ЗАЩИТНАЯ ОБОЛОЧКА РЕАКТОРНОГО ОТДЕЛЕНИЯ АЭС
PROTECTIVE SHELL OF NPP REACTOR COMPARTMENT

Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкции оболочек реакторного отделения и других сооружений с защитными оболочками, и предназначено для возведения цилиндрической части предварительно напряженных железобетонных защитных оболочек АЭС.
Известна защитная оболочка, армирование которой в цилиндрической части содержит ненапрягаемую арматуру, например сетки, размещенные у внешней и внутренней поверхностей защитной оболочки и напрягаемой арматуры, например, гибких канатов, помещенных в пластмассовые кольцевые трубчатые каналы, расположенные в средней части защитной оболочки, а также вертикальной напрягаемой арматуры, расположенной в вертикальных трубчатых каналах (Ленинградская АЭС-2, чертеж № LN2P.D.110.1. OUJA91.&&&&&.012.DC.0002. Здание реактора. Строительные чертежи внутренней защитной оболочки с отметки -1.250 до отметки +8.000. Армирование. - СПб.: ОАО «СПбАЭП», инвент. номер 2N2-634, 28.01.2009 г., листы 3 и 12).
Недостатком аналога является то, что пластмассовые кольцевые трубчатые каналы с напрягаемой арматурой необходимо располагать в средней цилиндрической части защитной оболочки, что обусловлено рядом требований, в частности защитой арматуры от внешних воздействий, что приводит к появлению кольцевой трещины в сечении, совпадающем с цилиндрической поверхностью, на которой лежат оси каналообразователей. Появление этой трещины объясняется тем, что при натяжении кольцевых канатов происходит обжатие внутренней зоны защитной цилиндрической оболочки, сопровождающееся уменьшением диаметра этой зоны и, как следствие, появление растягивающих напряжений в зоне между пластмассовыми кольцевыми трубчатыми каналами и отрывом внутренней зоны от внешней. Установка радиальной ненапрягаемой арматуры, предназначенной для передачи обжимающих усилий от внутренней зоны к внешней, не устраняет появление кольцевой трещины, а только уменьшает ее раскрытие. Кроме того, при несоблюдении последовательности и равномерности натяжения гибких канатов возможно появление трещин выкалывания, ориентированных под углом, близким к 45° к горизонту (патент РФ №2164278, МПК: E04H 7/20, опубл. 20.03.2001 г., фиг. 4).
Известна преднапряженная защитная оболочка реакторного отделения АЭС, содержащая железобетонную стенку, в цилиндрической части которой расположены кольцевые трубчатые каналы (каналообразователи) для напрягаемых канатов, на кольцевые трубчатые каналы (каналообразователи) надеты хомуты, с которыми жестко соединены тяги, покрытые антиадгезионным составом и ориентированные в сторону наружной поверхности преднапряженной защитной оболочки, концы которых снабжены анкерующими шайбами, замоноличенными в бетон на глубине, равной толщине защитного слоя, либо жестко соединенными с внешней арматурной сеткой, дополнительно к кольцевому трубчатому каналу со стороны внутренней поверхности преднапряженной защитной оболочки прикреплена лента из легкодеформируемого материала (патент РФ №2594501, МПК: E04H 7/20, опубл. 20.08.16 г.).
По числу сходных признаков и достигаемому результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемого технического решения.
Основным недостатком прототипа является неравномерное напряженное состояние цилиндрической части защитной оболочки, обусловленное потерей усилия натяжения канатов вследствие их трения о стенки кольцевого каналообразователя, а также из-за того, что поверхность каната не является гладкой и врезается в более мягкую поверхность каналообразователя.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение состоит в повышении надежности и в повышении эксплуатационных качеств защитной оболочки, в снижении расхода арматуры за счет более равномерного обжатия цилиндрической части защитной оболочки и возможности регулирования напряженного состояния в процессе ее эксплуатации.
