WO2023009026A1 - Подкрановый путь защитной оболочки атомной электростанции - Google Patents

Подкрановый путь защитной оболочки атомной электростанции Download PDF

Info

Publication number
WO2023009026A1
WO2023009026A1 PCT/RU2021/000548 RU2021000548W WO2023009026A1 WO 2023009026 A1 WO2023009026 A1 WO 2023009026A1 RU 2021000548 W RU2021000548 W RU 2021000548W WO 2023009026 A1 WO2023009026 A1 WO 2023009026A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
crane
containment
containment vessel
cantilever
nuclear power
Prior art date
Application number
PCT/RU2021/000548
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Сергей Владимирович КОВАЛКИН
Станислав Леонидович БЕЛОХИН
Василий Вячеславович ПЕЦКА
Иван Васильевич ПОДПОРИН
Дмитрий Валентинович ИВАНОВ
Original Assignee
Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях"
Частное Учреждение По Обеспечению Научного Развития Атомной Отрасли "Наука И Инновации" (Частное Учреждение "Наука И Инновации")
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
Priority claimed from RU2021122309A external-priority patent/RU2786286C1/ru
Application filed by Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях", Частное Учреждение По Обеспечению Научного Развития Атомной Отрасли "Наука И Инновации" (Частное Учреждение "Наука И Инновации") filed Critical Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях"
Publication of WO2023009026A1 publication Critical patent/WO2023009026A1/ru

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C7/00Runways, tracks or trackways for trolleys or cranes
    • 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

