UA47532C2 - Конденсаційна башта атомної електростанції, спосіб зменшення прогину деталі, схильної до впливу навантажувальної сили, дистанційний елемент для зменшення прогину такої деталі - Google Patents

Abstract

Винахід відноситься до галузі досліджування міцнісних властивостей твердих матеріалів. Зазначені пристрій і спосіб використовують для зменшення прогину (W) навантаженої деталі (1), схильної до впливу навантажувальної сили (9), причому прогин (W) з'являється поперек до подовжньої осі (7) деталі (1). У місці впливу (26) на торцевій поверхні (23) деталі (1) встановлюють дистанційний елемент (21), за рахунок якого відстань місця впливу (26) до опорної структури (24) в основному буде постійною. Місце впливу (26) лежить на торцевій поверхні (23) поза нейтральним волокном (11) деталі (1).

Description

Опис винаходу

Винахід стосується пристрою для зменшення прогину деталі, схильної до впливу навантажувальної сили, 2 зокрема, подовжнього ребра в конденсаційній башті атомної електростанції, причому прогин з'являється поперек до подовжньої осі деталі, з дистанціонувальним елементом.

Винахід, крім того, стосується способу для зменшення прогину деталі, схильної до впливу навантажувальної сили, зокрема, подовжнього ребра в конденсаційній башті атомної електростанції, причому прогин з'являється поперек до подовжньої осі деталі, і причому деталь опирають таким чином, що відстань деталі до опорної структури в основному витримана постійною.

Крім того, винахід стосується дистанціонувального елемента для зменшення прогину деталі, схильної до впливу навантажувальної сили, зокрема, подовжнього ребра в конденсаційній башті атомної електростанції, причому прогин з'являється поперек до подовжньої осі деталі.

З німецького патенту 803 243 відомий спосіб для підйому мостових ферм і балок перекриття в середині 19 прольоту. Цим способом під час монтажу моста або перекриття, тобто перед виникненням спрямованої донизу сили міст або, відповідно, перекриття згинають вгору. Прогин одержують за рахунок того, що на верхньому боці моста або, відповідно, перекриття створюють спрямовану до іншої структури розтяжну напругу, у той час як на нижньому боці моста або, відповідно, перекриття міст або, відповідно, перекриття через дистанціонувальний елемент (нажимний елемент) знаходиться в з'єднанні з іншою структурою. Інша структура є, наприклад, іншим мостом або, відповідно, іншим перекриттям.

У викладеній заявці на патент ФРН 1 959 868 описано спосіб монтажу для балок і пристрій для затиску балки. У цьому способі монтажу балку вже перед навантаженням піддають вигину усередині її області пружності.

Цей попередньо встановлений вигин створюють за рахунок тяг, які впливають на нижній бік балки і створюють вигин, який також, як і вигин під навантаженням, спрямовано донизу. Балка для цього оперта на своєму с 29 верхньому боці через упорний орган на навколишню структуру. Унаслідок попередньо встановленого вигину (3 зміна вигину, що викликана навантаженням, є меншою, ніж у випадку балки без попередньо встановленого вигину. Недолік способу монтажу згідно із викладеною заявкою на патент ФРН 1 959 868 полягає в тому, що область пружності балки повинна бути досить великою, щоб можна було зробити попередній вигин. Інший недолік полягає в тому, що в деяких будівельних спорудах - наприклад, по причинах безпеки - попередній вигин с 30 не дозволено. Крім того, балка і навколишня структура повинна бути розрахована на сприйняття сил, що со виникають за рахунок попереднього вигину, за рахунок чого спосіб монтажу у випадку вже вбудованої балки додатково може бути здійснений тільки дуже обмежено. о

На атомній електростанції східного типу конструкції для необхідної у випадку аварії компенсації тиску ча використовують конденсаційну башту, яку називають також барботажною вежею. У ній у декілька поверхів

Зо розташовані водяні затвори в камерах з листового металу. Камери з листового металу між іншим утворені М листом дна і стельовим листом які спираються на рівнобіжні подовжні ребра. Подовжні ребра закріплені з обох кінців на двутаврових балках, що проходять перпендикулярно до подовжніх ребер, які утворюють основний каркас конденсаційної башти. «

Камери з листового металу розраховані на деякий, пануючий усередині них тиск. Для підвищення надійності З 40 описаної атомної електростанції при деяких обставинах потрібно доустатковувати конденсаційну башту на більш с високий тиск. При цьому підвищеному тиску стельові листи з відповідними подовжніми ребрами можуть з» вигинатися неприпустимим чином. Прогин досягає свого максимального значення приблизно в середині подовжніх ребер.

