RU2788663C2 - Сосуд высокого давления - Google Patents
Сосуд высокого давления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2788663C2 RU2788663C2 RU2021119233A RU2021119233A RU2788663C2 RU 2788663 C2 RU2788663 C2 RU 2788663C2 RU 2021119233 A RU2021119233 A RU 2021119233A RU 2021119233 A RU2021119233 A RU 2021119233A RU 2788663 C2 RU2788663 C2 RU 2788663C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- elements
- prefabricated
- reinforced concrete
- prestressed
- transverse
- Prior art date
Links
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 34
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 7
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 claims description 2
- 239000004567 concrete Substances 0.000 abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 230000035515 penetration Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000789 fastener Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 10
- 230000003014 reinforcing Effects 0.000 description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 3
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 2
- 239000011210 fiber-reinforced concrete Substances 0.000 description 2
- 239000011513 prestressed concrete Substances 0.000 description 2
- 210000000614 Ribs Anatomy 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при создании сосудов высокого давления, работающих в условиях высоких внутренних давлений, температурных, радиационных и других воздействий. Сосуд выполнен из сборных предварительно напряженных элементов (1,2), состоящих из дугообразных железобетонных элементов (12,14). В каждом дугообразном элементе имеются каналы (4), фиксаторы (7) для навивки кольцевой арматуры (8), бетонные участки (9), образованные при радиальном напряжении с помощью домкратов (13). Элементы (1, 2) содержат шпонки (10) для надежного зацепления с торцевыми элементами (3), где имеются технологические проходки (11). Сборные элементы (1,2) жестко зажаты предварительно напряженными арматурами (5) и закреплены анкерами (6). Техническим результатом является повышение надежности и долговечности сосудов высокого давления. 7 ил.
Description
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при создании сосудов высокого давления, работающих в условиях высоких внутренних давлений, температурных, радиационных и других воздействий.
Известен цилиндрический корпус реактора из предварительно напряженного железобетона [1], включающий шесть крупных вертикальных ребер трапецеидальной формы, усиленных напрягаемыми тросами, служащими для закрепления кольцевой напрягаемой арматуры несущей силовой стенки, верхней и нижней предварительно напряженных плит, армированных кольцевыми и радиальными напрягаемыми арматурами.
Известен цилиндрический корпус реактора из предварительно напряженного железобетона [1], включающий кольцевую, вертикальную и горизонтальную дополнительную предварительно напряженных арматурных стержней для армирования несущей стенки толстостенного цилиндра, торцовых элементов в виде полусфер с вогнутостью внутрь и стальную герметизирующую облицовку.
Недостатками указанных корпусов являются:
- невысокая надежность корпусов в случае чрезвычайных ситуаций террористического, природного или техногенного характера в связи с армированием их несущей стенки из отдельных кусков арматурных стержней в кольцевом тангенциальном направлении по сравнению с корпусами с несущей стенкой из цельной навитой арматуры;
- достаточно сложная технология возведения корпуса в связи с созданием предварительного напряжения кольцевой арматуры при достаточно большом ее количестве, требующих, соответственно, для каждого отдельного куска напрягаемой арматуры специальных фиксирующих устройств, четкой организации технологических процессов, а также высококвалифицированных специалистов при высоком уровне исполнения;
- жесткое сопряжение несущей силовой стенки с торцовыми элементами (днищами), то есть в угловых зонах корпусов, всегда провоцирует не желательную концентрацию высоких напряжений (всплеск напряжений).
Наиболее близким и прототипом является сосуд высокого давления [2], включающий корпус, днищ и внутреннюю герметизирующую оболочку. Несущая силовая стенка и днища корпуса включает в себя поперечных силовых сборных элементов в виде пакетов, собранных из пластин со специальными сквозными каналами, продольных силовых элементов из напрягаемых стержней, фигурных разъемных вкладышей со специальными гнездами для стержней.
