本发明涉及核电技术领域，尤其涉及一种一回路主设备承载装置。
背景技术
在核电站中，一些流行的商用陆地堆型的一回路主设备属回路型，采用较长的主管道连接，主设备支承采用各设备分体式支承，并且设计基准完全按陆地的工况来考虑。陆地环境下，一回路主设备在正常工况下长时间保持静止，仅在事故工况(如主管道破口、地震)下设备受冲击作用，受到瞬时侧向或垂向惯性力作用。因此陆地堆型主设备支承为满足释放热位移的需求，自由度较大并且侧向支承仅在事故工况短暂有效。而海洋环境载荷复杂，海洋条件存在持续周期性摇摆、倾斜条件下，各主设备在水平、垂直方向均会产生较大并且持续交变惯性载荷，其大小与设备质量成正比。同时，海洋条件还有可能受到外部冲击，也会使主设备中压力容器受到较大的惯性载荷。
陆地堆型的主设备支承侧向自由度无法全程限制，可能导致主管道受较大载荷，有破口的风险。同时陆地堆型由于在空间、载荷方面受限制较小，其支承基础采用混凝土，不仅重量大刚性也无法满足海洋平台需求。因此，现有的陆地堆型的主设备支承基础不适用海洋平台。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题在于，提供一种适用于海上平台的一回路主设备承载装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种一回路主设备承载装置，包括设置在反应堆舱底板上的支承框架、设置在反应堆舱底板上的支承筒组件、平行反应堆舱底板的支承平台以及支承环组件；
所述支承框架围绕在所述支承筒组件的外围，所述支承平台固定在所述支承框架和支承筒组件的顶部；所述支承环组件根据一回路主设备的布置分布在所述支承平台上，用于与一回路主设备的支座连接。
优选地，所述支承框架包括多根支腿、顶部支承单元以及多个加强支架；
多根所述支腿间隔分布在所述支承筒组件的外围，顶部连接所述支承平台，底部支承在反应堆舱底板上；所述顶部支承单元连接在所述支腿顶部；多个所述加强支架分别连接在相邻的两根所述支腿之间。
优选地，所述加强支架包括中心块以及多根斜杆，多根所述斜杆对应所述支腿分布在所述中心块的相对两侧，并且连接在所述中心块的侧面和所述支腿之间；
所述斜杆与其所在的中心块的侧面相垂直。
优选地，所述加强支架包括四根所述斜杆，平均分布在所述中心块的相对两侧；所述中心块每一侧的两个所述斜杆上下设置，一侧下方的所述斜杆与另一侧上方的所述斜杆位于一直线上。
优选地，所述顶部支承单元包括多根第一横梁、多根第二横梁以及多根斜梁；
多根所述第一横梁围绕所述支承筒组件依次连接在所述支腿之间，形成一个矩形框；多根所述第二横梁在矩形框内间隔分布并分别连接在相对的两根支腿之间，将所述矩形框分隔成多个依次相接的矩形小框；多根所述斜梁平均分布在多个矩形小框内，所述斜梁相对所述第一横梁和第二横梁斜向而连接在相邻的所述第一横梁和第二横梁之间。
优选地，所述支腿的顶部设有支承块，所述第一横梁和第二横梁分别连接在对应支腿的支承块侧面并抵接在所述支承块底部的凸出台阶上。
优选地，所述顶部支承单元还包括顶板；所述顶板对应所述支承块设有缺口，所述顶板通过缺口与所述支承块一一对应置入所述支腿顶部之间，覆盖并连接在所述矩形框上。
优选地，所述顶板上分布有多个垫板；所述垫板抵接在所述顶板和支承平台之间。
优选地，所述支承平台平置在所述顶部支承单元上，并通过多组螺栓组件与所述支腿固定连接。
优选地，所述螺栓组件包括螺栓主体、螺母以及调整环；所述螺栓主体垂直穿过所述支承平台并穿进所述支承块中，所述调整环套设在所述螺栓主体上并嵌设在所述支承块的凹槽内，所述螺母紧固在所述螺栓主体上。
优选地，所述支承筒组件包括支承压力容器的第一支承筒、两个用于支承蒸汽发生器的第二支承筒，两个所述第二支承筒设置在所述第一支承筒的相对两侧。
优选地，所述支承环组件包括与压力容器的支座连接的第一支承环、两个与蒸汽发生器的支座连接的第二支承环、以及至少一个与主泵支座连接的第三支承环；
所述第一支承环对应所述第一支承筒设置在所述支承平台上，两个所述第二支承环对应所述第二支承筒分布在所述第一支承环的相对两侧，所述第三支承环分布在所述第一支承环的另外至少一侧。
优选地，所述一回路主设备承载装置还包括至少一个定位销；所述定位销垂直设置在所述支承平台上，用于引导和定位所述支承筒组件和支承环组件之间同轴线设置。
优选地，所述定位销的下部为圆柱体，上部为圆锥体。
