结块式u型弯曲管支承装置的制作方法

专利名称：结块式u型弯曲管支承装置的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及热交换管支承装置领域，具体地说，涉及一种新型有效的U 型弯曲管支承系统，用于抵抗流致振动将U型水管定位并约束在核蒸汽发生器中。
背景技术：
在压水核电站中，作为大型热交换器的蒸汽发生器将所产生的热通过在反应堆 堆芯中的核反应，从初级冷却水传送到驱动蒸汽涡轮机的次级冷却水。当加压初级 冷却水时，使得初级冷却水在反应堆堆芯中被加热到稍沸腾或不沸腾。例如，在轻 水反应堆中，初级冷却水在反应堆堆芯中被加压到约2250 psia，并加热到约600 。F。初级冷却水从反应堆流到蒸汽发生器，在这里将热量传送到次级冷却水。在U 型管或循环蒸汽发生器中，初级冷却水到达蒸汽发生器的底部，流过具有倒置U 形状的管子，将热传送到次级冷却水，随后在蒸汽发生器的底部退出。次级冷却水 只被加压到低于初级一侧的压力，并在其沿着管外侧流动时沸腾，由此产生需要驱 动涡轮机的蒸汽。核蒸汽发生器必须能够处理大量的处于高流速的两相次级冷却 水，因此是大型结构的。例如， 一台U型管核蒸汽发生器可能重达450吨以上， 直径超过12英尺，总长度大于70英尺。它也包含9000个或更多的长的小直径薄 壁U型管。关于核蒸汽发生器特性的概要描述，读者请参见如下著作的第46、 48 和50页Stream/Its Generation and Use (蒸汽/其发生与使用)，第41版，美国俄 亥俄州巴伯顿市巴布考克及威尔考克斯公司(Babcock & WilcoxCompany， Barberton， Ohio, USA)， 2005，该书的文本在此以参见的方式引入，就好像在 此完全阐述的一样。
核蒸汽发生器需要管子约束或支承装置，来抵抗流致振动力，定位并约束管子。 在核蒸汽发生器的U型区域中，大流量的蒸汽和水混合物在与单个U型弯曲管轴 线正交的方向上，向上穿过管子阵列。该大流量两相流能够通过由流动施加的湍流 和其它流力，引起U型弯曲管的激励。结果，管子趋向于相对U型弯曲面在出平 面和平面内方向上振动。该约束功能通常由扁平的U型弯曲支承杆提供。虽然该
扁平杆在U型出平面方向上提供正约束，它们在平面内方向上只通过摩擦提供约 束。
如图1所示并在图2中更详细地示出的一种已知类型的核蒸汽发生器U型弯 曲支承组件，由巴布考克及威尔考克斯加拿大有限公司(Babcock& Wilcox Canada Ltd.)制造。图1示出具有被称为管束的多个U型弯曲管102的核蒸汽发生器80， 这些U型弯曲管在其末端固定在重型管板90上。U型弯曲管102以层或列的形式 设置。各层或列加入一组半径连续变大的管子，这些管子从最内部的管子到最外部 的管子套在一起，以在特定平面中产生管层或列。这些管子还以行的形式设置，各 行包含所有特定U型弯曲半径的管子。为了说明，图1只显示有限数量的U型弯 曲管102，图2只显示中心U型弯曲层的最外部的管子。U型弯曲管102的直腿部 分通过如图1所示的垂直间隔分离的管子支承板120，支承在多个位置上。
管子102的U型弯曲部分103延伸横跨最外部的管子支承格(或盘)124，并 扫过180度弧线。U型弯曲管102的相对较长的U型弯曲区域103需要支承装置， 来将它们保持就位，并由于很大流量的两相蒸汽/水混合物的向上流动，来抵抗流 致振动(FIV)激励进行约束。
如图1所示，更详细地如图2所示，U型弯曲管102通过包括多个U型弯曲 支承杆阵列180的U型弯曲支承组件100,被定位并约束在U型弯曲管102的U 型弯曲区域103中。各个U型弯曲支承杆阵列180由扁平U型弯曲支承杆160组 成，该U型弯曲支承杆以组的形式定位在蒸汽发生器的U型弯曲区域内的管子层 之间。
如图2所示，扁平U型弯曲支承杆160从U型弯曲区域的中心展开，使得单 个杆组装配入U型弯曲支承杆阵列180中或"扇形"杆阵列中，在该"扇形"杆 阵列中，单根杆的内端通过机械或焊接点190互连到收集器杆114上。U型弯曲支 承杆阵列180称为"半扇形"阵列，因为收集器杆114只覆盖在特定平面中的管子 的U型弯曲区域的一半(即，冷管段或热管段)。
各个U型弯曲支承杆阵列180加入4到12个扁平U型支承杆160。 U型弯曲 扁平支承杆160被如此定位，使得可以在沿着阵列中各个U型弯曲管的弧线的特 定点向U型弯曲管102提供支承。扁平U型弯曲支承杆160的角距取决于U型弯 曲尺寸和流动条件；扁平U型弯曲支承杆160被定位来将未支承的管子长度最小 化。单个扁平U型弯曲支承杆160通常由不锈钢制成，宽约1〃到1.5"，厚0.1〃到 0.2"。 U型弯曲支承组件100可以加入约100到约200之间的扇形U型弯曲支承杆阵列180， 一个该阵列位于U型弯曲管的各个平面之间。
扁平U型弯曲支承杆160的外端被拱形杆支承结构所收集、约束和支承，该 拱形杆支承结构在出平面方向上延伸，垂直于U型弯曲管102的列或层。各个拱 形杆支承结构由拱形杆170和夹杆175构成。各个拱形杆170是单个连续件。夹杆 175被分割，并将J形片176和扁平U型弯曲支承杆160的上部末端粘贴到拱形杆 170上。各个拱形杆支承结构对U型弯曲支承杆阵列180的扁平U型弯曲支承杆 160进行定位，承载杆的重量并通过J形片176将U型弯曲支承组件180的重量重 新分配到垂直U型弯曲管上。水平设置在拱形杆170上方并在选定位置互连拱形 杆支承装置的系管150将扇形杆阵列约束在U型弯曲区域上的位置上。
U型弯曲支承杆阵列180对U型弯曲管102的平面进行空间定位，最重要的 是，抵抗流致振动对单个U型弯曲管进行约束。抵抗出平面运动的约束由扁平U 型弯曲支承杆160的物理存在提供，该U型弯曲支承杆紧靠U型弯曲管102。有 意地使杆到管之间的间隔很小，单个的杆到管的直径间隔从约0变化到O.OIO"或更 多。具有小的杆到管间隔的扁平U型弯曲杆160，由此防止在出平面方向140上的 管子的大量运动。在平面内方向130上，U型弯曲管102并未被正约束，而是完全 取决于U型弯曲管102和扁平U型弯曲支承杆160之间的摩擦来约束并消除在其 平面内方向上管子的流致运动。根据设计细节和流动条件，提供平面内约束的摩擦 效果在提供有效的平面内约束上可能并不完全足够。
转让给本发明受让人的美国专利No. 6,772,832，公开了一种改进翻新的管子支 承结构，该管子支承结构具有位于杆对角相对表面上的凹窝列。