Definitions

  • the invention relates to the field of mechanical engineering and transportation, and in particular to the crane runways of the containment shell of nuclear power plants.
  • the existing structures of crane runways are made of metal consoles attached to the NPP containment. Such consoles are installed at a certain interval with the installation of metal crane beams on them. Circular crane rail, as a rule, is installed on the crane beams.
  • the disadvantage of this design is the low reliability due to the fact that the crane beams operate in a complex stress-strain state.
  • the crane beam When perceiving vertical loads, the crane beam operates with a full section according to the scheme of a single-span split beam, horizontal loads are transferred to the crane beam through its upper chord, which leads to the operation of the crane beam in torsion, and emergency temperature effects lead to complex deformation of the crane beam.
  • the eccentricity in the transmission of vertical loads which occurs due to the shape of the crane beam (the beam is made along the radius)
  • additional torsional forces occur. All of the above forces are transferred from the crane beam to the cantilever support through the bolts.
  • the technical result of the claimed invention is to increase the reliability of the crane runway containment of nuclear power plants.
  • the problem to be solved by the invention is to eliminate the risks of crane derailment and overturning from the crane runway under conditions of beyond design basis accidents and seismic loads.
  • each cantilever support is made of upper and lower horizontal plates installed parallel to each other, fastened to each other by vertical longitudinal and transverse ribs, while at one end of the plate and the transverse ribs are fixed in reinforced concrete of the containment structure, at the ends of the plates facing the containment, side cutouts are made on both sides, and a protrusion is made in the upper part of the end of the cantilever support on the side opposite from the containment shell.
  • the ends of the plates and transverse ribs are provided with anchors fixed in the reinforced concrete structure of the containment.
  • the main advantage of the claimed invention is the absence of crane beams and bolted attachment points, as well as the execution of the cantilever support from upper and lower horizontal plates installed parallel to each other, fastened to each other by vertical longitudinal and transverse ribs.
  • the transfer of forces from the crane to the reinforced concrete structures of the containment occurs directly through the cantilever support due to the anchoring of its upper and lower plates and transverse ribs into the reinforced concrete structures of the containment.
  • the protrusion made in the upper part of the butt end of the cantilever support from the side opposite from the containment shell is used to hold the crane on the rails under vertical seismic effects due to engagement of anti-seismic traps associated with the overhead crane beam for this protrusion. Horizontal loads are transmitted directly through the top plate of the cantilever.
  • the specified design of the cantilever supports ensures the occurrence of only compressive and tensile forces transmitted to the reinforced concrete structures of the containment, in the absence of the effect of torsion and bending loads in the elements of the crane runway.
  • Longitudinal and transverse ribs provide stability to the top plate of the cantilever support. To exclude internal forces in the cantilever supports during thermal expansion, they are installed with a gap relative to each other.
  • FIG. 1 shows the crane runway of the nuclear power plant containment, made in accordance with the claimed invention (top view).
  • FIG. 2 shows cantilever supports installed with a gap relative to each other (top view).
  • FIG. 3 shows a cantilever support (sectional view).
  • the crane runway contains cantilever supports 2 evenly installed around the circumference and fixed at the same level on the inner side of the containment shell 1 with a gap to each other and a rail 3 mounted on top of the cantilever supports 2.
  • the rail 3 is made in the form of a circle with a radius of the crane runway and connected to the cantilever supports 2 fastening elements 4.
  • Each cantilever support 2 is made of upper 5 and lower 6 horizontal plates installed parallel to each other, fastened to each other by vertical longitudinal 7 and transverse 8 ribs. At one end, the upper 5 and lower 6 horizontal plates and transverse ribs 8 are fixed in the reinforced concrete structure of the protective shell 1.
  • the ends of the plates 5 and 6 and the transverse ribs 8 are provided with anchors 11 fixed in reinforced concrete structure of the protective shell 1, which contributes to the reliable fastening of the cantilever support 2.
  • the claimed invention is implemented as follows.
  • the crane moves along the rail 3 connected to the cantilever supports 2 by fastening elements 4.
  • the loads that occur on the cantilever supports 2 are transferred to the reinforced concrete structures of the containment 1 through the anchors 11, which are provided with plates 5 and 6 and the ends of the transverse ribs 8.
  • Horizontal loads are transmitted directly through the top plate 5 of the cantilever support 2, which causes compressive and tensile forces in it, which are transmitted to reinforced concrete structures, while there is no torsion effect.
  • Vertically mounted and perpendicular to the upper 5 and lower 6 plates, longitudinal 7 and transverse 8 ribs ensure the stability of the upper plate 5 of the cantilever support 2.
  • the cantilever supports 2 heat up and expand, but due to the gap (temperature joint) between them, no additional stresses arise. Under conditions of vertical seismic impacts, the cantilever support 2 ensures that the crane is kept on the rail 3 due to the stop of the anti-seismic grabs of the overhead crane 12 (not part of the device) in the protrusion 10.
  • technological openings are provided in the declared crane way, formed by side cuts 9, made on both sides on the ends of the plates 5 and 6 facing the containment shell 1, adjacent cantilever supports 2, providing unhindered passage of the hydrogen mixture to the hydrogen afterburners. Additionally, technological openings can be used to pass technological and electrical systems and communications.
  • the size of the technological opening formed by side cutouts 9 of adjacent cantilever supports 2 in the crane runway of the nuclear power plant can be 600 x 600 mm.
  • the use of the claimed design of the crane runway makes it possible to increase the reliability of the crane runway intended for reloading nuclear fuel, to prevent the crane from derailing or tipping over under conditions of beyond design basis accidents or seismic loads, and also to exclude the possibility of accumulation under the runway of an explosive hydrogen mixture released during technological processes, occurring in a nuclear reactor.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control And Safety Of Cranes (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области машиностроения и транспортирования, а именно к подкрановым путям защитной оболочки АЭС. Подкрановый путь защитной оболочки атомной электростанции содержит равномерно установленные по окружности и закрепленные на одном уровне на внутренней стороне защитной оболочки с зазором друг к другу консольные опоры и установленный сверху на консольные опоры рельс, выполненный в форме окружности с радиусом подкранового пути и соединенный с консольными опорами элементами крепления. Каждая консольная опора выполнена из установленных параллельно друг другу верхней и нижней горизонтальных пластин, скрепленных друг с другом вертикальными продольными и поперечными ребрами. Одним концом пластины и поперечные ребра закреплены в железобетонной конструкции защитной оболочки, на концах пластин, обращенных к защитной оболочке, с обеих сторон выполнены боковые вырезы, а в верхней части торца консольной опоры с противоположной от защитной оболочки стороны выполнен выступ. Изобретение позволяет повысить надежность подкранового пути защитной оболочки АЭС.