В основі винаходу лежить задача знайти пристрій, який зменшує прогин деталі, на яку діє навантажувальна 45 сила, і яка, зокрема, є подовжнім ребром, що несучим стельовий лист, і таким чином підвищує стабільність шк деталі. Крім того, для цієї ж мети повинен бути зазначений також спосіб. Як спосіб, так і пристрій повинні -і обходитися без попереднього вигину.

Стосовна до пристрою задача вирішується згідно з винаходом в пристрої вище названого виду за рахунок і-й того, що дистанціонувальний елемент діє на місці впливу на торцевій поверхні деталі, причому під

Ге) 20 навантаженням відстань місця впливу до опорної структури в основному підтримується постійною за рахунок дистанціонувального елемента і, що місце впливу лежить на торцевій поверхні щодо нейтрального волокна з о боку, на якому деталь у випадку прогину зазнає подовжнє подовження.

У випадку тіл, що мають навколо подовжньої осі обертальну симетрію, місце впливу повинно лежати на торцевій поверхні, зокрема, поза центром (ексцентрично).

Підвищення стабільності деталі досягається таким чином не за рахунок покращення властивостей матеріалу,

ГФ) як наприклад, міцності вигину, а більше за рахунок того, що щонайменше на одній торцевій поверхні деталі за рахунок дистанціонувального елемента задовольняють змушеній умові. Дія описаного пристрою виявляється о тільки у вбудованому стані деталі, тобто якщо є опорна структура.

Нейтральне волокно при прогині не зазнає ні відносного подовження, ні відносного стиснення. 60 Розташування місця впливу поза нейтральним волокном означає, що за рахунок дистанціонувального елемента, зокрема, за рахунок подовжньої сили опирання, переважно на деталь впливає додатковий згинальний момент, що протидіє згинальному моменту обумовленому силою, що викликає прогин. За рахунок додаткового згинального моменту прогин у цілому зменшується.

Звичайно прогнута деталь з одного боку нейтрального волокна зазнає відносне стиснення і з другого боку - 62 відносне подовження. Стиснення призводить до стискувальної напруги в деталі, а розтягування призводить до розтяжної напруги. Протидію розтягуванню роблять простим способом шляхом впливу дистанціонувального елемента на торцеву поверхню. Навантажений тиском дистанціонувальний елемент, відповідно до цього кращим способом монтується за рахунок затиску або вставлення між деталлю й опорною структурою, без необхідності, щоб було з'єднання, яке витримує тиск, наприклад, зварне з'єднання між дистанціонувальним елементом і деталлю, а також між дистанціонувальним елементом і опорною структурою. У пристрої згідно з винаходом дистанціонувальний елемент швидко і просто монтується.

На противагу цьому подібне з'єднання було б необхідним, якби дистанціонувальний елемент був би навантажений силою такої ж величини, але в протилежному напрямку, тобто на розтягування, що було б /о необхідним, якби місце впливу лежало з боку відносно нейтрального волокна, на якому деталь при прогині зазнає подовжнє стиснення.

Сила, що навантажує деталь, може бути такою, що з'являється як поперек до подовжньої осі деталі силою поперечного навантаження, так і такою, яка призводить до прогину або, відповідно, перелому деталі силою подовжнього навантаження.

Описаним пристроєм можна покращати стабільність деталі без необхідності додаткових стабілізувальних елементів на подовжньому боці або подовжніх боках деталі. Особлива перевага пристрою полягає в тому, що покращення стабільності досягається за рахунок впливу на торцеву поверхню деталі. Справа в тому, що подовжні боки в багатьох випадках є недоступними, вони повинні підтримуватися вільними або вони вже оснащені на доступних місцях кріпильними елементами, що несуть деталь, прогин якої повинен бути зменшений.

Опорна структура може бути переважно сусідньою деталлю того ж типу деталі.