Основными недостатками прототипа являются:
- относительно низкая прочность в радиальном и тангенциальном (кольцевом) направлениях, вызванная с тем, что радиальные и тангенциальные усилия практически воспринимаются только силами трения, возникающихся между поперечными сборными силовыми элементами в виде пакетов, собранных из пластин и сопротивлением на срез вертикальных напрягаемых стержней, при этом, известно, что прочность стержней на срез более 20% меньше чем при растяжении;
- многотипность и сложная технология конструктивных элементов.
Техническая задача изобретения заключается в повышении надежности и долговечности сосудов высокого давления за счет рационального способа армирования сборных поперечных элементов в виде замкнутого контура навитой кольцевой арматурой, рационального способа армирования продольной арматурой в вертикальном направлении, не сложной технологией создания предварительного натяжения напрягаемой арматуры в кольцевом и вертикальном направлениях, в том числе удобен при монтаже и демонтаже конструкции.
Поставленная задача решается тем, что сосуд высокого давления, содержащий корпус, днища (торцовые элементы), внутреннюю герметизирующую оболочку, выполнен из сборных поперечных предварительно напряженных элементов в виде замкнутого контура, коаксиально собранные в полый цилиндр и жестко зажатые при помощи вертикальных силовых элементов в виде продольных стержней, устанавливаемые в каналы-отверстия сборных элементов, сборные поперечные предварительно напряженные элементы состоят из дугообразных железобетонных элементов, объединенные воедино в замкнутый контур и усилены намоткой по периметру кольцевой напрягаемой арматурой, дугообразные элементы снабжены специальными фиксаторами и отверстиями-каналами для арматур, при этом предусмотрено два типа сборных поперечных элементов: концевые, расположенные на торцовых участках с разными внутренними диаметрами и промежуточные, расположенные в средней части корпуса, при этом сопряжение железобетонных торцовых элементов с несущей силовой стенкой из сборных поперечных предварительно напряженных элементов выполнено на шпонках.
Технический результат - повышение надежности и долговечности сосудов высокого давления.
Факторы, повышающие надежность и долговечность изобретения:
• рациональная (эффективная) навитая схема армирования сборных поперечных элементов, которая повышает несущую способность силовой стенки в тангенциальном и радиальном направлениях;
• безразрывность (целостность) кольцевых арматурных стержней также способствуют повышению надежности и долговечности корпуса;
• шарнирное сопряжение по сравнению с жестким, погашает всплеск напряжений в угловых зонах корпуса;
• высокие уровень и качество производства работ по создании предварительного напряжения кольцевых и вертикальных арматур за счет сокращения специальных фиксирующих устройств, и как вследствие этого, работ, не требующих технологических операций высокой точности.
На фиг. 1 представлен общий вид заявляемого изобретения, где 1 - промежуточные сборные поперечные предварительно напряженные элементы, 2 - концевые (торцовые) сборные поперечные предварительно напряженные элементы со шпонками (отличаются внутренними диаметрами), 3 - торцовые железобетонные элементы, 4 - каналы-отверстия, 5 - напрягаемая арматура, 6 - фиксирующие анкеры, 15 - внутренняя герметизирующая облицовка.
На фиг. 2 представлен промежуточный сборный поперечный предварительно напряженный элемент, где 4 - каналы-отверстия, 7 - фиксаторы кольцевой напрягаемой арматуры, 8 - напрягаемая кольцевая арматура, 9 - бетонные участки.
На фиг. 3 представлены концевые (торцовые) сборные поперечные предварительно напряженные элементы со шпонками, где 4 - каналы-отверстия, 7 - фиксаторы кольцевой напрягаемой арматуры, 8 - напрягаемая кольцевая арматура, 9 - бетонные участки, 10 - шпонки.
На фиг. 4 представлен замыкающий концевой (торцевой) сборный поперечный предварительно напряженный элемент со шпонками, где 4 - каналы-отверстия, 7 - фиксаторы кольцевой напрягаемой арматуры, 8 -напрягаемая кольцевая арматура, 9 - бетонные участки, 10 - шпонки.
На фиг. 5 представлен железобетонный торцевой (верхний или нижний) элемент (поз. 3) в виде пробки со шпонками, где 10 - шпонки, 11 - технологическое отверстие.
