конденсационная башня атомной электростанции, способ уменьшения прогиба нагруженной детали конденсационной башни, дистанционирующий элемент конденсационной башни

Формула изобретения

1. Конденсационная башня атомной электростанции с опорной структурой (24) и продольным ребром (1), подверженным действию нагружающей силы (9), обуславливающей прогиб (w) поперек к продольной оси (7) продольного ребра (1), отличающаяся тем, что предусмотрен дистанционирующий элемент (21), который воздействует в месте взаимодействия (26) на торцевой поверхности (23) продольного ребра (1), причем для удержания под нагрузкой расстояния места взаимодействия (26) с опорной структурой (24) в основном постоянным предусмотрен дистанционирующий элемент (21), и место взаимодействия (26) на торцевой поверхности (23) относительно нейтрального волокна (11) расположено на стороне, на которой продольное ребро (1) испытывает при прогибе продольное удлинение.

2. Конденсационная башня по п.1, отличающаяся тем, что опорная структура (24) выполнена в виде соседнего продольного ребра.

3. Конденсационная башня по п.1 или 2, отличающаяся тем, что за счет дистанционирующего элемента (21) по меньшей мере под действием нагружающей силы (9) продольная опорная сила является воздействующей на место воздействия (26) приблизительно параллельно к продольной оси (7) продольного ребра (1).

4. Конденсационная башня по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что дистанционирующий элемент (21) содержит две концевые детали (28А, 28В), соединенные между собой посредством резьбовой штанги (29) для обеспечения фиксирования на регулируемое постоянное минимальное расстояние.

5. Конденсационная башня по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что дистанционирующий элемент (21) выполнен с возможностью установки или зажимания в продольное ребро (1) и/или в опорную структуру (24).

6. Способ уменьшения прогиба (w) нагруженной силой (9) детали (1), в частности, продольного ребра в конденсационной башне атомной электростанции, причем прогиб (w) появляется исходя из неизогнутого состояния поперек к продольной оси (7) детали (1) и в направлении нагружающей силы, при этом деталь (1) выполнена с возможностью опоры, обеспечивающей расстояние (1) от опорной структуры (24) в основном постоянным, отличающийся тем, что расстояние места (26) на торцевой поверхности (23) детали (1) от опорной структуры (24) в основном выдержано постоянным, и место (26) на торцевой поверхности (23) относительно нейтрального волокна (11) детали (1) выбрано на стороне, на которой деталь (1) при названном прогибе испытывает продольное удлинение.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что для обеспечения опоры используют дистанционирующий элемент (21), причем опору обеспечивают путем закручивания крепежной гайки (31) на резьбовую штангу (29) дистанционирующего элемента (21).

8. Дистанционирующий элемент (21) для уменьшения прогиба (w) подверженной действию нагружающей силы (9) детали (1), в частности, продольного ребра в конденсационной башне атомной электростанции, причем прогиб (w) появляется поперек к продольной оси (7) детали (1), с двумя концевыми деталями (28А, 28В) и резьбовой штангой (29), отличающийся тем, что одна из концевых деталей (28А) соединена сваркой с резьбовой штангой (29), а другая концевая деталь (28В) надвинута на резьбовую штангу (29), причем для обеспечения фиксации на регулируемое постоянное расстояние концевых деталей (28А, 28В) предусмотрена крепежная гайка (31), соединенная с резьбовой штангой (29) .

9. Дистанционирующий элемент (21) по п.8, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью установки или зажатия в деталь (1) и/или в опорную структуру (24).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к детали, подверженной воздействию нагружающей силы, в частности продольного ребра, конденсационной башне атомной электростанции, причем прогиб появляется поперек к продольной оси детали, с дистанционирующим элементом.

Изобретение относится, кроме того, к способу уменьшения прогиба детали, подверженной воздействию нагружающей силы, в частности продольного ребра, в конденсационной башне атомной электростанции, причем прогиб появляется поперек к продольной оси детали и причем деталь опирают таким образом, что расстояние детали к опорной структуре в основном выдержано постоянным.