Description

Подкрановый путь защитной оболочки атомной электростанции
Изобретение относится к области машиностроения и транспортирования, а именно к подкрановым путям защитной оболочки АЭС.
Существующие конструкции подкрановых путей выполняют из металлических консолей, крепящихся к защитной оболочке АЭС. Такие консоли устанавливают с определенным интервалом с установкой на них металлических подкрановых балок. Круговой подкрановый рельс, как правило, устанавливается на подкрановые балки.
Известен подкрановый путь (авторское свидетельство СССР N° 1349170, МПК В66С7/00, приоритет от 08.01.1985) защитной оболочки АЭС, содержащий консольную опору, выполненную из радиально расположенных элементов опоры, установленную на внутренней стороне защитной оболочки, и выполненный по радиусу в плане подкранового пути рельс с элементами крепления, подкрановые балки, выполненные по радиусу в плане, при этом каждая балка соединена с одним из элементов опоры неподвижно, с другим элементом с возможностью перемещения по нормали к радиусу кривизны балки, а торцы свободных концов балок размещены с зазором относительно торцов смежных с ними балок.
Недостатком данной конструкции является низкая надежность, обусловленная тем, что подкрановые балки работают в сложном напряженно- деформированном состоянии. При восприятии вертикальных нагрузок подкрановая балка работает полным сечением по схеме однопролетной разрезной балки, горизонтальные нагрузки передаются на подкрановую балку через ее верхний пояс, что приводит к работе подкрановой балки на кручение, а аварийные температурные воздействия приводят к сложной деформации подкрановой балки. Учитывая эксцентриситет при передаче вертикальных нагрузок, возникающий из-за формы подкрановой балки (балка выполнена по радиусу), в балке возникают дополнительные усилия от кручения. Все вышеперечисленные усилия передаются с подкрановой балки на консольную опору через болты. В связи с этим возникает проблема в разработке узлов крепления (болтового соединения) балки и консольной опоры, которые, с одной стороны, должны обеспечить надежное (жесткое) крепление подкрановой консоли и балки, а с другой стороны должны быть податливы для исключения возможности возникновения больших внутренних усилий в подкрановой балке при ее нагреве в случае аварийного температурного воздействия или сейсмических колебаний.
Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении надежности подкранового пути защитной оболочки АЭС.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является исключение рисков схода и опрокидывания крана с подкранового пути в условиях запроектных аварий и сейсмических нагрузок.
Указанный технический результат достигается тем, что в подкрановом пути защитной оболочки атомной электростанции, содержащем равномерно установленные по окружности и закреплённые на одном уровне на внутренней стороне защитной оболочки с зазором друг к другу консольные опоры и установленный сверху на консольные опоры рельс, выполненный в форме окружности с радиусом подкранового пути и соединенный с консольными опорами элементами крепления, согласно настоящему изобретению каждая консольная опора выполнена из установленных параллельно друг другу верхней и нижней горизонтальных пластин, скреплённых друг с другом вертикальными продольными и поперечными ребрами, при этом одним концом пластины и поперечные ребра закреплены в железобетонной конструкции защитной оболочки, на концах пластин, обращённых к защитной оболочке, с обеих сторон выполнены боковые вырезы, а в верхней части торца консольной опоры с противоположной от защитной оболочки стороны выполнен выступ. Преимущественно концы пластин и поперечных ребер снабжены анкерами, закрепленными в железобетонной конструкции защитной оболочки.
Основным преимуществом заявленного изобретения является отсутствие подкрановых балок и болтовых узлов крепления, а также выполнение консольной опоры из установленных параллельно друг другу верхней и нижней горизонтальных пластин, скреплённых друг с другом вертикальными продольными и поперечными ребрами.
В таком техническом решении передача усилий от крана на железобетонные конструкции защитной оболочки происходит непосредственно через консольную опору за счет анкеровки ее верхней и нижней пластин и поперечных ребер в железобетонные конструкции защитной оболочки. При этом выступ, выполненный в верхней части торца консольной опоры с противоположной от защитной оболочки стороны, используется для удержания крана на рельсах при вертикальных сейсмических воздействиях за счет зацепления за этот выступ антисейсмических подхватов, связанных с балкой мостового крана. Горизонтальные нагрузки передаются непосредственно через верхнюю пластину консольной опоры.
Указанная конструкция консольных опор обеспечивает возникновение только сжимающих и растягивающих усилий, передающихся на железобетонные конструкции защитной оболочки, при отсутствии эффекта кручения и нагрузок на изгиб в элементах подкранового пути. Продольные и поперечные ребра обеспечивают устойчивость верхней пластины консольной опоры. Для исключения внутренних усилий в консольных опорах при температурном расширении они установлены с зазором относительно друг друга.
При размещении консольных опор рядом с друг другом боковые вырезы на концах пластин, обращённых к защитной оболочке, образуют технологические проемы, через которые обеспечивается пропуск водородной смеси к дожигателям водорода, что исключает возможность скопления взрывоопасной смеси под подкрановым путем. Помимо этого, технологические проемы могут быть использованы для монтажа технологических и электрических систем, например, трубопроводов, электрических кабелей и др.