На фиг. 6 представлен процесс изготовления (сборка, навивка арматуры, процесс предварительного натяжения с последующим бетонированием) из сборных дугообразных элементов без шпонок промежуточного сборного поперечного предварительно напряженного элемента, где 4 - каналы-отверстия, 7 - фиксаторы для напрягаемой кольцевой арматур, 8 - напрягаемая кольцевая арматура, 12 - дугообразные сборные железобетонные элементы без шпонок, 13 - гидравлические домкраты.
На фиг. 7 представлен процесс изготовления из сборных дугообразных элементов со шпонками концевого (торцевого) сборного поперечного предварительно напряженного элемента, где 4 - каналы-отверстия, 7 - фиксаторы для напрягаемой кольцевой арматур, 8 - напрягаемая кольцевая арматура, 13 - гидравлические домкраты, 14 - дугообразные сборные железобетонные элементы со шпонками.
Предлагаемое изобретение изготавливается в несколько этапов и состоит из следующих операций: изготовление железобетонных дугообразных элементов со шпонками и без таковых; изготовление сборных поперечных предварительно напряженных кольцевых элементов со шпонками и без таковых; на специально подготовленной площадке производится монтаж концевых (торцовых) сборных поперечных предварительно напряженных элементов на проектную высоту, равную высоте нижнего железобетонного торцового элемента; изготовление нижнего железобетонного торцового элемента; установка на нижний железобетонный торцовой элемент внутренней герметизирующей оболочки; монтаж промежуточных сборных поперечных предварительно напряженных элементов; монтаж верхних концевых (торцовых) сборных поперечных предварительно напряженных элементов на высоту, равную высоте верхнего железобетонного торцового элемента; установка в каналы-отверстия сборных поперечных предварительно напряженных элементов вертикальных стержней; анкеровка и при помощи домкратов создание предварительного напряжения вертикальных арматурных стержней; изготовление верхнего железобетонного торцового элемента с устройством специальных технологических проходок.
Первый этап - изготавливаются дугообразные сборные железобетонные элементы двух типов со шпонками и без таковых, снабженные каналами-отверстиями и фиксаторами (поз. 12, 14 фиг. 6, 7). Дугообразные железобетонные элементы со шпонками могут отличаться только с величиной внутреннего диаметра.
Второй этап - изготовление концевых и промежуточных сборных поперечных предварительно напряженных элементов в виде замкнутого контура со шпонками и без таковых. Технология изготовления сборных элементов со шпонками и без таковых практически аналогичны.
Порядок работ при изготовлении сборных поперечных предварительно напряженных элементов в виде замкнутого контура:
• изготавливается дугообразные железобетонные элементы со шпонками и без шпонок (поз. 12, 14), снабженные каналами-отверстиями и фиксаторами для арматур;
• сборные дугообразные элементы собирают воедино в замкнутый контур, затем через отверстия фиксаторов (поз. 7) пропускают напрягаемую арматуру и производят навивку кольцевой арматуры (поз. 8) в требуемом или установленном расчетами количестве;
• производят анкеровку концевых участков кольцевой арматуры;
• устанавливаются в проектное положение гидравлические домкраты (поз. 13);
• с помощью распирающихся сил гидравлических домкратов (поз. 13) в радиальных направлениях производят требуемое (расчетное) натяжение кольцевой арматуры (поз. 8);
• изготовление сборных поперечных предварительно напряженных кольцевых элементов (поз. 1, 2) завершается торкрет-бетонированием слоя навитой кольцевой арматуры и образовавшихся свободных участков (поз. 9) между дугообразными элементами.