Кроме того, изобретение относится к дистанционирующему элементу для уменьшения прогиба детали, подверженной воздействию нагружающей силы, в частности продольного ребра в конденсационной башне атомной электростанции, причем прогиб появляется поперек к продольной оси детали.

Из немецкого патента 803 243 известен способ для подъема мостовых ферм и балок перекрытия в середине пролета. Этим способом во время монтажа моста или перекрытия, то есть перед возникновением направленной вниз силы, мост или, соответственно, перекрытие изгибают вверх. Прогиб получают за счет того, что на верхней стороне моста или, соответственно, перекрытия создают направленное к другой структуре растягивающее напряжение, в то время как на нижней стороне моста или, соответственно, перекрытия мост или, соответственно, перекрытие через дистанционирующий элемент (нажимный элемент) находится в соединении с другой структурой. Другая структура является, например, другим мостом или, соответственно, другим перекрытием.

В выложенной заявке на патент ФРГ 1 959 868 описан способ монтажа для балок и устройство для зажима балки. В этом способе монтажа балку уже перед нагружением подвергают изгибу внутри ее области упругости. Этот предварительно установленный изгиб создают за счет тяг, которые воздействуют на нижней стороне балки и создают изгиб, который так же, как и изгиб под нагрузкой, направлен вниз. Балка для этого оперта на своей верхней стороне через упорный орган на окружающую структуру. Вследствие предварительно установленного изгиба изменение изгиба, вызванное нагрузкой, меньше, чем в случае балки без предварительно установленного изгиба. Недостаток способа монтажа согласно выложенной заявке на патент ФРГ 1 959 868 состоит в том, что область упругости балки должна быть достаточно большой, чтобы можно было произвести предварительный изгиб. Другой недостаток состоит в том, что в некоторых строительных сооружениях, например, по причинам безопасности предварительный изгиб не разрешен. Кроме того, балка и окружающая структура должны быть рассчитаны на восприятие сил, возникающих за счет предварительного изгиба, за счет чего способ монтажа в случае уже встроенной балки дополнительно может быть осуществлен только очень ограниченно.

На атомной электростанции восточного типа конструкции для необходимой в случае аварии компенсации давления используют конденсационную башню, которую называют также барботажной башней. В ней в несколько этажей расположены водяные затворы в камерах из листового металла. Камеры из листового металла между прочим образованы листом дна и потолочным листом, которые несутся параллельными продольными ребрами. Продольные ребра закреплены, со своей стороны, на обеих концах на проходящих перпендикулярно к продольным ребрам двутавровых балках, которые образуют основной каркас конденсационной башни.

Камеры из листового металла рассчитаны на определенное, господствующее внутри них давление. Для повышения надежности описанной атомной электростанции при некоторых обстоятельствах требуется дооборудовать конденсационную башню на более высокое давление. При этом повышенном давлении потолочные листы с соответствующими продольными ребрами могут изгибаться недопустимым образом. Прогиб достигает своего максимального значения примерно в середине продольных ребер.

В основе изобретения лежит задача указания устройства, которое уменьшает прогиб детали, на которую действует нагружающая сила, и которая, в частности, является продольным ребром, несущим потолочный лист, и таким образом повышает стабильность детали. Кроме того, для этой же цели должен быть указан также способ. Как способ, так и устройство должны обходиться без предварительного изгиба.

Относящаяся к устройству задача решается согласно изобретению в устройстве вышеназванного вида за счет того, что дистанционирующий элемент действует на месте воздействия на торцевой поверхности детали, причем под нагрузкой расстояние места воздействия к опорной структуре в основном является поддерживаемым постоянным за счет дистанционирующего элемента, и что место воздействия лежит на торцевой поверхности относительно нейтрального волокна на стороне, на которой деталь при прогибе испытывает продольное удлинение.

В случае тел, имеющих вокруг продольной оси вращательную симметрию, место воздействия должно лежать на торцевой поверхности, в частности, вне центра (эксцентрично).

