本发明属于压水堆核电厂稳压器结构设计领域，具体涉及一种压水堆核电厂稳压器支承结构。
背景技术：
稳压器是压水堆核电厂反应堆冷却剂系统的主设备之一，稳压器为立式圆筒形容器，长径比较大，为高温高压设备。在前期的核电机组中，横向支承一般采用与稳压器本体之间预留间隙的阻挡体，下部支承一般采用裙式支承。由于在地震载荷作用下，稳压器本体与支承结构之间可能会发生相对移动，从而在稳压器本体与横向支承之间存在冲击载荷，且由于稳压器本体与支承结构之间的接触面积较小，故该部位的应力水平较大，同时由于稳压器底部为固定的刚性支承结构，故稳压器上部在横向载荷下的位移会引起稳压器下部应力水平的增加。同时，由于稳压器下部安装有数量众多的电加热元件，电加热元件运行过程中会散热，会导致稳压器下部空间环境温度升高，由于电加热元件的连接电缆存在热老化，环境温度过高会影响其使用寿命，而裙式支承不利于稳压器下部空间的散热。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种压水堆核电厂稳压器支承结构，解决稳压器本体与横向支承之间存在冲击载荷且接触部位应力水平较大的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种压水堆核电厂稳压器支承结构，包括连接在稳压器侧壁的横向支承和连接在稳压器底部的垂直支承，所述横向支承包括分别设置在稳压器的重心上方和下方的上部横向支承和下部横向支承；所述上部横向支承向稳压器提供第一水平面上不同方向的约束力；所述下部横向支承向稳压器提供第二水平面上不同方向的约束力。本技术方案中，采用2个横向支承，在稳压器运行重心之上和下方两个部位进行支承，在每个支承部位从不同方向上提供约束力，能够减小或避免在地震载荷作用下稳压器本体与支承结构之间的相对移动，减小或者消除在稳压器本体与横向支承之间的冲击载荷，同时增加了接触点降低了连接部位的应力水平，通过这两种方式避免引起稳压器下部应力水平的增加。
作为本发明的进一步改进，所述上部横向支承和下部横向支承均各至少包括2个横向支承单元，上部横向支承的所有横向支承单元向稳压器提供第一水平面上不同方向的约束力；下部横向支承的所有横向支承单元向稳压器提供第二水平面上不同方向的约束力。
优选的，所述横向支承单元为刚性拉杆，刚性拉杆横截面可以为矩形、圆形、椭圆形、圆环形、椭圆环形、h型、t型等，所述刚性拉杆一端连接固定基座；另一端连接稳压器的外壁。该固定基座通过基座锚固螺栓固定在稳压器隔间墙壁上，因此刚性拉杆一端固定在稳压器隔间墙壁上，另一端对稳压器进行限位，提供约束力，减小或避免在地震载荷作用下稳压器本体与支承结构之间的相对移动，减小或者消除在稳压器本体与横向支承之间的冲击载荷避免引起稳压器下部应力水平的增加。
进一步，所述稳压器的外壁与刚性拉杆连接处设置有耳轴；所述刚性拉杆一端通过销轴连接固定基座；另一端通过螺栓或销轴连接耳轴；所述固定基座与刚性拉杆的连接部位设置有球轴承。本方案中，球轴承允许刚性拉杆转动一定角度，故允许稳压器壳体在热态工况下沿径向的热膨胀。固定基座与刚性拉杆之间的销轴则允许稳压器沿其轴线方向发生一定的热膨胀位移。
进一步，所述上部横向支承和下部横向支承均各包括4个刚性拉杆，所述4个刚性拉杆与稳压器的连接点沿稳压器的周向均匀分布；上部横向支承的相邻两个刚性拉杆相互垂直，下部横向支承的相邻两个刚性拉杆相互垂直，相对的刚性拉杆相互平行。本方案中，核电厂稳压器支承结构的上部横向支承和下部横向支承采用四根固定式刚性拉杆支承，该支承方式节省了稳压器支承空安装简单，可靠性高，维修方便。在球轴承、固定基座与刚性拉杆之间的销轴的配合下，本方案中的两个方向的四根刚性拉杆可以对稳压器横向提供刚性支承作用，故在地震工况和事故工况下，限制稳压器在横向发生位移，从而降低由于横向载荷对稳压器下部支承结构的附加应力。