На фиг. 1 изображен подкрановый путь защитной оболочки АЭС, выполненный в соответствии с заявленным изобретением (вид сверху).
На фиг. 2 изображены консольные опоры, установленные с зазором относительно друг друга (вид сверху). На фиг. 3 изображена консольная опора (вид в разрезе).
Как показано на фиг. 1 - 3, подкрановый путь содержит равномерно установленные по окружности и закреплённые на одном уровне на внутренней стороне защитной оболочки 1 с зазором друг к другу консольные опоры 2 и установленный сверху на консольные опоры 2 рельс 3. Рельс 3 выполнен в форме окружности с радиусом подкранового пути и соединен с консольными опорами 2 элементами 4 крепления.
Каждая консольная опора 2 выполнена из установленных параллельно друг другу верхней 5 и нижней 6 горизонтальных пластин, скреплённых друг с другом вертикальными продольными 7 и поперечными 8 ребрами. Одним концом верхние 5 и нижние 6 горизонтальные пластины и поперечные ребра 8 закреплены в железобетонной конструкции защитной оболочки 1.
На концах пластин 5 и 6, обращённых к защитной оболочке 1 , с обеих сторон выполнены боковые вырезы 9, придающие пластинам 5 и 6 Т- образную форму. В верхней части торца консольной опоры 2, образованного продольными ребрами 7, с противоположной от защитной оболочки 1 стороны на свободном конце выполнен выступ 10.
В предлагаемом варианте исполнения концы пластин 5 и 6 и поперечные ребра 8 снабжены анкерами 11, закрепленными в железобетонной конструкции защитной оболочки 1, что способствует надежному закреплению консольной опоры 2.
Заявленное изобретение реализуется следующим образом.
Во время работы кран движется по рельсу 3, соединенному с консольными опорами 2 элементами крепления 4. Нагрузки, возникающие на консольных опорах 2, передаются на железобетонные конструкции защитной оболочки 1 через анкеры 11 , которыми снабжены пластины 5 и 6 и концы поперечных ребер 8. Горизонтальные нагрузки передаются непосредственно через верхнюю пластину 5 консольной опоры 2, что вызывает в ней сжимающие и растягивающие усилия, которые передаются на железобетонные конструкции, при этом отсутствует эффект кручения. Вертикально установленные и перпендикулярно закреплённые к верхней 5 и нижней 6 пластинам продольные 7 и поперечные 8 ребра обеспечивают устойчивость верхней пластины 5 консольной опоры 2.
При возникновении аварийных ситуаций консольные опоры 2 нагреваются и расширяются, но за счет зазора (температурного шва) между ними не возникает дополнительных напряжений. В условиях вертикальных сейсмических воздействий консольная опора 2 обеспечивает удержание крана на рельсе 3 за счет упора антисейсмических подхватов мостового крана 12 (не являются частью устройства) в выступ 10.
С целью исключения возможности скопления под подкрановым путем взрывоопасной водородной смеси, выделяющейся в ходе технологических процессов, происходящих в атомной реакторе, которое может привести к взрыву и повреждению крана, в заявленном подкрановом пути предусмотрены технологические проемы, образованные боковыми вырезами 9, выполненными с обеих сторон на обращённых к защитной оболочке 1 концах пластин 5 и 6 рядом расположенных консольных опор 2, обеспечивающие беспрепятственный пропуск водородной смеси к дожигателям водорода. Дополнительно технологические проемы могут быть использованы для пропуска технологических и электрических систем и коммуникаций.
С учетом конструктивных размеров консольных опор 2 размер технологического проема, образуемого боковыми вырезами 9 рядом расположенных консольных опор 2, в подкрановом пути атомной станции может составлять 600 х 600 мм.
Использование заявленной конструкции подкранового пути позволяет повысить надежность подкранового пути, предназначенного для перегрузки ядерного топлива, исключить сход или опрокидывание крана с рельса в условиях запроектных аварий или сейсмических нагрузок, а также исключить возможность скопления под подкрановым путем взрывоопасной водородной смеси, выделяющейся в ходе технологических процессов, происходящих в атомном реакторе.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Подкрановый путь защитной оболочки атомной электростанции, содержащий равномерно установленные по окружности и закреплённые на одном уровне на внутренней стороне защитной оболочки с зазором друг к другу консольные опоры и установленный сверху на консольные опоры рельс, выполненный в форме окружности с радиусом подкранового пути и соединенный с консольными опорами элементами крепления, отличающийся тем, что каждая консольная опора выполнена из установленных параллельно друг другу верхней и нижней горизонтальных пластин, скреплённых друг с другом вертикальными продольными и поперечными ребрами, при этом одним концом пластины и поперечные ребра закреплены в железобетонной конструкции защитной оболочки, на концах пластин, обращённых к защитной оболочке, с обеих сторон выполнены боковые вырезы, а в верхней части торца консольной опоры с противоположной от защитной оболочки стороны выполнен выступ.
2. Подкрановый путь защитной оболочки атомной электростанции по п. 1 , отличающийся тем, что концы пластин и поперечных ребер снабжены анкерами, закрепленными в железобетонной конструкции защитной оболочки.
PCT/RU2021/000548 2021-07-27 2021-12-08 Подкрановый путь защитной оболочки атомной электростанции WO2023009026A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021122309 2021-07-27
RU2021122309A RU2786286C1 (ru) 2021-07-27 Подкрановый путь защитной оболочки атомной электростанции