Повышение стабильности детали достигается таким образом не за счет улучшения свойств материала, как, например, изгибной прочности, а больше за счет того, что на по меньшей мере одной торцевой поверхности детали за счет дистанционирующего элемента удовлетворяют вынужденному условию. Действие описанного устройства проявляется, следовательно, только во встроенном состоянии детали, то есть если имеется опорная структура.

Нейтральное волокно при прогибе не подвержено ни относительному удлинению, ни относительному сжатию.

Расположение места воздействия вне нейтрального волокна означает, что за счет дистанционирующего элемента, в частности за счет продольной опирающей силы, предпочтительным образом на деталь воздействует дополнительный изгибающий момент, который противодействует изгибающему моменту, обусловленному силой, вызывающей прогиб. За счет дополнительного изгибающего момента прогиб в целом уменьшается.

Обычно прогнутая деталь на одной стороне нейтрального волокна претерпевает относительное сжатие и на другой стороне - относительное удлинение. Сжатие приводит к сжимающему напряжению в детали, а растяжение приводит к растягивающему напряжению. Противодействие растяжению оказывают простым образом за счет того, что оказывают давление через дистанционирующий элемент на торцевую поверхность. Нагруженный давлением дистанционирующий элемент в соответствии с этим является предпочтительным образом монтируемым за счет зажима или вставления между деталью и опорной структурой, без необходимости, чтобы имелось выдерживающее давление соединение, например сварное соединение между дистанционирующим элементом и деталью, а также между дистанционирующим элементом и опорной структурой. В устройстве согласно изобретению дистанционирующий элемент является быстро и просто монтируемым.

В противоположность этому подобное соединение было бы необходимым, если бы дистанционирующий элемент был бы нагружен силой такой же величины, но в противоположном направлении, то есть на растяжение, что было бы необходимым, если бы место воздействия лежало на стороне относительно нейтрального волокна, на которой деталь при прогибе претерпевает продольное сжатие.

Сила, которая нагружает деталь, может быть как появляющейся поперек к продольной оси детали силой поперечной нагрузки, так и ведущей к прогибу или, соответственно, перелому детали силой продольной нагрузки.

Описанным устройством можно предпочтительным образом улучшать стабильность детали без необходимости дополнительных стабилизирующих элементов на продольной стороне или продольных сторонах детали. Особенное преимущество устройства состоит в том, что улучшение стабильности достигается за счет воздействия на торцевую поверхность детали. Дело в том, что продольные стороны во многих случаях не являются доступными, они должны поддерживаться свободными или они уже снабжены на доступных местах крепежными элементами, которые несут деталь, прогиб которой должен быть уменьшен.

Опорная структура может быть предпочтительно соседней деталью того же типа детали.

В упомянутой во вводной части конденсационной башне относящиеся к двум соседним камерам из листового металла продольные ребра расположены вдоль общей воображаемой оси. В месте, на котором они закреплены на общей двутавровой балке, существует промежуток между обоими продольными ребрами. В этом случае, например, дистанционирующий элемент расположен в промежутке и тогда взаимодействует с торцевыми поверхностями обоих продольных ребер.

Согласно другой форме выполнения за счет дистанционирующего элемента по меньшей мере под воздействием нагружающей силы продольная опирающая сила является воздействующей на место воздействия приблизительно параллельно к продольной оси детали. Продольная опирающая сила представляет собой реакцию связи, за счет которой деталь на месте воздействия удерживается на постоянном расстоянии к опорной структуре. За счет такой реакции связи краевые условия для прогиба детали изменяются таким образом, что максимальный прогиб при одинаково большой нагружающей силе является уменьшенным.

Предпочтительно дистанционирующий элемент содержит две концевые детали, которые находятся в соединении или соединены через резьбовую штангу, и таким образом фиксированы на регулируемое постоянное минимальное расстояние. Подобное минимальное расстояние, например, имеется в случае не изогнутой детали. Выполненное таким образом устройство имеет то преимущество, что оно является быстро согласуемым с различными заданными минимальными расстояниями или расстояниями между деталью и опорной структурой.

