al. Specific Design and Construction
RU2150755C1 (en) Reinforced concrete container for transport and/or storage of spent nuclear fuel

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees