體外預(yù)應(yīng)力核安全殼的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的是一種體外預(yù)應(yīng)力核安全殼。包括混凝土外罐，在所述混凝土外罐外設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼束網(wǎng)罩，所述預(yù)應(yīng)力鋼束網(wǎng)罩通過連接結(jié)構(gòu)固定在混凝土外罐上。本發(fā)明在傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力混凝土安全殼的基礎(chǔ)上，提出將體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用到預(yù)應(yīng)力混凝土外罐，把傳統(tǒng)的布置在混凝土外罐內(nèi)部的預(yù)應(yīng)力鋼束布置在混凝土外罐體外?？梢圆捎枚ㄆ诟鼡Q預(yù)應(yīng)力鋼束的辦法解決預(yù)應(yīng)力會隨時間的延續(xù)損失問題。避免了事故條件下高溫高壓對預(yù)應(yīng)力鋼束的破壞和預(yù)應(yīng)力松弛，在混凝土內(nèi)罐失效的情況下仍能提供支撐作用，從而提高了承載力。當(dāng)發(fā)生撞擊事故時，預(yù)應(yīng)力鋼束網(wǎng)罩還具有保護混凝土外罐的功能，增加了混凝土外罐的安全性，延長了專業(yè)人員采取安全措施的時間。
【專利說明】體外預(yù)應(yīng)力核安全殼
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種核安全殼結(jié)構(gòu)，具體地說可使用于預(yù)應(yīng)力混凝土安全殼。也可用于現(xiàn)有預(yù)應(yīng)力混凝土安全殼的加固和改造。
【背景技術(shù)】
[0002]核電作為清潔、經(jīng)濟、安全的能源受到廣泛應(yīng)用，從長遠來看，發(fā)展核電是改善能源結(jié)構(gòu)，減少環(huán)境污染的重要途徑。然而，核電站一旦遭到破壞，發(fā)生核泄漏，必然造成巨大的災(zāi)害。核安全殼結(jié)構(gòu)作為核反應(yīng)堆的最后一道安全屏障，對于核反應(yīng)堆的核電性能安全具有重要作用，應(yīng)該能承受極限事故引起的內(nèi)壓和溫度驟增，能承受外來飛擊物的撞擊。我國目前運行的大型商用核電站均采用了預(yù)應(yīng)力混凝土安全殼，預(yù)應(yīng)力混凝土安全殼包括預(yù)應(yīng)力混凝土外罐和鋼襯里。預(yù)應(yīng)力混凝土安全殼結(jié)構(gòu)上的預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)由混凝土外罐內(nèi)的三層預(yù)應(yīng)力鋼束構(gòu)成，該預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)是核電站在發(fā)生泄漏事故時將放射性物質(zhì)的散逸限制在容許水平內(nèi)的重要保證。在傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力混凝土安全殼的服役期間，隨著時間的延續(xù)，由于預(yù)應(yīng)力損失的緣故，安全裕度將會有所下降。當(dāng)事故發(fā)生時，高溫高壓也會造成預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)發(fā)生預(yù)應(yīng)力松弛。此外，核安全殼的設(shè)計基準期由40年提高到60年，對預(yù)應(yīng)力混凝土安全殼結(jié)構(gòu)的性能也提出了更高的要求，所以需要進一步加強對在預(yù)應(yīng)力混凝土安全殼結(jié)構(gòu)上使用新一代預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)應(yīng)用的研究。
[0003]體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系是后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系的重要分支之一，與傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力筋布置于混凝土截面內(nèi)的內(nèi)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)相對應(yīng)，是指對布置于承載結(jié)構(gòu)本體之外的鋼索施加預(yù)應(yīng)力所形成的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系。體外預(yù)應(yīng)力加固的方法20世紀40年代出自前蘇聯(lián)，主要用于工業(yè)廠房的加固維修，許多建筑的使用壽命因此得以延長。20世紀70年代末和80年代初，隨著我國公路橋梁荷載噸位的增加，舊橋的承載能力已不能滿足使用要求而需加強，體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)開始用于公路橋梁的加固，得到了很好的經(jīng)濟和社會效果。