Для достижения указанного технического результата в защитной оболочке реакторного отделения АЭС, содержащей в цилиндрической части кольцевые трубчатые каналообразователи, размещенные в них канаты, хомуты с тягами, покрытыми антиадгезионным составом, надетые на каналообразователи, шайбы, замоноличенные в бетон за внешней ненапрягаемой арматурной сеткой, упругие прокладки, на кольцевых трубчатых каналообразователях со стороны, обращенной к центру оболочки, под каждым хомутом расположен заранее сделанный вырез, внешние концы тяг снабжены резьбой с навинченными на них гайками и пропущены с возможностью перемещения в отверстия опорных шайб, размещенных за внешней арматурной сеткой, узлы соединения тяг с хомутами покрыты упругими прокладками из легкодеформируемого материала, модуль упругости которого меньше модуля упругости бетона на 1-2 порядка.
Отличительными признаками предлагаемой защитной оболочки от указанной вышеизвестной, наиболее близкой к ней, являются наличие выреза в каналообразователях под каждый хомут со стороны, обращенной к центру оболочки, наличие на внешних концах тяг резьбы с навинченными на них гайками и пропущенными с возможностью перемещения в отверстия опорных шайб, размещенных за внешней арматурной сеткой, оснащение каждого узла соединения тяг с хомутами упругой прокладкой.
Благодаря наличию этих признаков обеспечивается технический результат - равномерное обжатие цилиндрической части оболочки и возможность регулирования напряженного состояния в процессе эксплуатации за счет устройства на внешних концах тяг резьбы с гайками, опирающимися на опорные шайбы, замоноличенные в бетон за внешней ненапрягаемой арматурной сеткой, а также за счет выреза в каналообразователе, сделанного под каждый хомут и благодаря упругой прокладке из легкодеформируемого материала, закрывающего каждый узел соединения тяг с хомутами.
Предлагаемая защитная оболочка иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-3.
На фиг. 1 показан фрагмент сечения цилиндрической части защитной оболочки вертикальной плоскостью, проходящей через ее центр.
На фиг. 2 - фрагмент сечения цилиндрической части защитной оболочки горизонтальной плоскостью.
На фиг. 3 - сечение узла соединения внешнего конца тяги с хомутом плоскостью, проходящей через оси тяги.
Предлагаемая защитная оболочка реакторного отделения АЭС включает в себя цилиндрическую часть 1, ненапрягаемую арматуру, состоящую из внешней и внутренней арматурных сеток 2, кольцевые трубчатые каналообразователи 3, канаты 4, помещенные в каналообразователи 3, хомуты 5, тяги 6, гайки 7, опорные шайбы 8, упругие прокладки 9 из легкодеформируемого материала.
Предлагаемая конструкция работает следующим образом.
Концы канатов 4, помещенных в кольцевые трубчатые каналообразователи 3, соединяют между собой для образования кольца. Хомуты 5 вставляют в вырезы, проделанные в кольцевых трубчатых каналообразователях 3 для обеспечения контакта внутренней поверхности хомута 5 с канатами 4, на внешние концы тяг 6 с резьбой, помещенные в отверстия опорных шайб 8, размещенных за внешней арматурной сеткой 2, навинчивают гайки 7, на узлах соединения тяг 6 с хомутами 5 закрепляют упругие прокладки 9 из легкодеформируемого материала, жесткость которого обеспечивает восприятие давления свежеуложенной бетонной смеси без заметных деформаций.
Обжатие цилиндрической части 1 защитной оболочки реакторного отделения производят с помощью гаек 7. Нагружение выполняют синхронно в диаметрально противоположных точках защитной оболочки с разбивкой полной нагрузки на несколько ступеней. Нагрузку производят с помощью динамометрических ключей. Упругие прокладки 9 обеспечивают возможность радиального смещения узлов соединения тяг 6 с хомутами 5, возможность свободного смещения тяг 6 в радиальном направлении обеспечивает покрытие тяг 6 составом, препятствующим адгезии бетона с материалом тяг 6. При проектной нагрузке пучок канатов 4 в каналообразователе 3 сохраняет контакт только с внутренней поверхностью хомутов 5 и фактически повисает в воздухе. При полной нагрузке размеры каналообразователя 3 должны обеспечивать отсутствие контакта пучка канатов 4 со стенками каналообразователя 3.
Предлагаемое техническое решение позволяет при помощи датчиков напряжения, заложенных в бетон, свойства которого меняются с возрастом, регулировать напряженное состояние в процессе эксплуатации.