钢筋混凝土保护壳的开口周围的环板 【技术领域】
本发明一般涉及核反应堆，本发明特别涉及为用于封装核反应堆的钢筋混凝土保护壳中的开口的加强环板。
背景技术
保护壳在核电站中是一个必需的部件。当在保护壳内的部件出现故障时，保护壳能够防止放射性物质被释放到周围环境中。保护壳通常是由钢筋混凝土构成的，并且采用一种支承在钢筋混凝土地基上的圆筒形壳体的形式，在其顶部利用钢筋混凝土板进行封闭。在钢筋混凝土保护壳(RCCV)壳体中设置多个贯通壳体的开口以使蒸汽管线、供水管线、应急冷却管线、仪表和控制管线和/或电力管线通过。另外，有时需要在圆筒形壳体中设置作为设备的出入口以及工作人员的出入通道的开口。
在某些给定时刻，在RCCV壳体上具有许多不同的载荷，诸如结构载荷、地震载荷、水动力载荷、由于出现冷却剂损耗事故而产生的内压载荷以及用于管道支承而产生的反作用载荷。因此，RCCV壳体通常装有大型加强钢棒或钢筋以应付上述载荷。当这些加强筋遇到在RCCV中的一个作为贯通孔或出入孔的大型开口时，加强筋不得不被终止。这会使加强筋中断，这可能会影响到载荷的传递并降低保持平衡状态的能力。
因此，为了有助于载荷传递，通常在这些开口周围安装附加的加强筋或加强钢架。但是，这会导致使结构复杂化和使RCCV壳体构成复杂化地拥挤问题。另一种解决方式是局部增加开口周围的壳体壁厚。但是增加壁厚会占用空间并且有时影响关键的反应堆的部件和结构在相邻区域中的布置。因此，需要提供一种用于设置在RCCV壳体中开口周围的加强筋的载荷传递机构。
发明概述
在一个示范性实施例中，一种用于核电站中核反应堆的钢筋混凝土保护壳(RCCV)包括一个圆筒形壳体，所述圆筒形壳体具有至少有一个贯通所述侧壁的开口的侧壁。所述RCCV还包括多个加强筋，其中至少一个在壳体壁开口处中断。一个具有一个开口的加强板设置在壳体壁中，以使加强板开口与壳体壁开口对准并且使中断的加强筋与加强板相连。
一个穿通套筒位于所述加强板开口中。所述穿通套筒的外径小于相应的加强板开口直径并且所述穿通套筒与加强板固定在一起。加强筋包括垂直的加强筋和水平的环形加强筋。加强筋终结器将加强筋与加强板连接在一起。所述加强筋和加强板是由结构钢制成的。
附图简述
图1是表示根据本发明一个实施例的封装在一个RCCV中的沸水核反应堆压力容器的一个正面剖视图，其中一部分被切掉。
图2是表示图1中所示RCCV圆筒形壳体中的一段的一个顶部剖视图，这段壳体中包括多个加强板。
图3是表示图2中所示加强板的一个正视图。
图4是表示根据本发明另一个实施例的两个焊接在一起的加强板的一个正视图。
图5是表示根据本发明另一个实施例的具有加强筋延伸部分的加强板的一个正视图。
图6是表示图5中所示的一部分加强板和加强筋延伸部分的一个顶视图。
图7是表示根据本发明另一个实施例的具有加强筋延伸部分的加强板中的一部分的一个顶视图。
图8是表示图2中所示利用两个板段形成的加强板的一个侧视图。
本发明的详细描述
图1是表示一个沸水核反应堆10的一个正面剖视图，其中一部分被切掉。但是，本发明同样适用于其它类型的核反应堆，因此关于对反应堆10的描述仅是为了说明，而不是对其进行限定。反应堆10包括一个反应堆压力容器(RPV)12，反应堆压力容器(RPV)12的形状为圆筒形并且利用底盖14封闭其一端，利用一个活动顶盖16封闭其另一端。反应堆10位于一个钢筋混凝土保护壳(RCCV)18内，钢筋混凝土保护壳(RCCV)18包括侧壁20。RCCV侧壁20包括用于接收蒸汽管线、供水管线、应急冷却管线、仪表和控制管线、电力管线、设备的出入口和/或工作人员的出入通道(未示出)的多个开口(图1中未示出)。
