ОБОЛОЧКА РЕАКТОРНОГО ОТДЕЛЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК E04H7/20 

Изобретение относится к строительству, а именно к устройству оболочек реакторного отделения и других сооружений с защитными оболочками, воспринимающими повышенные нагрузки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является оболочка камеры высокого давления, включающая стенку с проемом, коаксиально с зазором установленные внутри проема наружное и внутреннее ограждения, напрягаемую гибкую арматуру.

Недостатком этой конструкции является появление чрезмерных перерезающих напряжений вблизи проема из-за малого радиуса, соизмеримого с радиусом проема, изгиба арматурных элементов, огибающих проем, что приводит к повышению материалоемкости оболочки.

Целью изобретения является снижение материалоемкости и повышение надежности работы конструкции оболочки реакторного отделения.

Указанная цель достигается тем, что в конструкции оболочки реакторного отделения, включающей стенку с проемом, внутри которого коаксиально с зазором установлены наружное и внутреннее ограждения, напрягаемые гибкие элементы (канаты, гибкая арматура) и анкера с натяжными устройствами, новым является то, что в наружном и внутреннем ограждениях соосно выполнены отверстия, напрягаемые гибкие элементы и анкера расположены в этих отверстиях, а свободные концы напрягаемых гибких элементов и натяжные устройства анкерных связей закреплены на внутренней поверхности внутреннего ограждения. Причем после частичного или полного натяжения канатов (гибких элементов), заанкерных к внутреннему ограждению, оставшийся зазор заполнен материалом, значение модуля упругости которого меньше значения модуля упругости материала ограждения.

Приведенные существенные признаки конструкции оболочки реакторного отделения позволяют исключить разрушающие напряжения в материале оболочки вблизи проема, что является необходимым для достижения поставленной цели снижения материалоемкости и повышения надежности ее работы.

На фиг. 1 изображена оболочка с проемом, предназначенным, например, для установки шлюза; на фиг.2 фрагмент оболочки с проемом, вертикальный разрез I-I на фиг.3; на фиг.3 горизонтальный разрез проема, II-II на фиг.2; на фиг. 4 узел А на фиг.2, расположение напрягаемых гибких элементов и анкеров с натяжными устройствами.

Оболочка 11 реакторного отделения включает стенку 1 с проемом, который может быть выполнен как в куполе так и в днище оболочки, ряды напрягаемых канатов 2 (в общем случае гибких элементов), обходящих проем входа, внутреннее ограждение 3 с заанкеренными к нему напрягаемыми канатами 4, коаксиально установленное наружное ограждение 5, примыкающее к стенке 1 оболочки, зазор 6, отделяющий внутреннее ограждение 3 от наружного 5 и заполненный упругим материалом, анкера 7, соединяющие через натяжные устройства внутреннее ограждение 3 со стенкой 1 оболочки через соосные отверстия во внутреннем и внешнем ограждениях. Анкера 7 являются также односторонними связями, позволяющими перемещаться ограждению 3 в сторону ограждения 5 при натяжении канатов 4.

Причем для обеспечения сдвиговой прочности материала, заполняющего зазор 6, фланцы 8 устанавливаются на ограждения 5, служащие одновременно для опирания крышки (не показана) проема 9, защищающей торцы 10 зазора 6 от аварийного давления внутри оболочки. Свободные концы анкеров 7 и напрягаемых канатов 4 закреплены на внутренней поверхности внутреннего ограждения 3 посредством соответственно натяжных устройств 11 и зажимов 12 и пропущены сквозь соосные отверстия 13, выполненные в наружном 5 и внутреннем 3 ограждениях.

Работа оболочки реакторного отделения с проемом при воздействии нагрузок сводится к обеспечению ее прочности и передаче допустимых напряжений на стенку защитной оболочки.

Конструкция оболочки с проемом (входом) вступает в работу при обжатии материала оболочки и продолжает работать при воздействии аварийных нагрузок внутри защитной оболочки. Конструкция позволяет избежать чрезмерных растягивающих напряжений в оболочке, вблизи входа, превышающих предел сопротивления растяжению материала оболочки.