本发明的一回路主设备承载装置，可作为紧凑布置小型反应堆一回路主设备的整体支承基础，具有高刚性及重型承载能力，在海洋条件及外部冲击工况下，为大跨距、高悬空的主设备提供具有高刚度支承基础，限制各主设备不利于短套管受力的相对位移，满足海洋平台需求。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明一实施例的一回路主设备承载装置的结构示意图；
图2是图1所示装置去除支承平台后的结构示意图；
图3是图1所示装置的仰视图；
图4是图1所示装置中螺栓组件在支承平台上的配合结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明一实施例的一回路主设备承载装置，用于海洋平台中反应堆一回路主设备的承载。该承载装置可包括支承框架10、支承筒组件20、支承平台30以及支承环组件40。其中，支承框架10和支承筒组件20均设置在反应堆舱的底板上，支承筒组件20位于支承框架10的内部，使得支承框架10围绕在支承筒组件20的外围。支承平台30平行反应堆舱的底板，固定在支承框架10和支承筒组件20的顶部。支承环组件40根据一回路主设备的布置分布在支承平台30上，用于与一回路主设备的支座连接。
结合图1、图2，支承框架10包括多根支腿11、顶部支承单元12以及多个加强支架13。多根支腿11间隔分布在支承筒组件20的外围，可形成一个包围支承筒组件20的环圈。支腿11垂直立置在反应堆舱的底板上，底部支承在反应堆舱底板上，底部可通过增大面积设置提高稳固性；支腿11的顶部连接支承平台30，从而整体支承在支承平台30和反应堆舱底板之间。顶部支承单元12连接在支腿11顶部。多个加强支架13分别连接在相邻的两根支腿11之间，提高支承框架10的结构强度。
支腿11采用高强度的型钢制成，横截面可为工字型或空心矩形，在保持较低重量的同时具有较高的刚度，用于传递垂向载荷、部分侧向载荷及弯矩。加强支架13连接在相邻的两根支腿11之间，增加支承框架10的刚度，使其不变形，防止失稳。
多根支腿11和多个加强支架13的相互配合，形成一个桁架结构，顶部支承单元12则固定在该桁架结构的顶部，形成一个支承框架10，增强一回路主设备承载装置整体支承刚性，减小大跨距下的挠曲变形，形成大尺寸空间载荷传递的路径。
其中，加强支架13可包括中心块131以及多根斜杆132，多根斜杆132对应支腿11分布在中心块131的相对两侧，并且连接在中心块131的侧面和支腿11之间。斜杆132相对支腿11倾斜，焊接在中心块131和支腿11之间，并且斜杆132与其所在的中心块131的侧面相垂直，使得斜杆132受力为轴向正应力，避免斜杆132受剪切力弯曲变形，增强支承框架10的可靠性。
本实施例中，加强支架13包括四根斜杆132，平均分布在中心块131的相对两侧。中心块131每一侧的两个斜杆132上下设置，一侧下方的斜杆132与另一侧上方的斜杆132位于一直线上。
如图2、3所示，顶部支承单元12可包括多根第一横梁121、多根第二横梁121以及多根斜梁123。多根第一横梁121围绕支承筒组件20依次连接在支腿11之间，对应多根支腿11在支承筒组件20外围的矩形分布，多根第一横梁121相接也形成一个矩形框。多根第二横梁122在矩形框内间隔分布，分别连接在相对的两根支腿11之间，将矩形框分隔成多个依次相接的矩形小框；矩形小框的小相对矩形框而言，矩形框相对矩形小框为矩形大框。
多根斜梁123平均分布在多个矩形小框内，斜梁123相对第一横梁121和第二横梁122斜向而连接在相邻的第一横梁121和第二横梁122之间，加强顶部支承单元12的结构强度，具有很高的轴向刚度、抗剪切刚度以及抗扭刚度。矩形小框的分布位置对应主设备，实现主设备支座支点刚度提高以及载荷的传递。
为方便顶部支承单元12的焊接固定，支腿11的顶部设有支承块14。第一横梁121和第二横梁121分别连接在对应支腿11的支承块14侧面并抵接在支承块14底部的凸出台阶141上。支腿11顶部支承块14的设置还用于支承平台30在支承框架10上的固定。
此外，顶部支承单元12还可包括顶板124。顶板124对应支承块14设有缺口，顶板124通过缺口与支承块14一一对应置入支腿11顶部之间，覆盖并连接在第一横梁121形成的矩形框上。
