模块式高温气冷堆压力壳的无阻尼器支承系统

摘要

模块式高温气冷堆压力壳的无阻尼器支承系统，属于核设备技术领域。本发明的目的在于解决大型阻尼器的不可靠性和反应堆高可靠性运行之间的矛盾，提供一种安全可靠的机械装置，取代具有阻尼器的支承系统。本发明公开了一种无阻尼器支承系统，包括设置在热气导管轴线高度上的连接反应堆压力壳和生物屏蔽层的第一主承重支承，设置在热气导管轴线高度上的连接蒸汽发生器压力壳和生物屏蔽层的第二主承重支承，设置在反应堆压力壳上部的连接反应堆压力壳和生物屏蔽层的第一侧向支承，以及分别设置在蒸汽发生器压力壳上部和下部的连接蒸汽发生器压力壳和生物屏蔽层的第二侧向支承。使用本发明可保证设备的有效支承和抗震性能，且制造费用低。

说明书

技术领域

本发明涉及模块式高温气冷堆压力壳的支承系统，属于核设备技术领域。

背景技术

由于反应堆压力壳和蒸汽发生器压力壳都是很高很重的设备，因而支承结构设计中都采用大型阻尼器，以允许部件之间的热膨胀，并可在地震时由阻尼器减缓地震载荷带来的冲击。

采用阻尼器的支承系统不足之处是阻尼器较容易出现故障，要求很高的运行维护，而且一旦阻尼器出现故障，反应堆压力壳和蒸汽发生器压力壳将可能产生倾斜，会拉伸或者压缩连接两个压力壳的中间部件——热气导管压力壳，使其出现过大的压应力或者拉应力，危及压力边界的安全，影响反应堆的安全运行。而且，大型阻尼器价格昂贵。

发明内容

本发明的目的在于解决大型阻尼器的不可靠性和反应堆高可靠性运行之间的矛盾，提供一种安全可靠的机械装置，取代具有阻尼器的支承系统，而且在各种可能的工况下，压力边界上不出现过大的应力，以保证压力边界部件的安全。在这个前提下，降低结构的复杂性，降低支承系统的制造费用。

本发明提供了一种模块式高温气冷堆压力壳的无阻尼器支承系统，所述模块式高温气冷堆压力壳包括通过热气导管相互连接的反应堆压力壳和蒸汽发生器压力壳，其特征在于：所述无阻尼器支承系统包括

设置在热气导管轴线高度上的连接反应堆压力壳和生物屏蔽层的第一主承重支承，用以防止反应堆压力壳发生转动和轴向位移；

设置在热气导管轴线高度上的连接蒸汽发生器压力壳和生物屏蔽层的第二主承重支承，用以防止蒸汽发生器压力壳发生轴向位移；

设置在反应堆压力壳上部的连接反应堆压力壳和生物屏蔽层的第一侧向支承，用以防止反应堆压力壳周向转动；以及

分别设置在蒸汽发生器压力壳上部和下部的连接蒸汽发生器压力壳和生物屏蔽层的第二侧向支承，用以防止蒸汽发生器压力壳周向转动。

本发明所述第一主承重支承和第二主承重支承均包括

1)通过第一固定螺栓和第一固定螺母固定在生物屏蔽层上的生物屏蔽层竖板；

2)焊接在生物屏蔽层竖板上的生物屏蔽层平板和垂直支撑板，所述垂直支撑板从下部支撑生物屏蔽层平板，并与之焊接在一起，所述生物屏蔽层平板表面设有滑槽；

3)焊接在压力壳外壁上的压力壳焊接平板和垂直拉筋，所述垂直拉筋与压力壳焊接平板焊接在一起；

4)设置在生物屏蔽层平板表面滑槽中的过度导向板；

5)焊接在过度导向板上的过度槽板；

6)焊接在过度槽板上的上部导向平板，上部导向平板表面设有凹槽，所述压力壳焊接平板外侧下端支撑在上部导向平板的凹槽中。

本发明所述第一侧向支承和第二侧向支承均包括

1)焊接在压力壳外壁上的端部开槽的水平吊耳；

2)通过圆柱销与水平吊耳联接在一起的左旋转架和右旋转架，所述左旋转架和右旋转架的另一端也分别开有通孔，通孔中设有凸型轴，两个旋转架分别通过凸型轴与旋转架支座联接，旋转架支座通过螺栓联接固定在生物屏蔽层上；

