Корпус высокого давления

(51)4 С 21 С 3 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный государственный научно-исследовательский и проектноизыскательский институт по проектированию атомных электростанций икрупных топливно-энергетических комплексов "Атомтеплоэлектропроект" (Б3и Институт промышленного строительства Академии строительства (РЭ)(54) КОРПУС ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к ядерной энергетике и может быть использовано в сосудах, работающих под высоким давлением при термической нагрузке или в защитных оболочках ядерных энергетических установок. Целью изобретения является повышение надежности работы корпуса высокого давления путем обеспечения соосности полых облицовочных цилиндров при продольных и неравномерных поперечных температурных напряжениях, а также упрощение и сокращение длительности процесса проверки герметичности соединения полых облицовочных цилиндров без созда-ния избыточного давления в корпусе высокого давления. Корпус высокого давления состоит из шахты , внутри которой установлены один над другим.полые облицовочные цилиндры 2, торцыкоторых соединены между собой при помощи компенсаторов, расположенных внишах 3 шахты 1 и выполненных в видеполого кольца прямоугольного сечения,сообщеннного с системой сжатого воздуха, на внутренней 4 и наружной 5стенках которого образовано по кольцевому гофру 6 и 7, направленномувершиной к центру кольца. Вершина гофра 7, образованного на наружной стенке 5 кольца, направлена внутрь компенсатора для обеспечения свободы егоперемещения и исключения возможностизажатия гофра 7 как при бетонирова нии, так и в процессе эксплуатациив случае нарушения целостности стенкишахты, а вершина гофров, образованная на внутренней стенке кольца,направлена наружу для исключения застойных зон в процессе слива радиоактивной воды и для повышения его Изобретение относится к ядерной энергетике и может быть использовано в сосудах, работающих под высоким давлением при термической нагрузке или в защитных оболочках ядерных энергетических установок.Целью изобретения является повышение надежности работы корпуса высокого давления путем обеспечения соос ности полых облицовочных цилиндровпри продольных и неравномерных поперечных температурных напряжениях,а также упрощение и сокращение длительности процесса проверки герметич ности соединения полых облицовочных цилиндров без создания избыточного давления во всем объеме корпуса высокого давления.На чертеже показан участок корпуса высокого давления, продольное сечение.Корпус высокого давления состоит из шахты 1, внутри которой установлены один над другим полые облицовоч ные цилиндры 2, края которых соединены между собой при помощи компенсаторов, расположенных в нишах 3 шахты 1и выполненных в виде полого кольца прочности по типу отбойной стенкив случае воздействия аварийных ударных волн и водяных струй. На нижней8 и верхней 9 кромках гофра 7 закреплены козырьки 10 и 11, при этомкозырьки расположены внахлест с зазором для предохранения полости гофра 7 от попадания продуктов разрушения стенок шахты за счет циклическихдеформаций металлической облицовки.На верхней 12 и нижней 13 поверхностях полого кольца выполнены концентрические прорезы, в которых с некоторым заходом в полое кольцо закрепленыкрая 14 и 15 полых облицовочных цилиндров. На верхней 12 и нижней 13поверхностях полого кольца с наружнойстороны компенсатора установленыамортизирующие прокладки 16, а междуполыми облицовочными цилиндрами истенкой шахты закреплены теплоизоляционные блоки 17. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. прямоугольного сечения, на внутренней 4 и наружной 5 стенках которого образовано по кольцевому гофру 6 и 7, направленному вершиной к центру кольца, Вершина гофра 7, образованного на наружной стенке 5 кольца, направлена внутрь компенсатора для обеспечения свободы перемещения его и исключения возможности эажатия гофра 7 как при бетонировании, так и в процессе эксплуатации в случае нарушения целостности стенки шахты, а вершина гофра 6, образованная на внутренней стенке 4 кольца, направлена наружу для исключения застойных зон в процессе смыва радиоактивной воды и для повышения его прочности по типу отбойной стенки в случае воздействия аварийных ударных волн и водяных струй.На нижней 8 и верхней 9 кромках гофра 7 закреплены козырьки 10 и 1, при этом козырьки расположены внахлест с зазором для предохранения полости гофра 7 от возможности попадания продуктов разрушения стенок шахты эа счет циклических деформаций металлической облицовки.На верхней 12 и нижней 13 поверхностях полого кольца выполнены концентрические прорези, в которых с некоторым заходом в полое кольцо за 5 креплены края 14 и 15 полых облицовочных цилиндров, На верхней 12 и нижней 13 поверхностях полого кольца с наружной стороны компенсатора установлены амортизирующие прокладки 10 16, а между полыми облицовочными цилиндрами и стенкой шахты закреплены теплоизоляционные блоки 17.В процессе нагружения корпуса высокого давления внутренним избыточным 15 давлением и температурными напряжениями полые облицовочные цилиндры поочередно проходят рабочие режимы: пусковой и эксплуатационный, В пусковом режиме за счет зазоров между 20 стенкой шахты 1 и полыми облицовочными цилиндрами 2 они могут перемещаться в сторону стенки шахты 1, при этом определяющей нагрузкой для них является избыточное давление, вызы вающее в полых облицовочных цилиндрах 2 растягивающие напряжения, значения которых определяются величиной зазора между полыми облицовочными цилиндрами и стенкой шахты, В конце пусково го режима полые облицовочные цилиндры плотно прилегают к стенке шахты.В эксплуатационном режиме в,полых облицовочных цилиндрах от действия эксплуатационных нагрузок рабочего избыточного давления и рабочей температуры возникают дополнительные растягивающие напряжения из-за податливости материала теплоизоляционных блоков 7, а также значительные сжимаю щие температурные усилия.Сумма напряженно-деформированных состояний полых облицовочных цилиндров при пусковом и эксплуатационном режимах определяет поле напряжений в по лых облицовочных цилиндрах в период эксплуатации ядерного реактора при рабочих температуре и давлении, значения которых не должны превышать допустимые, 50В аварийном режиме, когда избыточное давление резко меняется, а корпус остается горячим, компенсаторы позволяют сохранить сварные швы полых облицовочных цилиндров от повреждения. При изменении температуры полые облицовочные цилиндры испытывают напряжения, которые в основном концентрируются на краях полых облицовочных цилиндров. При продольном увеличении полых облицовочных цилиндров гофры 6 и 7 сжимаются, а при поперечном перемещении полых облицовочных цилиндров в случае неравномерного 1 расширения гофры 6 и 7 смещаются,Амортизирующие прокладки .16 облегчают перемещение наружных поверхностей полого кольца в нише 3 шахты Компенсатор, выполненный в виде полого кольца, наряду с обеспечением свободного перемещения стенок полых облицовочных цилиндров в вертикальном и горизонтальном направлениях сохраняет в то же время соосное фиксированное относительно вертикальной оси положение всех полых облицовочных цилиндров за счет того, что края верхней и нижней наружной поверхности каждого полого кольца упираются в верхнюю и некиюю кольцевые поверхности ниш шахты. Вместе с тем, парное расположение гофр полого кольца повышает его несущую способность, обеспечивается необходимая гибкость гофр за счет уменьшения толщины их стенок и предотвращается перекос полых облицовочных цилиндров,Выполнение концентрических прорезей на верхней и нижней поверхностяхполого кольца, в которых с некоторымзаходом внутрь полости закрепленыкрая полых облицовочных цилиндров,обеспечивает более прочное соединениекомпенсатора с полыми облицовочнымицилиндрами, поскольку при термическом радиальном расширении или сжатиидавление от них на верхнюю и нижнююповерхности полого кольца проходитравномерно по всему горизонтальномусечению без перекосов, в случае же,если концы полых цилиндров приваритьтолько на поверхностях, т.е. не утапливать внутрь полости кольца, то притермическом расширении или сжатии полых облицовочных цилиндров вся нагрузка будет проходить через сварнойшов, который будет работать на срез.Направление вершины гофра, выполненного на наружной поверхности полого кольца, к его центру обеспечиваетпредотвращение зацепления его оттвердых частиц, которые могут попастьв период монтажа корпуса высокогодавления или в процессе его работыпри температурных деформациях, а наличие взаимно перекрывающих (указанный гофр) козырьков полностью предЗаказ 4442/55 Тираж 394ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 охраняет вогнутость гофра от случайных попаданий в него твердых частиц, что также повышает надежность работы всего компенсатора.Соединение внутреннего объема полости кольца с системой сжатого воздуха обеспечивает контроль герметичности сварных швов, при этом ввод внутрь полого кольца краев полых об лицовочных цилиндров и закрепление их обеспечивает проверку герметичности соединения полых облицовочных цилиндров и поэтому нет необходимости весь корпус высокого давления подвергать 1 Б избыточному давлению. 1. Корпус высокого давления пре имущественно для атомной электростанции, содержащий шахту, установленные в ней один над другим полые облицовочные цилиндры и компенсатор закрепленный на стыках полых облицовочных 25 цилиндров, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности работы путем обеспечения соосности полых облицовочных цилиндров при продольных и неравномерных поперечныхтемпературных напряжениях, компенсатор выполнен в виде полого кольца, навнутренней и наружной стенках которого образовано по кольцевому гофру,направленному вершиной к центру кольца, в шахте выполнена ниша с размещенными в ней верхней и нижней наружными поверхностями полого кольца, приэтом края полых облицовочных цилиндров закреплены в концентрических прорезях, выполненных в верхней и нижнейнаружных поверхностях полого кольца,а на верхней и нижней кромках гофра,образованного на наружной стенке полого кольца, закреплены козырьки. 2, Корпус по п, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упрощения и сокращения длительности процесса проверки герметичности соединения полых облицовочных цилиндров без создания избыточного давления во всем объеме корпуса высокого давления, внутренний объем полого кольца соединен с системой сжатого воздуха,