支承平台30平置在顶部支承单元12上。支腿11上支承块14的顶部可凸出顶板124，与支承平台30直接接触并对其进行支承。为增大顶部支承单元12与支承平台30的接触面积，顶板124上分布有多个垫板125，抵接在顶板124和支承平台30之间。
垫板125根据调平后支承平台30与顶部支承单元12的间距实配，增加支承平台30与支承框架10的接触面积，减小承载点应力。
支承平台30通过多组螺栓组件50与支腿11固定连接，从而固定在支承框架10上。螺栓组件50穿设紧固在支承平台30和支腿11顶部的支承块14上，螺栓组件50的上部露出在支承平台30的表面上，方便拆装，还便于对支承平台30进行调平。
如图1、4所示，螺栓组件50可包括螺栓主体51、螺母52以及调整环53，螺栓主体51垂直穿过支承平台30并穿进支承块14中，调整环53套设在螺栓主体51上并嵌设在支承块14的凹槽(未图示)内，螺母52套设在螺栓主体51上起紧固作用。调整环53厚度根据现场尺寸配做，根据厚度选择或多个调整环53同时使用可调支承平台30水平度。螺母52外周可设有锯齿结构，可使用螺栓拉伸机预紧。
支承筒组件20包括多个支承筒，每一个支承筒采用钢板制成；支承筒的数量和布置位置可根据实际一回路主设备的布置变化。在一回路中，主设备包括一个压力容器、两个蒸汽发生器以及至少一个主泵；通常，两个蒸汽发生器设置在压力容器的相对两侧。对应地，本发明中，如图1、2所示，支承筒组件20包括支承压力容器的第一支承筒21、两个用于支承蒸汽发生器的第二支承筒22，两个第二支承筒22设置在第一支承筒21的相对两侧。两个第二支承筒22和第一支承筒21的中心点在一直线上。
第一支承筒21和第二支承筒22的顶部与支承平台30焊接在一起，底部焊接在反应堆舱底板上，内部形成封闭的腔体，不仅承载部分主设备载荷，减小大跨距支承平台30受中载荷时的挠曲，同时也可隔离主设备与外部水池(抑压水池)，保持支承筒的封闭和干燥。
此外，对应一个压力容器和两个蒸汽发生器，顶部支承单元12具有三个矩形小框，分别对应在第一支承筒21和第二支承筒22的外围。
支承平台30为本发明的一回路主设备承载装置中的主体，提供垂直承载基础的同时具有较大的水平刚度。主设备对应支承筒组件20安装在支承平台30上。
支承环组件40包括与压力容器的支座连接的第一支承环41、两个与蒸汽发生器的支座连接的第二支承环42、以及至少一个与主泵支座连接的第三支承环43。第一支承环41对应第一支承筒21设置在支承平台30上(主要是支承平台30背向支承框架10的表面)，该第一支承环41位于第一支承筒21的外周；两个第二支承环42对应第二支承筒22分布在第一支承环41的相对两侧，分别位于两个第二支承筒22的外周；第三支承环43分布在第一支承环41的另外至少一侧，位于第一支承环41和第二支承环42之间。
第一支承环41、第二支承环42以及第三支承环43均为具有一定轴向厚度的刚性圆环，底部通过全焊透焊接在支承平台30上，顶部用于主设备支座的连接，有效增强轴向刚度和承载能力。第一支承环41、第二支承环42以及第三支承环43可连接为一体，形成一个整体增强水平刚度，有效地限制各主设备在事故工况下的相对位移。
根据堆型设备布置主设备的相对位置不同，第一支承环41、第二支承环42以及第三支承环43的数量及位置关系也随之变化。
进一步地，本发明的一回路主设备承载装置还包括至少一个定位销60。定位销60垂直设置在支承平台30上，用于引导和定位支承筒组件20和支承环组件40之间同轴线设置，即起保证导向并定位支承筒组件20和支承环组件40同轴线的作用。优选地，定位销60的下部为圆柱体，上部为圆锥体，整体凸出在支承平台30背向支承框架10的表面上。
本实施例中，如图1所示，定位销60设有两个，分布在支承环组件40的相对两侧，两个定位销60的连线穿过第一支承环41的中心点(圆心)。
综上，本发明的一回路主设备承载装置实现主设备的紧凑布置，一回路主设备承载装置的6个自由度完全定位，具备承载重型设备或系统的能力，可为有效地限制一回路各主设备的相对位移提供保障。在主设备与反应堆舱承载点在水平方向大跨距和垂直方向高悬空的条件下，提供支承基础并实现垂直载荷和水平载荷的传递，具有较好的抗冲击性能，可抵抗海洋平台持续交变力以及外部巨大冲击，适用于海洋工况。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。