Третий этап - этап возведения корпуса, включающий следующие виды работ:
• на специально подготовленной площадке, коаксиально друг к другу, производят вертикальный монтаж концевых сборных поперечных предварительно напряженных элементов со шпонками (поз. 2) на проектную высоту, равную высоте будущих железобетонных торцовых элементов;
• изготавливается железобетонный нижний торцевой элемент (поз. 3) с устройством специальных проходок;
• на нижний железобетонный торцевой элемент (поз. 3) устанавливается внутренняя герметизирующая металлическая облицовка (поз. 15) с диаметром, равным внутреннему диаметру промежуточных сборных поперечных предварительно напряженных элементов (поз. 1);
• на внутреннюю облицовку (поз. 15) «надеваются» промежуточные сборные поперечные предварительно напряженные элементы (поз. 1);
• производят монтаж верхних концевых сборных поперечных предварительно напряженных элементов со шпонками (поз. 2) на проектную высоту, равную высоте верхних железобетонных торцовых элементов (поз. 3);
• в каждый специальный канал-отверстие (поз. 4), собранного из сборных поперечных предварительно напряженных элементов цилиндра, пропускаются напрягаемые арматурные стержни (поз. 5), и производят анкеровку вертикальных стержней;
• производят предварительное натяжение вертикальных стержней с помощью гидравлических домкратов (поз. 13);
• в завершении изготавливается железобетонный верхний торцевой элемент (поз. 3) с устройством специальных проходок;
Для повышения пространственной жесткости и совместной работы, а также для качественной центровки (соосности) всех сборных поперечных предварительно напряженных элементов, между контактными поверхностями могут быть предусмотрены специальные шпонки. При этом с целью упрочнения шпоночного сопряжения между концевыми сборными поперечными предварительно напряженными и торцовые элементами, рекомендуются изготовлять их из сталефиброжелезобетона, так как сталефибробетон является долговечным материалом и обладает более высокими прочностными свойствами по сравнению с обычным бетоном.
Таким образом, предлагаемое изобретение имеет достаточно простые схему монтажа и способа создания предварительного напряжения, и в результате эффективного армирования из цельной навитой кольцевой и вертикальной арматур можем иметь сосуд высокого давления с высокой надежностью и долговечностью.
Очевидно, что в эксплуатационный период внутренний слой несущей силовой стенки корпуса, состоящий из сборных дугообразных элементов, объединенные в единое целое, будут работать только на сжатие, и в связи с чем нет необходимости армирования его рабочими стержнями, может быть достаточно только наличие конструктивного армирования.
Использованные источники
1. Морозов В.И. Корпуса высокого давления из тяжелого армоцемента для энергетических и строительных технологий: дис. … докт. техн. наук / В.И. Морозов, СПБ:, 1994. 533 с.
2. Абалаков С.А., Рыбачков С.С., Цыганов А.А. Сосуд высокого давления. Патент на изобретение №2282260 С2, 20.08.2006.
Claims (1)
- Сосуд высокого давления, содержащий корпус, днища, внутреннюю герметизирующую оболочку, поперечные и продольные силовые элементы, отличающийся тем, что поперечные силовые элементы выполнены из сборных поперечных предварительно напряженных железобетонных элементов виде замкнутого контура, коаксиально собранных в полый цилиндр и жестко зажатых при помощи вертикальных силовых элементов в виде продольных стержней, устанавливаемых в каналы-отверстия сборных элементов, сборные поперечные предварительно напряженные элементы состоят из дугообразных железобетонных элементов, объединенных воедино с навивкой по периметру кольцевой напрягаемой арматурой и замоноличенных в единый предварительно напряженный элемент в виде замкнутого контура, дугообразные элементы снабжены специальными фиксаторами и отверстиями-каналами для арматур, при этом предусмотрены два типа сборных поперечных элементов: концевые, расположенные на торцовых участках с разными внутренними диаметрами, и промежуточные, расположенные в средней части корпуса, сопряжение железобетонных торцовых элементов, расположенных в концевых участках, с несущей силовой стенкой из сборных поперечных предварительно напряженных железобетонных элементов выполнено на шпонках.