Например, дистанционирующий элемент является вставляемым в деталь и/или в опорную структуру. Дистанционирующий элемент может быть также зажимаемым. Эти формы выполнения являются особенно пригодными для дистанционирующего элемента, нагруженного давлением. За счет вставления или зажимания, например, в предусмотренные выемки в детали и/или в опорной структуре избегаются трудоемкие сварные соединения и дистанционирующий элемент является простым образом снова разъемным.

Задача указания способа для уменьшения прогиба нагруженной детали решается согласно изобретению в способе, названном в ограничительной части вида, за счет того, что расстояние места на торцевой поверхности детали к опорной структуре в значительной степени выдержано постоянным и место на торцевой поверхности выбирают относительно нейтрального волокна детали на стороне, на которой деталь при прогибе претерпевает продольное удлинение.

Для опирания предпочтительным образом используют дистанционирующий элемент, причем опирание производят за счет закручивания крепежной гайки на резьбовой штанге дистанционирующего элемента.

Относящаяся к устройству задача решается согласно изобретению в случае дистанционирующего элемента названного в ограничительной части вида за счет того, что дистанционирующий элемент содержит две концевые детали, которые находятся в соединении через резьбовую штангу и таким образом являются фиксируемыми на регулируемом постоянном минимальном расстоянии.

Предпочтительно дистанционирующий элемент выполнен с возможностью вставления или зажимания в деталь и/или в опорную структуру.

Предпочтительно дистанционирующий элемент применяют для осуществления способа согласно изобретению.

Пример выполнения устройства и дистанционирующего элемента согласно изобретению поясняется более подробно с помощью фиг.1-3. При этом соответственно в поперечном сечении показано:

фиг. 1 - подверженная воздействию силы деталь без устройства согласно изобретению,

фиг. 2 - подверженная воздействию силы деталь с устройством согласно изобретению, содержащим дистанционирующий элемент, и

фиг.3 - вырез из фиг.2, в котором детально представлен дистанционирующий элемент согласно изобретению.

Фиг. 1 показывает продольную деталь 1, которая на своих обоих концах закреплена соответственно через намеченное сварное соединение 2 на наложенной балке 3. В случае детали 1 речь идет о продольном ребре в конденсационной башне атомной электростанции восточного типа конструкции. Продольное ребро служит в ней для опирания (не представленного) наложенного металлического листа, образующего камеру. Внутреннее пространство заполненной водой, находящейся под давлением, камеры из листового металла, от которой показана только нижняя часть без боковых стенок и без металлического листа, обозначено позицией 5. Балки 3 образуют вместе с другими, не представленными, балками основной каркас конденсационной башни.

Перпендикулярно к продольной оси 7 детали 1 на деталь 1 воздействует нагружающая сила 9. Направленная сверху вниз нагружающая сила 9 вызвана за счет действующего со всех сторон внутри камеры из листового металла 5, вызванного водой, давления и действует поэтому на деталь 1 не только точечно, но распределено по всей ее длине. Вследствие нагружающей силы 9 деталь 1 прогибается поперек к своей продольной оси 7. Прогиб 13 намечен схематически и преувеличенно в нижней части фиг.1, причем деталь 1 представлена двумя линиями, из которых верхняя представляет ненагруженную деталь, а нижняя - прогнутую деталь (характеристика прогиба w). Прогиб w достигает своего максимального значения w примерно в середине детали 1.

На фиг.1 показано также нейтральное волокно 11 детали 1. В качестве нейтрального волокна 11 в общем показана линия или поверхность в детали 1, которая при прогибе не претерпевает ни растяжения, ни сжатия в продольном направлении. Нейтральное волокно 11 может лежать в случае асимметричной в поперечном сечении детали 1 в продольном сечении вне середины, как это видно из фиг.1.