RPV12包括一个圆筒形的堆芯护罩22，堆芯护罩22包围一个反应堆堆芯24。护罩22的一端被一个护罩支承装置26支承，护罩22的另一端具有一个活动护罩盖28。在护罩22和RPV侧壁32之间形成一个环形空间30。一个环形的泵座34在护罩支承装置26和RPV侧壁32之间延伸。泵座34包括多个圆形开口36，每一个开口中容纳一个喷射泵组件38。这些喷射泵组件38围绕堆芯护罩22周向分布。
在堆芯24内产生热量，堆芯24包括由放射性物质构成的核燃料组件40。循环流经堆芯24的水至少部分地转变成蒸汽。蒸汽分离器42将蒸汽与水分离，经过分离的水重新循环流动。利用蒸汽干燥器44去除蒸汽中的残留水。蒸汽通过位于容器顶盖16附近的蒸汽输出口46离开RPV12。
通过插入和抽出由中子吸收物质构成的控制杆48来调节在堆芯24中产生的热量。在将控制杆48插入到核燃料组件40中时，控制杆48能够吸收中子，否则中子将促进用于在堆芯24中产生热量的链锁反应。控制杆导管50能够在插入和抽出控制杆48的过程中维持控制杆48的垂直移动。控制杆驱动装置52执行控制杆48的插入和抽出操作。控制杆驱动装置52贯穿底盖14。
利用位于堆芯24底部处的一个芯板54对核燃料组件40进行定位。当核燃料组件40下降至堆芯24中时，一个顶部引导件56对核燃料组件40进行定位。芯板54和顶部引导件56由堆芯护罩22支承。
图2是RCCV侧壁20的一个顶部剖视图，其中RCCV侧壁20具有开口58，开口58从侧壁20的外表面60延伸到侧壁20的内表面62。这些开口58设置用于接收蒸汽管线、供水管线、应急冷却管线、仪表和控制管线、电力管线、设备的出入口和/或工作人员的出入通道(未示出)。加强筋64终止在侧壁开口58处。加强筋64包括垂直的加强筋66(如在图3中所示)和水平的环形加强筋68。加强筋66与加强板70相连。加强筋66和加强板70可由任何适合的材料制成，例如利用结构钢制成。
图3是一个加强板70的正视图。加强板70大体上为正方形，加强板70具有一个开口72，开口72与侧壁开口58大体上对准(在图2中所示)。加强板开口72大体上为圆形。在另一个实施例中，加强板70和/或开口72可具有不同的形状，诸如多边形或椭圆形。
利用加强筋终结器76使多个加强筋层64与加强板70相连。加强板70在周边80处具有外凸缘78，周边80包围加强板中间部分82。加强筋终结器与外凸缘78相连。加强板内凸缘84与加强板开口72相邻并且其大小适于接收一个穿通套筒86，穿通套筒86固定在加强板内凸缘84上。穿通套筒86包括一个用于容纳蒸汽管线、供水管线、仪表和控制管线或电力管线(未示出)的孔88。在一个实施例中，外凸缘78的厚度大于内凸缘84的厚度，而内凸缘84的厚度大于中间部分82的厚度。在另一个实施例中，加强板开口72的直径大于一个相应穿通套筒86的外径。换言之，加强板开口72的直径大于穿通套筒86的内径加上两倍穿通套筒壁90的厚度。
通过将加强板70定位在侧壁20中的一个与开口58相对应的位置处使加强板70被插入到RCCV壳体侧壁20中(如图1中所示)。垂直加强筋66和水平环形加强筋68与加强筋终结器76相连，加强筋终结器76连接在加强板70上。一个穿通套筒86定位在加强板开口72中，并且例如用焊接的方法固定在加强板内凸缘84上。接着利用混凝土形成RCCV壳体侧壁20。
图4是两个加强板70的一个正视图，两个加强板70是在一个外边缘接触区域92处连接在一起的以形成双加强板94。加强板70在接触区域92处焊接在一起，并且加强板70在接触区域92处不含凸缘74。在该实施例中，RCCV壳体侧壁20具有两个相邻的开口(未示出)，设置用于容纳两个穿通部分(未示出)。垂直加强筋66和水平环形68终止于相应开口的周围。因此，利用加强筋终结器76使垂直加强筋66和水平环形加强筋68连接到加强板70的外凸缘74上。设置这种特定的结构是为了说明，可通过加强板的结合来适应多个相邻的RCCV壳体侧壁开口。本发明可用于各种相邻侧壁开口的结构，至于相邻侧壁开口的数量和相对位置，可以与图4中所示的特定结构中的相似或不同。因此，图4中的加强板70的结构仅是为了说明，而不是将本发明限定成任何特定的结构。另外，可以彼此相邻的形式设置多个加强板以适应一个侧壁开口中包括多个穿通套筒86的情况。
图5是本发明另一个实施例的加强板96的一个正视图，其中加强板96包括不连续的加强板外凸缘98。凸缘98部分地包围加强板中间部分100。特别是，外凸缘98沿着第一边102和一个相对的第二边104包围加强板96。加强板96包括加强筋延伸部分106。垂直加强筋66与加强筋终结器76相连，加强筋终结器76与延伸部分106相连。延伸部分106被焊接在加强板中间部分100上。
图6是加强板96在第一边102处的一个顶视图。加强筋延伸部分106与加强板中间部分100相连。特别是，垂直加强筋66与终结器76相连，终结器76与延伸板108相连。延伸板108与延伸凸缘110相连，延伸凸缘110与板中间部分100相连。延伸部分106使位于水平环形加强筋68、垂直加强筋66和加强板96之间的连接保持最小偏心度。
图7是本发明另一个实施例所涉及的加强板112的一个顶视图。多个加强筋延伸部分114(示出了其中一个)与加强板112相连。加强筋延伸部分114包括用于接收终结器76的托架116。托架116与加强板中间部分118相连。设置加强筋延伸部分114是为了适应与水平加强筋68对齐却没有与垂直加强筋66对齐的加强板112。
加强板96和112可包括各种与加强筋延伸部分106和114类似或不同的加强筋延伸部分。因此，尽管前面已经描述了加强筋延伸部分的特定结构，但是提供加强筋延伸部分106和114仅是为了说明，而不是将本发明限定成任何特定形式的加强筋延伸部分。另外，在本发明的保护范围内，各种加强筋延伸部分结构可与各种加强筋终结器结构结合使用。
图8示出了由几个加强板段120和122形成的加强板70的一个正视图。将加强板段120和122就地焊接在一起有助于及时安装。特别是，利用沿着一个水平中心线设置的接缝124使两个半板段120和122形成加强板70。
上述加强板70、96和112提供了一种能够穿过在RCCV侧壁20中的开口58传递载荷的有效方式，加强筋64终止于开口58处。加强板70、96和112消除了由于在与开口58相邻处过多使用加强筋64以及RCCV侧壁20在开口58附近的局部增厚而导致的拥挤问题。另外，利用加强板70、96和112制成的RCCV 18缩短并改善了施工计划。另外，当开口58的直径大于RCCV侧壁20的厚度时，加强板70、96和112是特别有用的。
尽管前面已经利用各种特定实施例对本发明进行了描述，但是本领域技术人员应该认识到，可在权利要求书的精神和保护范围内对本发明进行改型。