作为本发明的再一改进，为了解决电加热原件外部环境温度过高的问题，所述垂直支承包括多个竖向支承单元，所述竖向支承单元上端连接稳压器的下封头上，下端与稳压器隔间楼板连接；多个竖向支承单元之间具有间隙。本方案中，竖向支承单元之间设置间隙，利于稳压器下部的散热，改善了稳压器电加热元件的外部环境条件
优选的，所述竖向支承单元的数量为四个，四个竖向支承单元沿稳压器的下封头的周向均匀分布。
进一步，所述竖向支承单元包括支撑座和立柱，所述支撑座固定连接在所述下封头上，所述立柱上端连接支撑座，下端连接稳压器隔间楼板。本方案中，垂直支承采用四根立柱时，立柱上端与支座底板之间通过螺栓紧固件连接，四根立柱下部通过地脚螺栓与稳压器隔间楼板进行连接固定，这种方式节约了稳压器下部空间，且利于稳压器下部的散热，改善了稳压器电加热元件的外部环境条件。
进一步，所述支撑座包括支座底板和2个支座筋板，2个支座筋板焊接在支座底板上部的两侧，支座底板和支座筋板均与稳压器下封头通过全焊透焊缝进行连接；四个支撑座在下封头圆周方向上均匀分布；所述立柱上端与支座底板之间通过螺栓连接。
进一步，所述竖向支承单元还包括锚固底板和预埋在隔间楼板内的锚固套管；立柱下端通过地脚螺栓连接稳压器隔间楼板；所述锚固底板位于稳压器隔间楼板与立柱之间，且地脚螺栓穿过所述锚固底板。地脚螺栓部位还设置球面垫圈，在下部垂直支承锚固件套较小的预埋偏差也不会影响稳压器的正常就位，即降低了下部垂直支承预埋件的安装难度。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明的一种压水堆核电厂稳压器支承结构采用2个横向支承，在稳压器运行重心之上和下方两个部位进行支承，在每个支承部位从不同方向上提供约束力，能够减小或避免在地震载荷作用下稳压器本体与支承结构之间的相对移动，减小或者消除在稳压器本体与横向支承之间的冲击载荷，同时增加了接触点降低了连接部位的应力水平，通过这两种方式避免引起稳压器下部应力水平的增加。
2、本发明一种压水堆核电厂稳压器支承结构的上部横向支承和下部横向支承采用四根固定式刚性拉杆支承时，该支承方式节省了稳压器支承空安装简单，可靠性高，维修方便；
3、本发明一种压水堆核电厂稳压器支承结构，使得稳压器下封头以下空间与外部直接连通，利于稳压器下部的散热，改善了安装在稳压器下封头上的稳压器电加热元件的外部环境条件；
4、本发明一种压水堆核电厂稳压器支承结构的垂直支承采用四根立柱时，立柱上端与支座底板之间通过螺栓紧固件连接，四根立柱下部通过地脚螺栓与稳压器隔间楼板进行连接固定，这种方式节约了稳压器下部空间，且利于稳压器下部的散热，改善了稳压器电加热元件的外部环境条件；
5、本发明一种压水堆核电厂稳压器支承结构的地脚螺栓部位设置的球面垫圈，在下部垂直支承锚固件套较小的预埋偏差也不会影响稳压器的正常就位，即降低了下部垂直支承预埋件的安装难度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明的上部横向支承或下部横向支承的结构示意图；
图3为本发明的上部横向支承或下部横向支承的俯视图；
图4为本发明的垂直支承的结构示意图；
图5为本发明的垂直支承与锚固底板的连接示意图。
附图标记及对应的零部件名称：