У згаданій у вступній частині конденсаційній башті подовжні ребра, що стосуються двох сусідніх камер з листового металу, розташовані уздовж загальної уявлюваної осі. У місці, на якому вони закріплені на загальній двутавровій балці, існує проміжок між обома подовжніми ребрами. У цьому випадку, наприклад дистанціонувальний елемент розташовано у проміжку і тоді взаємодіє з торцевими поверхнями обох подовжніх с ов ребер.

Відповідно до іншої форми виконання за рахунок дистанціонувального елемента щонайменше під впливом і) навантажувальної сили подовжня сила опирання, є силою, що впливає на місце впливу приблизно паралельно до подовжньої осі деталі. Подовжня сила опирання являє собою реакцію зв'язку, за рахунок якої деталь на місці впливу утримується на постійній відстані до опорної структури. За рахунок такої реакції зв'язку крайові умови с зо для прогину деталі змінюються таким чином, що максимальний прогин при однаково великій навантажувальній силі є зменшеним. і,

Переважно дистанціонувальний елемент містить дві кінцеві деталі, які знаходяться в з'єднанні або з'єднані ю через різьбову штангу, і таким чином фіксовані на регульовану постійну мінімальну відстань. Подібна мінімальна відстань, наприклад, є у випадку не вигнутої деталі. Виконаний таким чином пристрій має ту ї- зв перевагу, що він швидко узгоджується з різними заданими мінімальними відстанями або відстанями між деталлю «Е й опорною структурою.

Наприклад, дистанціонувальний елемент вставляється в деталь та/або в опорну структуру.

Дистанціонувальний елемент може також затискатися. Ці форми виконання особливо придатні для дистанціонувального елемента навантаженого тиском. За рахунок вставлення або затискування, наприклад, у « передбачені виїмки в деталі та/(або в опорній структурі, уникаються трудомісткі зварні з'єднання й з с дистанціонувальний елемент є простим способом знову рознімним. . Задача вказівки способу для зменшення прогину навантаженої деталі, вирішується згідно з винаходом в и?» способі, названого в обмежувальній частині виду, за рахунок того, що відстань місця на торцевій поверхні деталі до опорної структури в значній мірі витримана постійною, і місце на торцевій поверхні вибирають щодо нейтрального волокна деталі з боку, на якому деталь при прогині перетерплює подовжнє подовження. ї5» Для опирання переважно використовують дистанціонувальний елемент, причому опирання роблять за рахунок закручування кріпильної гайки на різьбовій штанзі дистанціонувального елемента. ш- Стосовна до пристрою задача вирішується згідно з винаходом у випадку дистанціонувального елемента с названого в обмежувальній частині виду за рахунок того, що дистанціонувальний елемент містить дві кінцеві 5р деталі, які знаходяться в з'єднанні через різьбову штангу, і таким чином фіксуються на регульованій постійній і мінімальній відстані.

Із Переважно дистанціонувальний елемент виконано шляхом вставлення або затискування в деталь та/або в опорну структуру.

Переважно дистанціонувальний елемент застосовують для здійснення способу згідно з винаходом. 5Б Приклад виконання пристрою й дистанціонувального елемента, згідно з винаходом пояснюється більш докладно за допомогою Фіг.1 - 3. При цьому відповідно в поперечному перетині показано: (Ф) Фіг.1 схильна до впливу сили деталь без пристрою відповідно до винаходу, ка Фіг.2 схильна до впливу сили деталь із пристроєм відповідно до винаходу, що містить дистанціонувальний елемент, і во Фіг.З виріз з Фіг.2, де детально представлений дистанціонувальний елемент відповідно до винаходу.

Фігура 1 показує подовжню деталь 1, яка обома своїми кінцями відповідно закріплена через намічене зварне з'єднання 2 на накладеній балці 3. У випадку деталі 1 мова йде про подовжнє ребро в конденсаційній башті атомної електростанції східного типу конструкції Подовжнє ребро слугує у ній для опирання (не представленого) накладеного металевого листа, що утворює камеру. Внутрішній простір заповнений водою, що 65 Знаходиться під тиском камери з листового металу, від якої показана тільки нижня частина без бічних стінок і без металевого листа, позначено позицією 5. Балки З утворюють разом з іншими, не представленими балками основний каркас конденсаційної башти.

Перпендикулярно до подовжньої осі 7 деталі 1 на деталь 1 впливає навантажувальна сила 9. Спрямована зверху вниз навантажувальна сила 9 викликана за рахунок діючого з усіх боків усередині камери з листового металу 5, тиску викликаного водою, і діє тому на деталь 1 не тільки точково, але розподілений по всій її довжині. Унаслідок навантажувальної сили 9 деталь 1 прогинається поперек до своєї подовжньої осі 7. Прогин 13 намічений схематично і збільшено в нижній частині Фігури 1, причому деталь 1 представлена двома лініями, із яких верхня представляє ненавантажену деталь, а нижня прогнуту деталь (характеристика прогину М/). Прогин у досягає свого максимального значення Мо приблизно в середині деталі 1. 70 На Фіг.1 показане також нейтральне волокно 11 деталі 1. У якості нейтрального волокна 11 загалом показана лінія або поверхня в деталі 1, яка при прогині не зазнає ні розтягування, ні стиснення у подовжньому напрямку. Нейтральне волокно 11 може лежати у випадку асиметричної в поперечному перетині деталі 1 у поздовжньому перетині поза серединою, як це видно з Фігури 1.

Фіг.2 показує деталь 1 і балку 3, як на Фігурі 1, однак, із тією різницею, що на обидві торцеві поверхні /5 23 деталі 1 впливає відповідно по одному дистанціонувальному елементу 21. Кожен дистанціонувальний елемент 21 опирається на бік опорної структури 24, що звернено від деталі 1. Унаслідок впливу дистанціонувального елемента 21 на торцеві поверхні 23 деталі 1 прогин М/ у випадку однаково великої навантажувальної сили 9 у порівнянні з випадком, представленим на Фігурі 1, є зменшеним. Як знову-таки схематично і збільшено представлено в нижній частині Фіг.2, прогин МУ досягає приблизно в середині деталі 1 2о свого максимального значення МУ д. Зокрема, це максимальне значення МУ д є зменшеним у порівнянні з випадком, у якому на деталь 1 не діє ніякий дистанціонувальний елемент 21 (М/д « М/о).

На Фіг.З більш точно представлений виріз маркірований на Фіг.2 окружністю, звичайно, без впливу на деталь 1 навантажувальної сили 9. Під впливом навантажувальної сили 9, як представлено на Фіг.2, торцеві поверхні 23 деталі 1 змінювали б своє положення. Це є також наслідком обмеженої жорсткості на скручування балки 3. У сч г випадку, якби не було встановлено дистанціонувального елемента 21, нижче нейтрального волокна 11, тобто з боку зверненому від навантажувальної сили 9 відносно нейтрального волокна 11, торцева поверхня 23 унаслідок і) прогину, що з'являється, та/або подовжнього розтягування рухалася б у напрямку до опорної структури 24. Вище нейтрального волокна 11 унаслідок прогину, що з'являється, та/"або подовжнього стиснення вона б незначно віддалилася від опорної структури 24. с зо У представленому на Фігурі З прикладі опорна структура 24 є сусідньою деталлю типу деталі 1, на яку - у випадку навантаження внаслідок тиску усередині камери з листового металу 5 - також не представлена - і, навантажувальна сила діє зверху. Опорна структура 24 також з'єднана у зварному з'єднанні 2 з балкою 3. Тому ю звернена до деталі 1 торцева поверхня 25 опорної структури 24 змінювала б своє положення під діючою навантажувальною силою аналогічним способом, як і торцева поверхня 23 деталі 1. Внаслідок цього руху одна ї-

Зв ДО одної торцевих поверхонь 23, 25 деталі 1 або, відповідно, опорної структури 24 протидіє дистнціонувальний «Е елемент 21. Тому дистанціонувальний елемент 21 впливає на торцеву поверхню 23 деталі 1 у місці впливу 26, яке лежить нижче нейтрального волокна 11. Так дистанціонувальний елемент 21 впливає на торцеву поверхню опорної структури 24 у місці впливу 27, що лежить нижче нейтрального волокна опорної структури 24.