Фиг. 2 показывает деталь 1 и балку 3, как на фиг.1, однако, с той разницей, что на обеих торцевых поверхностях 23 детали 1 воздействует соответственно по одному дистанционирующему элементу 21. Каждый дистанционирующий элемент 21 опирается на обращенной от детали 1 стороне на опорной структуре 24. Вследствие воздействия дистанционирующего элемента 21 на торцевые поверхности 23 детали 1 прогиб w в случае одинаково большой нагружающей силы 9 по сравнению со случаем, представленным на фиг.1, является уменьшенным. Как опять-таки схематически и преувеличенно представлено в нижней части фиг. 2, прогиб w достигает примерно в середине детали 1 своего максимального значения w_A. В частности, это максимальное значение w_A является уменьшенным по сравнению со случаем, в котором на деталь 1 не действует никакой дистанционирующий элемент 21 (w_A < w₀).

На фиг.3 более точно представлен маркированный на фиг.2 окружностью вырез, конечно, без воздействующей на деталь 1 нагружающей силы 9. При воздействии нагружающей силы 9, как представлено на фиг.2, торцевые поверхности 23 детали 1 изменяли бы свое положение. Это является также следствием ограниченной жесткости на скручивание балки 3. В случае, если бы не было установлено дистанционирующего элемента 21, ниже нейтрального волокна 11, то есть на обращенной от нагружающей силы 9 стороне относительно нейтрального волокна 11, торцевая поверхность 23 вследствие появляющегося прогиба и/или продольного растяжения двигалась бы в направлении к опорной структуре 24. Выше нейтрального волокна 11 вследствие появляющегося прогиба и/или продольного сжатия она бы незначительно удалялась от опорной структуры 24.

В представленном на фиг.3 примере опорная структура 24 является соседней деталью типа детали 1, на которую в случае нагружения вследствие давления внутри камеры из листового металла 5 - также не представленная - нагружающая сила действует сверху. Опорная структура 24 также соединена в сварном соединении 2 с балкой 3. Обращенная к детали 1 торцевая поверхность 25 опорной структуры 24 изменяла бы свое положение под действующей нагружающей силой поэтому аналогичным образом, как и торцевая поверхность 23 детали 1. Результирующемуся отсюда движению друг к другу торцевых поверхностей 23, 25 детали 1 или, соответственно, опорной структуры 24 противодействует дистанционирующий элемент 21. Дистанционирующий элемент 21 поэтому воздействует на торцевой поверхности 23 детали 1 в месте воздействия 26, которое лежит ниже нейтрального волокна 11. Равным образом дистанционирующий элемент 21 воздействует на торцевой поверхности 25 опорной структуры 24 в месте воздействия 27, лежащем ниже нейтрального волокна опорной структуры 24. Дистанционирующий элемент 21 оказывает изгибающий момент на деталь 1 и опорную структуру 24, что противодействует прогибу.

Дистанционирующий элемент 21 содержит две в основном плоские концевые детали 28А, 28В или концевые пластины, которые через резьбовую штангу 29 удержаны пространственно разделенными друг от друга. Первая концевая деталь 28А сварена сварным соединением 30 с резьбовой штангой 29. Вторая концевая деталь 28В надвинута в отверстии в области места воздействия 26 на резьбовую штангу 29.

Посредством навинченной на резьбовой штанге 29 крепежной гайки 31 задаваемое вручную минимальное расстояние между концевыми деталями 28А, 28В является регулируемым. За счет отверстия во второй концевой детали 28В резьбовая штанга 29 направляется сквозь, а выступающая часть утоплена в полости в детали 1. Крепежная гайка 31 во встроенном состоянии давит через подкладную шайбу 32 на вторую концевую деталь 28В.

Дистанционирующий элемент 21 посредством двух центрирующих деталей 40 зажат в соответственно одной выемке в детали 1 или, соответственно, в опорной структуре 24. Он является монтируемым таким образом без необходимости сварных соединений между первой концевой деталью 28А и опорной структурой 24 или, соответственно, между второй концевой деталью 28В и деталью 1.