1-稳压器；2-上部横向支承；3-稳压器的重心；4-下部横向支承；5-稳压器电加热元件；6-垂直支承；7-耳轴销轴；8-耳轴；9-稳压器隔间墙壁；10-固定基座；11-基座锚固螺栓；12-球轴承；13-支座销轴；14-刚性拉杆；15-支座筋板；16-支座底板；17-第一螺母；18-第一螺栓；19-立柱；20-地脚螺栓；21-地脚螺栓螺母；22-球面垫圈组件；23-锚固底板；24-锚固套管。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
实施例1
如图1所示，一种压水堆核电厂稳压器支承结构，包括连接在稳压器侧壁的横向支承和连接在稳压器底部的垂直支承6，所述横向支承包括上部横向支承2和下部横向支承4，上部横向支承2设置在稳压器的重心3上方，向稳压器1提供第一水平面上不同方向的约束力；下部横向支承4设置在稳压器的重心3下方，向稳压器1提供第二水平面上不同方向的约束力，第一水平面高于第二水平面。
具体地：所述上部横向支承各至少包括2个横向支承单元，所有横向支承单元向稳压器1提供第一水平面上不同方向的约束力；所述横向支承单元为刚性拉杆14(刚性拉杆横截面可以为矩形、圆环形、椭圆形、椭圆环形、h型、t型等)，所述刚性拉杆14一端连接固定基座；另一端连接稳压器1的外壁。
进一步地，本实施例中，上部横向支承具有4个刚性拉杆14，如图2和图3所示，在第一水平面上，稳压器1的外壁四个对称位置分别设置有4个耳轴8作为4个刚性拉杆14与稳压器1的连接点，这样4个耳轴8沿稳压器1的周向均匀分布；4个刚性拉杆14均一端通过销轴连接固定基座10，另一端通过螺栓或销轴连接一个耳轴8(不同的刚性拉杆14连接不同的耳轴8)，并使得相邻两个刚性拉杆14相互垂直，每个耳轴8连接的刚性拉杆14与稳压器1在第一平面上穿过该耳轴的直径平行，这样相对的两个耳轴8连接的2个刚性拉杆14的另一端可以连接在同一墙面上(如图3)，也可以连接在相对的墙面上；
图2和图3中示出了刚性拉杆14一端通过支座销轴13连接固定基座10，另一端通过耳轴销轴7连接一个耳轴8的结构，其中固定基座10通过基座锚固螺栓11固定在稳压器隔间墙壁9上，所述固定基座10与刚性拉杆14的连接部位设置有球轴承12。
本技术方案中，在稳压器运行重心之上的外壁的两个互相垂直的方向上分别布置有两根刚性拉杆，刚性拉杆14一端与稳压器隔间墙壁上用螺栓锚固的固定基座之间通过销轴连接，另一端与稳压器外壁之间通过销轴(在其他实施例中可以采用螺栓替换)连接，固定基座10与刚性拉杆的连接部位设置球轴承，该球轴承允许刚性拉杆转动一定角度，故允许稳压器壳体在热态工况下沿径向的热膨胀。固定基座与刚性拉杆之间的销轴则允许稳压器沿其轴线方向发生一定的热膨胀位移。这样，两个方向的四根刚性拉杆可以对稳压器横向提供刚性支承作用，故在地震工况和事故工况下，限制稳压器在横向发生位移，从而降低由于横向载荷对稳压器下部支承结构的附加应力。
对于下部横向支承，其位于在稳压器运行重心以下，设置在垂直支承6上部的稳压器筒体部位，下部横向支承结构与上部横向支承相同，为两个方向各布置两根性刚拉杆；在第二水平面上，稳压器1的外壁四个对称位置分别设置有4个耳轴8作为4个刚性拉杆14与稳压器1的连接点，这样4个耳轴8沿稳压器1的周向均匀分布；4个刚性拉杆14均一端通过销轴连接固定基座10，另一端通过螺栓或销轴连接一个耳轴8(不同的刚性拉杆14连接不同的耳轴8)，并使得相邻两个刚性拉杆14相互垂直，每个耳轴8连接的刚性拉杆14与稳压器1在第二平面上穿过该耳轴的直径平行，这样相对的两个耳轴8连接的2个刚性拉杆14的另一端可以连接在同一墙面上(如图3)，也可以连接在相对的墙面上；其中固定基座10也通过基座锚固螺栓11固定在稳压器隔间墙壁9上，所述固定基座10与刚性拉杆14的连接部位设置有球轴承12。下部横向支承也能达到同上部横向支承相同的效果，在地震工况和事故工况下，限制稳压器在横向发生位移，从而降低由于横向载荷对稳压器下部支承结构的附加应力。
