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

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям оболочек реакторного отделения и другим сооружениям с защитными оболочками, воспринимающими повышенные нагрузки как изнутри, так и снаружи.

Известна конструкция оболочки реакторного отделения, включающая утолщение стенки оболочки вокруг проема, ограждение проема и напрягаемые канаты в каналообразователях, огибающие ограждение проема по взаимно противоположным направлениям [1] Недостатком известной конструкции оболочки является наличие ослабленных, слабо обжатых зон стенки оболочки по краям ограждения проема из-за расположения в одной плоскости канатов одного направления в утолщении стенки оболочки вокруг проема, что приводит к увеличению утолщения оболочки вокруг проема и соответственно к повышению материалоемкости конструкции оболочки. Недостатком так же является вынужденное волнообразное расположение каналообразователей, проходящих не только вблизи проема, но и вдали от него, с целью сохранения постоянного расстояния между каналообразователями, что создает дополнительное трение при работе канатов (гибких элементов).

Известна также конструкция проема, выполненного в стенке корпуса и предназначенного для восприятия повышенного давления. Обрамление проема обжато по периметру гибкими напрягаемыми арматурными элементами [2] Недостатком этой конструкции является появление чрезмерных перерезывающих напряжений вблизи проема из-за малого радиуса, соизмеримого с радиусом проема, изгиба арматурных элементов, огибающих проем, что приводит для ликвидации перерезывающих напряжений к повышению материалоемкости оболочки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является защитная оболочка реакторного отделения, содержащая железобетонную стенку с наружной и внутренней поверхностями, внутри которой выполнен проем, и расположенные в плоскости стенки во взаимно перекрестных направлениях ряды параллельно расположенных каналов с напрягаемыми гибкими элементами, часть из которых, выходящих на проем, заанкерены на внутренний периметр ограждения проема, а часть коротких напрягаемых гибких элементов размещена в утолщении оболочки, выполненном вокруг периметра проема для снятия растягивающих напряжений от заанкеренных канатов в окружающем проем бетоне [3] Недостатком известной конструкции является устройство коротких напрягаемых гибких элементов в утолщении оболочки вокруг проема, это приводит к ее высокой материалоемкости, к необходимости раздельного бетонирования и обжатия сначала зоны проема, потом окружающей зону стенку защитной оболочки, что понижает надежность ее работы при эксплуатации.

Задачей изобретения является снижение материалоемкости и повышение надежности работы конструкции оболочки реакторного отделения путем снижения потерь на преодоление трения гибких элементов и увеличения прочности участка оболочки вокруг проема.

Достигается это тем, что в конструкции защитной оболочки реакторного отделения, содержащей железобетонную стенку с наружной и внутренней поверхностями, в которой выполнен проем, и расположенные в плоскости стенки во взаимно перекрестных направлениях ряды параллельно расположенных каналов с напрягаемыми гибкими элементами, новым является то, что каналы, направленные на пересечение с проемом, смещены у последнего: одни ряды каналов к наружной поверхности стенки, а другие к внутренней. При этом смещенные участки каналов изогнуты по дуге. Кроме этого, расстояние между каналами в рядах может быть постоянно.

На фиг. 1 изображен общий вид оболочки с проемом, предназначенным, например, для установки шлюза; на фиг. 2 фрагмент оболочки с проемом, разрез; на фиг. 3 разрез по А-А на фиг. 2.

Защитная оболочка реакторного отделения включает железобетонную стенку 1 с проемом 2 и ограждением 3 проема, который может быть выполнен как в куполе, так и в днище оболочки круглого или иного очертания. Внутри стенки 1 параллельно ее плоскости во взаимно перекрестных направлениях выполнены ряды параллельно расположенных каналов, в которых расположены напрягаемые гибкие элементы 4 и 5, не встречающие на пути своего расположения ограждение 3 проема 2. Каналы для рядов напрягаемых гибких элементов 6, 7, огибающих проем 2, выполнены изогнутыми по дуге с переменным радиусом кривизны и послойным расположением в утолщении 8 стенки 1 оболочки (фиг. 3). При этом в описываемом варианте горизонтально расположенные ряды каналов с гибкими элементами 6, направленные на пересечение с проемом 2, смещены у последнего к наружной поверхности 9 стенки 1, а вертикально выполненные ряды каналов с гибкими элементами 7 смещены к внутренней поверхности 10 стенки 1. Оболочка реакторного отделения включает также анкера 11 с натяжными устройствами 12, укрепленными на ограждении 3 и обжимающими его со стенкой оболочки 1, когда соотношение количества горизонтальных гибких элементов 6, огибающих проем 2, к количеству вертикальных гибких элементов 7, огибающих проем 2, составляет более единицы.

Работа защитной 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 2 вступает в работу при обжатии материала оболочки и продолжает работать при воздействии аварийных нагрузок изнутри защитной оболочки. Конструкция позволяет избежать чрезмерных растягивающих напряжений в оболочке, вблизи проема 2, 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 гибких элементов 4, 5 и 6, 7 в данном случае канатов, огибающих проем 2, и анкеров 11, закрепленных к ограждению 3 с помощью натяжных устройств 12. Натяжение гибких элементов 4, 5, обходящих проем 2 входа, создает фоновое обжатие материала оболочки, не увеличивая растягивающих и перерезывающих напряжений вблизи проема 2.

При натяжении огибающих проем гибких элементов 6, 7, кроме фонового обжатия, возникают растягивающие напряжения в материале оболочки в местах дугообразного изгиба элементов 6, 7.

Предусмотренный конструкцией оболочки обвод выходящих на проем гибких элементов 6 и 7 за пределы плоскости расположения элементов 6 и 7 с размещением их в утолщении 8 стенки 1 оболочки вокруг проема 2 снижает общее число элементов огибающих проем и тем самым уменьшает потери на трение при их натяжении, а также уменьшает растягивающие напряжения в оболочке от огибающих проем элементов в местах 13 их дугообразного изгиба на подходе (выходе) к ограждению 3 проема 2. Горизонтальные напрягаемые элементы 6 создают тангенциальные напряжения в оболочке вокруг проема: растягивающие напряжения в верхней и нижней частях проема, и сжимающие с боков (слева и справа) проема. Для снятия растягивающих напряжений вокруг проема служат напрягаемые канаты-анкера 11, закрепленные одним концом в оболочке, а другим с помощью натяжных устройств 12 в ограждении 3.

Как правило, число горизонтально расположенных каналов на единицу длины сечения стенки оболочки превосходит число вертикальных в два раза, чем обеспечивается сохранность оболочки от воздействия изнутри ее аварийных нагрузок. Поэтому растягивающие напряжения от натяжения вертикальных гибких элементов 7 огибающих проем, не превосходят сжимающих напряжений в боковых частях проема от огибающих проем в горизонтальном направлении напрягаемых гибких элементов 6, чем обеспечивается работа бетона на сжимающие напряжения.

Повышенная плотность расположения напрягаемых гибких элементов 6 и 7, смещенных вблизи проема 2 к поверхности 9 и 10 стенки оболочки, с сохранением расстояния между гибкими элементами 6 и 7, позволяет снизить на этих участках растягивающие напряжения в материале оболочки, возникающие от воздействия аварийных нагрузок изнутри оболочки.

Снижение растягивающих усилий за счет увеличения плотности горизонтальных напрягаемых элементов 6 возможно в местах 13 до уровня, когда растягивающие напряжения могут восприниматься материалом оболочки вокруг проема с обычным ненапрягаемым армированием.

Отсутствие растягивающих напряжений вблизи проема или их снижение до допустимой величины препятствуют разрушению материала оболочки при воздействии аварийных нагрузок внутри оболочки.

Использование предлагаемой конструкции оболочки обеспечивает создание надежных нематериалоемких защитных оболочек с проемом. За счет исключения коротких напрягаемых канатов, размещаемых в утолщении оболочки, арматурных элементов с малым радиусом изгиба и снижения общего числа изгибаемых канатов вблизи проема уменьшается расход высокопрочной канатной стали вблизи входа (проема) на 25% снижается расход бетона для размещения коротких канатов исключаются трудозатраты на раздельное бетонирование и обжатие конструкции оболочки с проемом.

Использование: в конструкциях оболочек реакторного отделения и других сооружениях с защитными оболочками, воспринимающими повышенные нагрузки как изнутри так и снаружи. Сущность изобретения состоит в том, что при изготовлении рядов каналообразователей для гибких напрягаемых элементов 6 и 7, направленных на пересечение с проемом 2, каналообразователи смещены у последнего: одни ряды к наружной поверхности 9 снаружи, а другие к внутренней 10, обеспечивая тем самым более равномерное обжатие ограждения 3 проема 2 по всей его длине. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. ОБОЛОЧКА РЕАКТОРНОГО ОТДЕЛЕНИЯ, включающая железобетонную стенку с наружной и внутренней поверхностями, внутри которой выполнен проем, и расположенные в плоскости стенки во взаимно перекрестных направлениях ряды параллельно расположенных каналов с напрягаемыми гибкими элементами, отличающаяся тем, что каналы, направленные на пересечение с проемом, смещены у последнего, одни ряды каналов к наружной поверхности стенки, а другие к внутренней, при этом смещенные участки каналов изогнуты по дуге. 2. Оболочка по п. 1, отличающаяся тем, что расстояние между каналами в рядах постоянно.