[0004]經(jīng)過近年來的發(fā)展與應(yīng)用，體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)無論是在設(shè)計理論還是材料設(shè)備、施工工藝上都取得了一定的進展，其應(yīng)用范圍從早期的橋梁加固拓展到了建筑結(jié)構(gòu)的加固改造和臨時性預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)或施工臨時性鋼索。除此之外，體外預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用范圍也從單純應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)拓展到了鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、磚石結(jié)構(gòu)等。相對于在構(gòu)件截面內(nèi)布置鋼筋的一般預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)而言，體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)具有預(yù)應(yīng)力損失小，施工操作簡化，便于檢查受力筋腐蝕狀況，便于調(diào)整張拉力和更換受力筋等優(yōu)點。目前，沒有文獻報道體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用于核安全殼結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種預(yù)應(yīng)力鋼束能定期更換，提高承載力，增加混凝土外罐的安全性的體外預(yù)應(yīng)力核安全殼。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:包括混凝土外罐，在所述混凝土外罐外設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼束網(wǎng)罩，所述預(yù)應(yīng)力鋼束網(wǎng)罩通過連接結(jié)構(gòu)固定在混凝土外罐上。[0007]本發(fā)明還可以包括:
[0008]1、所述連接結(jié)構(gòu)包括均勻埋設(shè)于混凝土外罐中的預(yù)埋鋼板、一端與預(yù)埋鋼板連接的鋼壓桿、與鋼壓桿另一端連接的工字型連接件和將預(yù)應(yīng)力鋼束固定在工字型連接件上的索具。
[0009]2、同一工字型連接件上通過兩個所述索具固定兩束預(yù)應(yīng)力鋼束，一個索具位于工字型連接件的中間橫梁上，另一個索具位于工字型連接件的一端部，兩束預(yù)應(yīng)力鋼束相互垂直形成網(wǎng)狀預(yù)應(yīng)力鋼束網(wǎng)罩。
[0010]本發(fā)明在傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力混凝土安全殼的基礎(chǔ)上，提出將體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用到預(yù)應(yīng)力混凝土外罐，把傳統(tǒng)的布置在混凝土外罐內(nèi)部的預(yù)應(yīng)力鋼束布置在混凝土外罐體外，從而提出一種新型核安全殼結(jié)構(gòu)。
[0011]針對傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力混凝土安全殼結(jié)構(gòu)正常使用情況下隨時間延續(xù)造成的預(yù)應(yīng)力損失，以及事故條件下抵御高溫高壓性能和防撞擊性能差等缺點，本發(fā)明的優(yōu)點在于:1)正常使用情況下，由于預(yù)應(yīng)力會隨時間的延續(xù)損失，可以采用定期更換預(yù)應(yīng)力鋼束的辦法解決這一問題，該辦法操作簡單，易于實現(xiàn)。2)將預(yù)應(yīng)力鋼束體外放置，避免了事故條件下高溫高壓對預(yù)應(yīng)力鋼束的破壞和預(yù)應(yīng)力松弛，在混凝土內(nèi)罐失效的情況下仍能提供支撐作用，從而提高了承載力。3)當(dāng)發(fā)生撞擊事故時，預(yù)應(yīng)力鋼束網(wǎng)罩還具有保護混凝土外罐的功能，增加了混凝土外罐的安全性，延長了專業(yè)人員采取安全措施的時間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是預(yù)埋鋼板、鋼壓桿與預(yù)應(yīng)力鋼筋網(wǎng)罩連接示意圖；
[0013]圖2a是鋼壓桿與預(yù)應(yīng)力鋼束連接詳圖，圖2b是圖2a的左視圖；
[0014]圖3是預(yù)應(yīng)力網(wǎng)罩立面圖；
[0015]圖4是是預(yù)應(yīng)力網(wǎng)罩俯視圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細的描述。