本实施例中的稳压器支承结构中，上部横向支承和下部横向支承采用四根固定式刚性拉杆支承，该支承方式还具有节省了稳压器支承空间、安装简单、可靠性高、维修方便等优点。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例中进一步提供垂直支承的具体结构，如图4和图5所示，所述垂直支承6包括多个竖向支承单元，所述竖向支承单元上端连接稳压器1的下封头上，下端与稳压器隔间楼板连接；多个竖向支承单元之间具有间隙。
作为优选，本实施例中，所述竖向支承单元的数量为四个，四个竖向支承单元沿稳压器1的下封头的周向均匀分布，其具体结构如下：
所述竖向支承单元包括焊接在稳压器下封头上的支撑座、立柱19、锚固底板23和固定在稳压器隔间楼板内的锚固套管24，所述锚固底板位于稳压器隔间楼板与立柱19之间；所述立柱19上端与支撑座通过螺栓连接，下端通过穿过锚固底板23的地脚螺栓20固定在稳压器隔间楼板上，具体地，地脚螺栓20下端穿过稳压器隔间楼板中预埋的锚固套管24后连接地脚螺栓螺母21，使得立柱19固定连接在稳压器隔间楼板。
这样，稳压器下部垂直支承6包括焊接在稳压器下封头上的四组支撑座、锚固板及地脚螺栓、支承稳压器四组支撑座的四根立柱组成。设置支撑座时，稳压器下封头周向四个对称位置分别焊接有四组支撑座，每组支撑座由一个支座底板16和2个支座筋板15组成，2个支座筋板15焊接在支座底板14上部的两侧，支座底板16和2个支座筋板15均与稳压器下封头通过全焊透焊缝进行连接；四个支撑座在下封头圆周方向上均匀分布；四根立柱上端与支座底板16之间通过螺栓紧固件连接，四根立柱下部通过地脚螺栓20与稳压器隔间楼板进行连接固定。在地脚螺栓20部位设置有球面垫圈组件22，球面垫圈组件22位于地脚螺栓20上端的地脚螺栓螺母21与锚固底板23之间。所述四根立柱上端与支座底板16之间的螺栓紧固件包括第一螺栓18和套设在第一螺栓18两端的第一螺母17，第一螺栓18穿过支座底板16连接立柱19，使得所述立柱19上端与支座底板之间通过第一螺栓18连接。
本实施例中，垂直支承6采用四根立柱，立柱上端与支座底板之间通过螺栓紧固件连接，四根立柱下部通过地脚螺栓与稳压器隔间楼板进行连接固定，这种方式节约了稳压器下部空间，且利于稳压器下部的散热，改善了稳压器电加热元件5的外部环境条件。地脚螺栓20部位设置的球面垫圈，在下部垂直支承6锚固件套较小的预埋偏差也不会影响稳压器的正常就位，即降低了下部垂直支承预埋件的安装难度。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种压水堆核电厂稳压器支承结构，包括连接在稳压器侧壁的横向支承和连接在稳压器底部的垂直支承(6)，其特征在于，
所述横向支承包括分别设置在稳压器(1)的重心(3)上方和下方的上部横向支承(2)和下部横向支承(4)；
所述上部横向支承(2)向稳压器(1)提供第一水平面上不同方向的约束力；
所述下部横向支承(4)向稳压器(1)提供第二水平面上不同方向的约束力。