3)套在圆柱销上部并嵌于左旋转架和右旋转架内的内侧上部套筒，使两个旋转架相对于水平吊耳的转动更加灵活；

4)套在圆柱销中间并嵌于水平吊耳内的内侧中间套筒，使水平吊耳的转动更加灵活；

5)套在凸型轴上部并嵌于旋转架支座内的外侧上部套筒，使两个旋转架相对于凸型轴的转动更加灵活；

6)套在凸型轴中间并嵌于左旋转架或右旋转架内的外侧中部套筒，使两个旋转架相对于凸型轴的转动更加灵活。

本发明包括主承重支承和侧向支承两个部分，这两个部分的结构和作用都不相同，在压力壳上安装的位置也不相同，二者相互补充，共同起到支承作用。反应堆压力壳主承重支承对压力壳起中心定位作用，并且防止压力壳出现转动和轴向位移，但允许压力壳有径向的自由热膨胀。蒸汽发生器压力壳主承重支承只限制在每个支承处不出现轴向位移，但允许有水平方向的位移，从而使压力壳可以自由地热膨胀，但不能有轴向位移。在反应堆压力壳和蒸汽发生器压力壳的不同位置，同时布置了侧向支承，以限制压力壳周向的旋转位移和水平位移，提高结构抗震性能。这样通过主承重支承和侧向支承，既限制了压力壳出现轴向位移，又限制了水平方向的位移，使压力壳固定，并具有抗震性能。

附图说明

图1为无阻尼器支承系统的主视图。

图2为无阻尼器支承系统的俯视图。

图3是本发明所述的第一主承重支承的剖面图。

图4是本发明所述的第一主承重支承的俯视图。

图5为本发明所述的第一侧向支承的剖面图。

图6为本发明所述的第一侧向支承的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图来详细说明本发明。

本发明所述的模块式高温气冷堆压力壳包括通过热气导管6相互连接的反应堆压力壳1和蒸汽发生器压力壳7。本发明所述模块式高温气冷堆压力壳的无阻尼器支承系统包括设置在热气导管6轴线高度上的连接反应堆压力壳1和生物屏蔽层8的第一主承重支承4，用以防止反应堆压力壳1发生转动和轴向位移；设置在热气导管6轴线高度上的连接蒸汽发生器7压力壳和生物屏蔽层8的第二主承重支承3，用以防止蒸汽发生器压力壳7发生轴向位移；设置在反应堆压力壳1上部的连接反应堆压力壳1和生物屏蔽层8的第一侧向支承2，用以防止反应堆压力壳1周向转动；以及分别设置在蒸汽发生器压力壳7上部和下部的连接蒸汽发生器压力壳7和生物屏蔽层8的第二侧向支承5，用以防止蒸汽发生器压力壳7周向转动。

如图1和图2所示，第一主承重支承4环向均布在反应堆压力壳1外侧，共有四个。第二主承重支承3环向均布在蒸汽发生器压力壳7外侧，共有四个。反应堆压力壳1外侧的四个第一主承重支承4还分别通过侧向的螺栓定位在周围的生物屏蔽层(即生物屏蔽水泥墙)上，它们会对反应堆压力壳1起中心定位作用，并且防止压力壳出现转动和轴向位移，但允许压力壳有径向的自由热膨胀。蒸汽发生器压力壳5的四个第二主承重支承3则只限制在每个支承处不出现轴向位移，但允许有水平方向的位移，从而使压力壳可以自由地热膨胀，但不能有轴向位移。