[0017]本發(fā)明的目的是提高預(yù)應(yīng)力混凝土安全殼的安全性能。根據(jù)現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)，提出采用體外預(yù)應(yīng)力鋼束網(wǎng)罩，通過預(yù)埋鋼板、鋼壓桿和索具等實現(xiàn)了體外預(yù)應(yīng)力鋼束網(wǎng)罩與混凝土外罐連接，實現(xiàn)了具有承載力提高的體外預(yù)應(yīng)力新型核安全殼結(jié)構(gòu)。
[0018]本具體實施方案是根據(jù)核安全殼外罐的結(jié)構(gòu)特點，在傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力混凝土外罐的基礎(chǔ)上，采用預(yù)應(yīng)力鋼束網(wǎng)罩I結(jié)構(gòu)，將預(yù)應(yīng)力鋼束5在混凝土外罐4體外布置。預(yù)應(yīng)力鋼束5通過預(yù)埋鋼板2、鋼壓桿3和索具6等與混凝土外罐4連接。
[0019]該結(jié)構(gòu)由傳統(tǒng)的體內(nèi)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)變?yōu)轶w外預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，其受力特征具有空間受力特點。該結(jié)構(gòu)能夠有效降低事故發(fā)生時高溫對預(yù)應(yīng)力鋼束5造成的預(yù)應(yīng)力松弛，且由于體外布置預(yù)應(yīng)力鋼束5，當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼束5失效或不滿足承載能力要求時，可對其進行更換。提出體外布置的預(yù)應(yīng)力鋼束5與混凝土外罐4之間通過預(yù)埋鋼板2、鋼壓桿3和索具6等連接，加強了與混凝土外罐4的連接，能夠共同抵御事故發(fā)生時高溫、高壓對安全殼整體結(jié)構(gòu)造成的危害。
[0020]本發(fā)明提出將預(yù)應(yīng)力鋼束5在距離混凝土外罐4罐壁約半米處布置成網(wǎng)罩結(jié)構(gòu)。對由多股鋼絞線組成的預(yù)應(yīng)力鋼束5進行后張拉得到預(yù)應(yīng)力。該網(wǎng)罩結(jié)構(gòu)能夠抵御外部沖擊如飛機撞擊等突發(fā)事故對核安全殼造成的危害。
[0021]施工時，首先對混凝土外罐4進行澆筑。在澆筑的同時，根據(jù)前期計算得到的設(shè)計位置和強度要求預(yù)埋鋼板2，詳見圖1。在澆筑好的混凝土外罐4周圍搭設(shè)腳手架，對鋼束進行后張法張拉，并將張拉好的預(yù)應(yīng)力鋼束5在腳手架上分為水平和豎向兩個方向分別固定位置。鋼壓桿3 —端與預(yù)埋鋼板2連接，另一端與工字型連接件7連接，均采用焊接連接技術(shù)。通過索具6和螺母8將預(yù)應(yīng)力鋼筋束5和工字型連接件7連接，詳見圖2a至圖2b。連接時，水平方向的預(yù)應(yīng)力鋼束5均在靠近混凝土外罐4的一側(cè)統(tǒng)一放置，豎直方向的預(yù)應(yīng)力鋼束5放置在外側(cè)。為防止預(yù)應(yīng)力鋼束5和鋼壓桿3發(fā)生銹蝕，采用直接擠壓PE材料包裹防護，可現(xiàn)場制作或直接購買成品使用。腳手架可隨預(yù)應(yīng)力鋼筋網(wǎng)罩的施工進度拆除，或待施工結(jié)束后統(tǒng)一拆除。建成后的預(yù)應(yīng)力鋼束網(wǎng)罩I分為水平、豎向和穹頂三部分，水平方向360°全周長布置，詳見圖3、4。
【權(quán)利要求】
1.一種體外預(yù)應(yīng)力核安全殼，包括混凝土外罐，其特征是:在所述混凝土外罐外設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼束網(wǎng)罩，所述預(yù)應(yīng)力鋼束網(wǎng)罩通過連接結(jié)構(gòu)固定在混凝土外罐上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體外預(yù)應(yīng)力核安全殼，其特征是:所述連接結(jié)構(gòu)包括均勻埋設(shè)于混凝土外罐中的預(yù)埋鋼板、一端與預(yù)埋鋼板連接的鋼壓桿、與鋼壓桿另一端連接的工字型連接件和將預(yù)應(yīng)力鋼束固定在工字型連接件上的索具。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的體外預(yù)應(yīng)力核安全殼，其特征是:同一工字型連接件上通過兩個所述索具固定兩 束預(yù)應(yīng)力鋼束，一個索具位于工字型連接件的中間橫梁上，另一個索具位于工字型連接件的一端部，兩束預(yù)應(yīng)力鋼束相互垂直形成網(wǎng)狀預(yù)應(yīng)力鋼束網(wǎng)罩。
【文檔編號】E04G23/02GK103899104SQ201410083127
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月8日
【發(fā)明者】侯鋼領(lǐng), 馬萱, 孫曉丹, 宋天舒 申請人:哈爾濱工程大學(xué)