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2021119233A RU2021119233A (ru) | 2022-12-30 |
| RU2788663C2 true RU2788663C2 (ru) | 2023-01-24 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2282260C2 (ru) * | 2002-01-28 | 2006-08-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Сибирский химический комбинат" Министерства Российской Федерации по атомной энергии | Сосуд высокого давления |
| RU2366009C1 (ru) * | 2008-06-23 | 2009-08-27 | Герман Николаевич Шевелёв | Резервуар высокого давления |
| RU172698U1 (ru) * | 2016-09-09 | 2017-07-19 | Геннадий Григорьевич Болдырев | Защитная оболочка атомного реактора |
| RU2707561C1 (ru) * | 2019-05-28 | 2019-11-28 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Трубчатый канал для удаления воды, пара и газов из бетонного наполнителя |
| CN212986762U (zh) * | 2020-06-23 | 2021-04-16 | 山东鼎和新材料科技有限公司 | 一种具有防撞结构的压力容器 |
| RU2753764C1 (ru) * | 2021-01-25 | 2021-08-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Северо-Кавказский горно-металлургический институт государственный технологический университет) | Реакторное отделение АЭС повышенной сейсмостойкости |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2282260C2 (ru) * | 2002-01-28 | 2006-08-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Сибирский химический комбинат" Министерства Российской Федерации по атомной энергии | Сосуд высокого давления |
| RU2366009C1 (ru) * | 2008-06-23 | 2009-08-27 | Герман Николаевич Шевелёв | Резервуар высокого давления |
| RU172698U1 (ru) * | 2016-09-09 | 2017-07-19 | Геннадий Григорьевич Болдырев | Защитная оболочка атомного реактора |
| RU2707561C1 (ru) * | 2019-05-28 | 2019-11-28 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Трубчатый канал для удаления воды, пара и газов из бетонного наполнителя |
| CN212986762U (zh) * | 2020-06-23 | 2021-04-16 | 山东鼎和新材料科技有限公司 | 一种具有防撞结构的压力容器 |
| RU2753764C1 (ru) * | 2021-01-25 | 2021-08-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Северо-Кавказский горно-металлургический институт государственный технологический университет) | Реакторное отделение АЭС повышенной сейсмостойкости |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11293183B2 (en) | Precast column base joint and construction method therefor | |
| AU2017330583B2 (en) | Foundation for a windmill | |
| US20080196341A1 (en) | Modular Column System Using Internally Confined Hollow Column Unit and Method of Constructing the Same | |
| KR20090008072A (ko) | 조립식 내부구속 중공 콘크리트 충전 강관 교각 | |
| CN109267472B (zh) | 预制拼装桩基础桥墩及其施工方法 | |
| KR20070020826A (ko) | 내부구속 중공 콘크리트 충전유닛을 사용한 프리스트레스연결형 조립식교각 및 그 시공방법 | |
| KR101973701B1 (ko) | 조립식 교각 | |
| KR101478131B1 (ko) | 블록을 이용한 조립식 교각의 시공방법 | |
| KR20100076576A (ko) | 횡구속력이 향상된 콘크리트 충전 강관 | |
| KR101328045B1 (ko) | 프리캐스트 고성능 섬유시멘트 복합체를 이용한 철근 콘크리트 복합기둥공법 | |
| CN111827092A (zh) | 适用于带横隔板的预制拼装空心桥墩及施工方法 | |
| CN106836645B (zh) | 一种预制空腔式中薄壁混凝土柱 | |
| RU2788663C2 (ru) | Сосуд высокого давления | |
| CA2491226C (en) | Post-tensioned insulated wall panels | |
| CN211257916U (zh) | 一种预应力钢-混凝土组合式桩托换节点 | |
| JP4909445B1 (ja) | 地上タンクの施工方法および地上タンク | |
| CN214401388U (zh) | 一种优化后的frp索拱结构 | |
| JP7393816B2 (ja) | 構造基材、構造部材、構造物及び構造部材の構築方法 | |
| CN212561129U (zh) | 适用于带横隔板的预制拼装空心桥墩 | |
| Li et al. | Seismic behaviour of precast shear walls connected using prestressed horizontal beams | |
| JP5128569B2 (ja) | プレストレストコンクリート梁 | |
| CN115726496B (zh) | 一种抗震叠合剪力墙结构及其施工方法 | |
| CN112627011A (zh) | 一种优化后的frp索拱结构 | |
| US20220186497A1 (en) | Ultra high-performance concrete bond anchor | |
| JP4683426B2 (ja) | 鉄筋コンクリート部材の製造方法 |