本发明所述的第一主承重支承和第二主承重支承结构相同，现以第一主承重支承为例详细说明承重支承的一种实施例。如图3和图4所示，第一主承重支承的具体结构为：压力壳焊接平板9焊接在压力壳1外壁上，其上部垂直拉筋18也焊接压力壳上，同时垂直拉筋18与压力壳焊接平板9焊接在一起。压力壳焊接平板9外侧下端支撑在上部导向平板10上，上部导向平板10表面设有凹槽，允许压力壳焊接平板9在其中产生相对位移。上部导向平板10通过过度槽板11与过度导向板12焊接在一起，这样，上部导向平板10、过度槽板11和过度导向板12可以作为一个整体运动。过度导向板12下部支撑在生物屏蔽层平板13上。生物屏蔽层平板13表面设有滑槽，允许过度导向板12产生相对位移。生物屏蔽层平板13焊接在生物屏蔽层竖板14上，下部有垂直支撑板17与生物屏蔽层平板13焊接在一起，对生物屏蔽层平板13起支撑作用，同时垂直支撑板17也焊接在生物屏蔽层8上。生物屏蔽层竖板14通过第一固定螺栓15和第一固定螺母16固定在生物屏蔽层8上。

根据反应堆压力壳和蒸汽发生器压力壳重量、高度上的差别，对两个壳的侧向支承还区别对待，两个压力壳的侧向支承数量略有不同。

如图1和图2所示，在反应堆压力壳1上部外边壁上设有四个第一侧向支承2，在支承点允许有沿着压力壳径向的和轴向的位移，但不允许支承点有沿着压力壳周向的转动位移。压力壳的热膨胀不被限制，但压力壳的水平位移和转动则被完全限制。这样，第一侧向支承和第一主承重支承对反应堆压力壳起到了抗震支承和承重支承的作用。

在蒸汽发生器压力壳7的上下部共设有三个第二侧向支承5，两个第二侧向支承5在蒸汽发生器压力壳7上部，一个侧向支承5在蒸汽发生器压力壳7下部。第二侧向支承5限制蒸汽发生器压力壳7在垂直于热气导管6轴线方向的水平位移，可承受该方向的水平地震力，四个第二主承重支承3则限制了地震引起的蒸汽发生器压力壳7的晃动，使整个蒸汽发生器压力壳7具有抗震功能。

本发明所述的第一侧向支承和第二侧向支承结构相同，现以第一侧向支承为例详细说明侧向支承的一种实施例。如图5和图6所示，所述第一侧向支承的具体结构为：焊接在压力壳外壁上的端部开槽的水平吊耳19；通过圆柱销21与水平吊耳19联接在一起的左旋转架23和右旋转架24，左旋转架23和右旋转架24的另一端也分别开有通孔，通孔中设有凸型轴27，两个旋转架分别通过凸型轴27与旋转架支座30联接，旋转架支座30通过螺栓联接固定在生物屏蔽层8上；套在圆柱销21上部并嵌于左旋转架23和右旋转架24内的内侧上部套筒22，使两个旋转架相对于水平吊耳19的转动更加灵活；套在圆柱销21中间并嵌于水平吊耳19内的内侧中间套筒20，使水平吊耳19的转动更加灵活；套在凸型轴27上部并嵌于旋转架支座30内的外侧上部套筒28，使两个旋转架相对于凸型轴27的转动更加灵活；套在凸型轴27中间并嵌于左旋转架23或右旋转架24内的外侧中部套筒29，使两个旋转架相对于凸型轴27的转动更加灵活。在本例中左旋转架23和右旋转架24成90°角分布。

本发明所述的侧向支承都通过螺栓与周围的生物屏蔽层(即生物屏蔽水泥墙)联结，将压力壳的重量和地震载荷传递到生物屏蔽层。

本发明不仅可用于模块式高温气冷堆压力边界部件，还可以使用在其它大型压力容器的支承上，比如石油化工厂的炼油设备等。使用本发明可以保证设备的有效支承，保证设备的抗震性能，并且降低制造费用。