2.根据权利要求1所述的一种压水堆核电厂稳压器支承结构，其特征在于，所述上部横向支承(2)和下部横向支承(4)均各至少包括2个横向支承单元，上部横向支承(2)的所有横向支承单元向稳压器(1)提供第一水平面上不同方向的约束力；下部横向支承(4)的所有横向支承单元向稳压器(1)提供第二水平面上不同方向的约束力。
3.根据权利要求2所述的一种压水堆核电厂稳压器支承结构，其特征在于，所述横向支承单元为刚性拉杆(14)，所述刚性拉杆(14)一端连接固定基座；另一端连接稳压器(1)的外壁。
4.根据权利要求3所述的一种压水堆核电厂稳压器支承结构，其特征在于，所述稳压器(1)的外壁与刚性拉杆(14)连接处设置有耳轴(8)；所述刚性拉杆(14)一端通过销轴连接固定基座(10)；另一端通过螺栓或销轴连接耳轴(8)；所述固定基座(10)与刚性拉杆(14)的连接部位设置有球轴承(12)。
5.根据权利要求3或4所述的一种压水堆核电厂稳压器支承结构，其特征在于，所述上部横向支承(2)和下部横向支承(4)均各包括4个刚性拉杆(14)，所述4个刚性拉杆(14)与稳压器(1)的连接点沿稳压器(1)的周向均匀分布；上部横向支承(2)的相邻两个刚性拉杆(14)相互垂直，下部横向支承(4)的相邻两个刚性拉杆(14)相互垂直。
6.根据权利要求1所述的一种压水堆核电厂稳压器支承结构，其特征在于，所述垂直支承(6)包括多个竖向支承单元，所述竖向支承单元上端连接稳压器(1)的下封头上，下端与稳压器隔间楼板连接；多个竖向支承单元之间具有间隙。
7.根据权利要求6所述的一种压水堆核电厂稳压器支承结构，其特征在于，所述竖向支承单元的数量为四个，四个竖向支承单元沿稳压器(1)的下封头的周向均匀分布。
8.根据权利要求6或7所述的一种压水堆核电厂稳压器支承结构，其特征在于，所述竖向支承单元包括支撑座和立柱(19)，所述支撑座固定连接在所述下封头上，所述立柱(19)上端连接支撑座，下端连接稳压器隔间楼板。
9.根据权利要求8所述的一种压水堆核电厂稳压器支承结构，其特征在于，所述支撑座包括支座底板(16)和支座筋板(15)，支座筋板(15)固定连接在支座底板(16)上部，支座底板(16)和支座筋板(15)均与稳压器下封头固定连接；四个支撑座在下封头圆周方向上均匀分布；所述立柱(19)上端与支座底板连接。
10.根据权利要求8所述的一种压水堆核电厂稳压器支承结构，其特征在于，所述竖向支承单元还包括锚固底板(23)和固定在稳压器隔间楼板内的锚固套管(24)；所述立柱(19)下端通过地脚螺栓(20)固定于稳压器隔间楼板，所述锚固底板(23)位于稳压器隔间楼板与立柱(19)之间，且地脚螺栓(20)穿过所述锚固底板(23)。
技术总结
本发明公开了一种压水堆核电厂稳压器支承结构，包括连接在稳压器侧壁的横向支承和连接在稳压器底部的垂直支承，横向支承包括分别设置在稳压器的重心上方和下方的上部横向支承和下部横向支承；上部横向支承向稳压器提供第一水平面上不同方向的约束力；下部横向支承向稳压器提供第二水平面上不同方向的约束力。本发明采用2个横向支承，在稳压器运行重心之上和下方两个部位进行支承，在每个支承部位从不同方向上提供约束力，能够减小或避免在地震载荷作用下稳压器本体与支承结构之间的相对移动，减小或者消除在稳压器本体与横向支承之间的冲击载荷，同时增加了接触点降低了连接部位的应力水平，通过这两种方式避免引起稳压器下部应力水平的增加。
技术研发人员：邓丰;李焕鸣;黄伟;崔怀明;鲁佳;黄燕;周永;胡彧;黄炳炎;张敏杰;李冬慧
受保护的技术使用者：中国核动力研究设计院
技术研发日：.11.19
技术公布日：.02.28