С этой целью на стадии обжатия материала оболочки при монтаже производится частичное или полное, равное по величине расчетной нагрузке, натяжение заанкеренных к внутреннему ограждению 3 канатов 4. Во внутреннем ограждении 3 проема оболочки возникают растягивающие напряжения и деформации в пределах оставленного зазора 6. В напряженном состоянии ограждение 3 по периметру проема 9 входа соединено анкерами 7 (односторонние связи) со стенкой оболочки 1, а зазор 6 заполнен упругим материалом.

Анкера 7, имеющие натяжные устройства 11, проходя через соосные отверстия 13 в ограждениях 3, 5, препятствуют деформации ограждения 3 к центру проема при неодинаковых усилиях в заанкеренных канатах и не препятствуют его деформации в сторону ограждения 5, предварительно фиксируют оставшийся зазор 6 после натяжения заанкеренных канатов 4. Эти связи и материал зазора обеспечивают фиксацию деформированного ограждения 3 в проектном положении без передачи растягивающих напряжений на стенки оболочки.

При первоначальном частичном натяжении заанкеренных канатов 4 их дальнейшее, после фиксации ограждения 3, натяжение на остаточную величину (до расчетного значения нагрузки) приводит к появлению растягивающих напряжений в материале оболочки вблизи проема. Но эти напряжения поддаются управлению (снижению) за счет изменения упругих свойств материала зазора 6 и величины остаточной нагрузки на заанкеренные канаты 4, что позволяет довести растягивающие напряжения вблизи входа до допустимой величины.

Конструкция оболочки позволяет также дополнительно обжать оболочку вокруг проема 9, когда после фиксации ограждения 3 и ослабления натяжения заанкерных канатов 4 напряжения в ограждении 3 через односторонние связи анкеры 7 передадут сжимающие напряжения на материал оболочки, окружающий проем.

При этом упругие свойства материала, заполняющего зазор 6, характеризуются его модулем упругости, значение которого меньше значения модуля упругости материала ограждения 3.

Натяжение канатов 2, обходящих с большим радиусом изгиба проем 9 входа, создают фоновое обжатие материала оболочки, не увеличивая растягивающих и перерезывающих напряжений вблизи входа. Отсутствие растягивающих напряжений вблизи проема или их снижение до допустимой величины препятствуют разрушению материала оболочки при воздействии аварийных нагрузок внутри оболочки.

Использование данной конструкции оболочки обеспечивает создание надежных нематериалоемких защитных оболочек с проемом. За счет исключения коротких напрягаемых канатов, размещаемых в утолщении оболочки, и арматурных элементов с малым радиусом изгиба снижается расход высокопрочной канатной стали вблизи входа (проема) на 20% снижается расход бетона для размещения коротких канатов и исключаются трудозатраты на раздельное бетонирование и обжатие конструкций оболочки с проемом.

Использование: в строительстве, в устройствах оболочек реакторных отделений и других сооружениях с защитными оболочками. Оболочка реакторного отделения включает стенку с проемом, внутри которого коаксиально с зазором установлены наружное и внутреннее ограждения. В наружном и внутреннем ограждениях выполнены соосные отверстия, в которых расположены напрягаемые элементы и анкера. Свободные концы напрягаемых гибких элементов и натяжные устройства анкеров закреплены на внутренней поверхности внутреннего ограждения, а зазор заполнен материалом, значение модуля упругости которого меньше значения модуля упругости материала внутреннего ограждения. 4 ил.

ОБОЛОЧКА РЕАКТОРНОГО ОТДЕЛЕНИЯ, включающая стенку с проемом, внутри которого коаксиально с зазором установлены наружное и внутреннее ограждения, и напрягаемые гибкие элементы, отличающаяся тем, что она снабжена анкерами с натяжными устройствами, закрепленными на внутренней поверхности внутреннего ограждения, а в наружном и внутреннем ограждениях выполнены соосные отверстия, в которых расположены напрягаемые гибкие элементы и анкеры, при этом свободные концы напрягаемых элементов закреплены на внутренней поверхности внутреннего ограждения, а зазор заполнен материалом, значение модуля упругости которого меньше значения модуля упругости материала внутреннего ограждения.