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023009026A1 true WO2023009026A1 (ru) 2023-02-02

Family

ID=85087116

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2021/000548 WO2023009026A1 (ru) 2021-07-27 2021-12-08 Подкрановый путь защитной оболочки атомной электростанции

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023009026A1 (ru)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1349170A1 (ru) * 1985-01-08 1990-03-23 Всесоюзный Государственный Научно-Исследовательский И Проектно-Изыскательский Институт По Проектированию Атомных Электростанций И Крупных Топливно-Энергетических Комплексов "Атомтеплоэлектропроект" Подкрановый путь защитной оболочки АЭС
RU2192384C2 (ru) * 2000-10-17 2002-11-10 Пензенская государственная архитектурно-строительная академия Соединение подкрановых балок с колонной
CN207483190U (zh) * 2017-10-17 2018-06-12 河南省大方重型机器有限公司 一种旋转起重机用轨道

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1349170A1 (ru) * 1985-01-08 1990-03-23 Всесоюзный Государственный Научно-Исследовательский И Проектно-Изыскательский Институт По Проектированию Атомных Электростанций И Крупных Топливно-Энергетических Комплексов "Атомтеплоэлектропроект" Подкрановый путь защитной оболочки АЭС
RU2192384C2 (ru) * 2000-10-17 2002-11-10 Пензенская государственная архитектурно-строительная академия Соединение подкрановых балок с колонной
CN207483190U (zh) * 2017-10-17 2018-06-12 河南省大方重型机器有限公司 一种旋转起重机用轨道

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102597607B1 (ko) 원자로 유효 노심 용융 코어 캐쳐
RU2696619C1 (ru) Устройство локализации расплава активной зоны ядерного реактора
RU2786286C1 (ru) Подкрановый путь защитной оболочки атомной электростанции
WO2023009026A1 (ru) Подкрановый путь защитной оболочки атомной электростанции
US6160864A (en) Seismic isolators
JP5683326B2 (ja) 変位制限装置の設置方法、変位制限装置および橋桁の変位制限構造
EP4246534A1 (en) System for confining and cooling melt from the core of a nuclear reactor
RU2771340C1 (ru) Опорная система корпуса устройства локализации расплава
RU2771463C1 (ru) Опорная система корпуса устройства локализации расплава
RU2771264C1 (ru) Ферма-консоль устройства локализации расплава
BG3031U1 (bg) Съединителен модул за дилатационни фуги при еластични ограничителни системи за мостови съоръжения
EA043199B1 (ru) Устройство локализации расплава активной зоны ядерного реактора
Allred et al. Sequoyah ice condenser containment structure
RU2777423C1 (ru) Способ изготовления фермы-консоли устройства локализации расплава
JPS607388A (ja) 原子炉格納容器の支持装置
CN214658787U (zh) 一种高支模架防偏移装置
Kostarev et al. Upgrading of dynamic reliability and life extension of piping by means of high viscous damper technology
CN211815518U (zh) 一种盖梁抱箍支撑体系加固装置
KR101273377B1 (ko) 피에스씨 거더의 솟음 방지 장치 및 그 방법
Castellano et al. Seismic isolation of the Jamuna multipurpose bridge
KR102556423B1 (ko) 부반력 성능이 향상된 납삽입 지진격리받침
Paterson et al. HEYSHAM 2 AND TORNESS NUCLEAR POWER STATIONS-NOVEL ASPECTS OF THE CI VIL ENGINEERING DESIGN.
Irving et al. Design and construction of the primary containment for the Sizewell ‘B’PWR
EA044394B1 (ru) Система локализации и охлаждения расплава активной зоны ядерного реактора
RU2075120C1 (ru) Защита плато ядерного канального реактора

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE