ОБОЛОЧКА РЕАКТОРНОГО ОТДЕЛЕНИЯ Российский патент 2001 года по МПК E04H7/20 

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

Известна конструкция оболочки реакторного отделения, включающая купольную часть и цилиндрическую железобетонную стенку с каналами для напрягаемых гибких элементов, огибающих цилиндрическую поверхность оболочки по взаимопротивоположным направлениям [1].

Недостатком известной конструкции оболочки является ослабление вертикального сечения оболочки за счет многорядного размещения каналов и наличия растягивающих и скалывающих напряжений в бетоне между отверстиями каналов и внутренней нагреваемой поверхностью стенки оболочки.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности и достигаемому результату является оболочка реакторного отделения, включающая железобетонную стенку и размещенные внутри стенки ряды параллельно расположенных каналов с напрягаемыми гибкими элементами, часть из которых выходит из плоскости стенки со смещением к наружной поверхности и с постоянными расстояниями между каналами в рядах [2].

Анализируемая конструкция обеспечивает устойчивое обжатие бетона в зонах больших отверстий, но не решает проблемы спада напряжений в напрягаемых элементах от прогрева горизонтальных каналов внутренней поверхностью стенки оболочки, когда каналы расположены в ее средней части. Поэтому указанные каналы желательно разместить как можно дальше от внутренней поверхности стенки.

При рабочем натяжении напрягаемых гибких элементов, в смежных стенках между каналами, возникают значительные растягивающие и скалывающие напряжения в бетоне, что требует дополнительной поперечной анкерующей арматуры. Незначительная толщина сближенных смежных стенок каналов не позволяет эффективно использовать поперечную анкерующую арматуру в зоне скалывающих напряжений.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности работы конструкций оболочки реакторного отделения за счет смещения горизонтальных каналов с напрягаемыми элементами ближе к наружной, менее прогреваемой поверхности стенки; предотвращение возможности появления скалывающих напряжений в смежных стенках каналов и уменьшение металлоемкости конструкции посредством более рационального выполнения и размещения анкеров.

Достигается это тем, что в конструкции защитной оболочки реакторного отделения, содержащей цилиндрическую стенку с наружной и внутренней поверхностями, внутри которой горизонтально, со смещением к наружной поверхности, ярусами расположены каналы для напрягаемых гибких элементов и анкеры, новым является то, что поперечные анкеры выполнены в виде двузубой вилки, короткие участки которой закреплены один над другим, через продольную арматуру, к наружной поверхности стенки, а удлиненный участок - закреплен к внутренней поверхности стенки. При этом горизонтальные каналы, включая сближение, расположены между короткими участками вилок на одной прямой.

Выполнение анкеров по форме двузубой вилки, охватывающей короткими участками горизонтальные каналы, предотвращает скалывание бетона в стенках канала от напрягаемых элементов, снижает металлоемкость одной пары анкеров на величину удлиненного участка, дает возможность увеличить шаг установки анкеров.

Кроме того, смещение каналов ближе к наружной поверхности стенки позволяет включать в работу ранее необжатые участки бетона и одновременно предохранять напрягаемые гибкие элементы от излишнего нагрева.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен общий вид оболочки с цилиндрической железобетонной стенкой; на фиг. 2 - фрагмент цилиндрической железобетонной оболочки (пунктир на фиг.1), размер; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 показана часть стенки с площадками выкалывания бетона.

Оболочка реакторного отделения включает цилиндрическую железобетонную стенку 1 с наружной 2 и внутренней 3 поверхностями. Внутри стенки 1 горизонтально и вертикально расположены каналы 4 и 5 для напрягаемых гибких элементов 6 и 7 и анкеры. Анкеры укреплены поперек сечения стенки 1 и выполнены по форме двузубой вилки, короткие участки 8 которой закреплены один над другим к наружной поверхности стенки, а удлиненные 9 - к внутренней поверхности 3, например, с помощью продольного армирования 10. При этом горизонтальные каналы 4 смещены к наружной поверхности 2 стенки 1 и расположены ярусами между короткими участками 8 вилок на одной вертикальной прямой 11.

Горизонтальные каналы попарно и более сближены между собой, образуя в стене 1 участки 12, свободные от каналов с напрягаемыми гибкими элементами, для выполнения проходок; на фиг. 3 показан контур проходки 13.

Вертикальные каналы 5 гибких элементов 7 смещены от внутренней нагреваемой поверхности 3 к вертикальному ряду горизонтальных каналов, расположенных на прямой 11 для увеличения объема обжатия толщи защитной оболочки.

Работа защитной оболочки реакторного отделения с цилиндрической железобетонной стенкой 1 и размещенными в ней горизонтальными каналами 4 с гибкими напрягаемыми элементами 6, подкрепленными поперечной анкерующей арматурой в виде двузубой вилки, при воздействии нагрузок сводится к обеспечению ее прочности и передаче допустимых неразрушающих напряжений на внутренние элементы железобетонной стенки.

Конструкция оболочки с цилиндрической железобетонной стенкой 1 вступает в работу при обжатии бетона и продолжает работать при воздействии аварийных нагрузок изнутри защитной оболочки. Конструкция позволяет избежать чрезмерных растягивающих напряжений в оболочке, вблизи каналов 4 превышающих предел сопротивления растяжению материала оболочки.

Для этого двузубые вилки анкеров размещают поперечно у наружной поверхности 2 стенки 1 таким образом, что короткие участки 8 соседних анкеров образуют между собой ромбовидные рамки, охватывающие горизонтальные каналы 4. Короткие участки 8 вилки направлены ортогонально или с незначительным отклонением к поверхности площадок выкалывания, идущей от точки соприкосновения напрягаемых гибких элементов 6 с бетоном.

В процессе натяжения гибких элементов 6 на внутренней поверхности каналов 4, контактирующей с элементами 6, и в зоне бетона под (сбоку) контактируемой поверхностью гибкого элемента 6 возникают чрезмерные напряжения, которые могут привести к появлению пирамиды 15 выкалывания бетона. Однако за счет размещения точки 16 (точки расхождения коротких участков 8 анкерной вилки) в верхней части возможной пирамиды 15 выкалывания и расположения наклонно один к другому смежных коротких участков 8 вилки исключается образование площадок скольжения пирамиды выкалывания.

Кроме того, растягивающие напряжения в бетоне, в смежных стенках между каналами 4, воспринимаются перехлестно расположенными короткими участками 8 вилок с удлиненными участками 9, закрепленными к внутренней поверхности 3 стенки 1, исключая тем самым отслаивание бетона по возможным площадкам скольжения.

При эксплуатации оболочки реакторного отделения происходит перепад температур на наружной 2 и внутренней 3 поверхностях оболочки, приводящий к возникновению напряжений растяжения на наружной 2 и - сжатия на внутренней 3 поверхностях оболочки. Отделение горизонтальных 4 и вертикальных 5 каналов от внутренней нагретой поверхности 3 оболочки увеличивает область сжатой зоны сечения стенки оболочки, что необходимо для повышения надежности работы оболочки в аварийных условиях.

Использование предлагаемой конструкции оболочки обеспечивает создание надежных нематериалоемких защитных оболочек с цилиндрическими железобетонными стенками. За счет применения коротких участков анкерующей арматуры и размещения их вокруг каналов, ортогонально к площадкам скалывания, и рационального расположения каналов по сечению стенки оболочки уменьшается расход высокопрочной стали на 20%; снижаются расход бетона за свет увеличения площади сжатой зоны и трудозатраты на подготовительные работы по устройству проходок.

Источники информации
1. Нововоронежская АЭС, чертеж N 55738-С. Главный корпус. Цилиндрическая часть оболочки. Развертка по R=23150, МЭиЭ СССР.- М.: Теплоэлектропроект, 1977.

2. Патент Российской Федерации 20445642, кл. E 04 H 7/20, 1993 (прототип).

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при конструировании напрягаемых железобетонных оболочек. Технический результат - повышение надежности в работе конструкции оболочки. Существенные признаки: горизонтальные и вертикальные каналы для напрягаемых гибких элементов приближены максимально к наружной поверхности стенки оболочки, а анкеры выполнены по форме двузубой вилки и расположены ярусами поперек стенки оболочки так, что короткие участки вилки охватывают горизонтальные каналы, а удлиненные участки прикреплены к внутренней поверхности стенки оболочки. Технико-экономический эффект: напрягаемые гибкие элементы стали меньше подвергаться температурным перепадам, включены в работу ранее ненапрягаемые участки бетона и предотвращено появление площадок выкалывания бетона при напряжении гибкого элемента. 4 ил.

Оболочка реакторного отделения, содержащая цилиндрическую железобетонную стенку с наружной и внутренней поверхностями, внутри которой горизонтально со смещением к наружной поверхности ярусами расположены каналы для напрягаемых гибких элементов и анкеры, отличающаяся тем, что анкеры выполнены по форме двузубой вилки, короткие участки которой прикреплены один над другим к наружной поверхности стенки, а удлиненный участок - к внутренней поверхности, при этом горизонтальные каналы расположены между короткими участками вилок на одной прямой.