Дистанціонувальний елемент 21 створює згинальний момент на деталь 1 і опорну структуру 24, що протидіє « прогину. шщ с Дистанціонувальний елемент 21 містить дві в основному плоскі кінцеві деталі, 28А, 288 або кінцеві пластини, які через різьбову штангу 29 утримуються просторово розділеними одна від одної. Перша кінцева ;» деталь 28А зварена зварним з'єднанням 30 із різьбовою штангою 29. Друга кінцева деталь 288 насунута в отворі в області місця впливу 26 на різьбову штангу 29.

За допомогою нагвинченої на різьбовій штанзі 29 кріпильної гайки 31 мінімальна відстань, що задається їх вручну, між кінцевими деталями 28А, 2888 є регульованою. За рахунок отвору в другій кінцевій деталі 288 різьбова штанга 29 направляється крізь, а виступаюча частина утоплена в порожнині в деталі 1. Кріпильна гайка

Ш- 31 у вбудованому стані давить через підкладну шайбу 32 на другу кінцеву деталь 288. с Дистанціонувальний елемент 21 за допомогою двох центруючих деталей 40 затиснуто у одній виїмці в деталі 5о або, відповідно, в опорній структурі 24. Він монтується без необхідності зварних з'єднань між першою о кінцевою деталлю 28А і опорною структурою 24 або, відповідно, між другою кінцевою деталлю 288 і деталлю 1.

Ко)

Claims (8)

Формула винаходу

1. Конденсаційна башта атомної електростанції, яка містить опорну структуру (24) і конструкційну деталь (Ф) (1), зокрема поздовжнє ребро, у якому поперек його поздовжньої осі (7) під впливом навантажувальної сили (9) ГІ виникає прогин (МУ), яка відрізняється тим, що містить розташований на торцевій поверхні (23) поздовжнього ребра (1) дистанційний елемент (21), виконаний з можливістю підтримування під навантаженням постійним во відстань до опорної структури (24) місця з'єднання (26), що відносно нейтрального волокна (11) розташовано на тому боці торцевої поверхні (23) поздовжнього ребра (1), на якому воно при прогині отримує поздовжній розтяг.

2. Конденсаційна башта за п. 1, яка відрізняється тим, що опорна структура (24) виконана у вигляді поздовжнього ребра.

3. Конденсаційна башта за будь-яким із пп. 1-3, яка відрізняється тим, що дистанційний елемент (21) містить 65 дві кінцеві деталі (2вА, 288), які з'єднані між собою різьбовою штангою (29) для можливості установлювання їх на регульовану постійну мінімальну відстань.

4. Конденсаційна башта за будь-яким із пп. 1-3, яка відрізняється тим, що дистанційний елемент (21) виконаний з можливістю вставляння або затискання в поздовжнє ребро (1) та/або в опорну структуру (24).

5. Спосіб зменшення прогину (МУ) конструкційної деталі (1), зокрема поздовжнього ребра, у якому поперек його поздовжньої осі (7) виникає прогин (МУ) під впливом навантажувальної сили (9) в конденсаційній башті атомної електростанції, і яке опирають таким чином, щоб відстань від нього до опорної структури (24) утримувалась суттєво постійною, який відрізняється тим, що відстань від місця з'єднання (26) на торцевій поверхні (23) поздовжнього ребра (1) до опорної структури (24) утримують суттєво постійною і вибирають її відносно нейтрального волокна (11) поздовжнього ребра (1) на тому боці, на якому воно при прогині отримує 7/0 поздовжній розтяг.

6. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що опирання конструкційної деталі (1) здійснюють шляхом закручування кріпильної гайки (31) на різьбовій штанзі (29) дистанційного елементу (21).

7. Дистанційний елемент (21) для зменшення прогину (М/) конструкційної деталі (1), зокрема поздовжнього ребра (1), у якому поперек його поздовжньої осі (7) виникає прогин (М/) під впливом навантажувальної сили (9)

75. 8 конденсаційній башті атомної електростанції, який відрізняється тим, що містить дві кінцеві деталі (284А, 288), які з'єднані між собою різьбовою штангою (29) для можливості установлювання їх на регульовану постійну мінімальну відстань.

8. Дистанційний елемент (21) за п. 8, який відрізняється тим, що він виконаний з можливістю вставляння або затискання в конструкційну деталь (1) та/або в опорну структуру (24). с щі 6) с (зе) ІС) ча « -

с . и? щ» -І 1 о) 70 Ко) іме) 60 б5