发明内容
本发明设计一种改进的U型弯曲管支承系统，特别适用于U型管核蒸汽发生 器的U型弯曲区域。该系统包括具有在管子平面的出平面方向上凸出的结块的独 特支承杆阵列。该系统也包括用于间隔阵列的组件、防止阵列张开的系杆、以及支 承最外部的管层的鞍形杆组件。
本发明的系统对U型弯曲管的U型弯曲区域进行定位，并在平面内方向和出 平面方向上提供正约束。有利的是，本系统是自支承的，不需要附加的结构或外部 约束，并且提供用于维护和修理的改进进入方式。
因此，本发明的一个方面涉及一种支承杆，用于在核蒸汽发生器中支承U型 管的U型弯曲区域，该支承杆具有细长的本体组成，该本体具有多个从本体的至 少一侧在出平面方向上凸出的结块。
本发明的另一个方面涉及一种结块式支承杆阵列，用于支承核蒸汽发生器中U
型管的U型弯曲区域。结块式支承杆阵列包括多个扁平细长杆、以及多个结块式 支承杆。每个结块式杆是细长本体，该细长本体具有多个从本体的至少一侧在出平 面方向上凸出的结块。该结块式杆可以包括一体间隔块。
本发明的另一个方面涉及一种支承杆组件，用于在核蒸汽发生器中支承U型
管的u型弯曲区域。该组件包括多个具有设置在u型管相邻层之间的结块式杆阵
列的结块式支承杆阵列。该结块式支承杆阵列包括多个扁平细长杆、多个结块式支 承杆、通常扁平细长的连接杆，该连接杆连接到多个扁平细长杆的内端上，并直接 或间接地连接到多个扁平支承杆的内端上。连接杆延伸横跨相关管层的热管段和冷 管段。每个结块式杆是具有多个结块的细长本体，该结块从至少一侧在出平面方向
上凸出。每个结块具有基本矩形的纵向剖面和基本平行于u型管内弧面和外弧面
的管子接触面。该组件还包括用于在出平面方向上间隔外部杆末端的间隔块或间隔 夹、用于在平面内方向上间隔每个结块式支承杆阵列的拱型系杆。每个系杆平行于
相关管层的最外部管子的外弧面进行间隔，并具有约为u型管剖面半径两倍的出 平面厚度。
表征本发明的多个新特性，通过附加到本说明书并形成本说明书一部分的权利 要求中的特性指出。为了更好地理解本发明，以及通过其使用所获得的操作优点， 参见形成本说明一部分的附图和描述性内容，其中对本发明的较佳实施例进行了说 明。


在的附图中，形成本说明书的一部分，并且其中在附图中示出的参考标记贯穿
全文相同地指出同样或相应部件
图1是具有U型弯曲热交换管的核蒸汽发生器的示意图2是一种已知的U型弯曲支承组件的局部剖视透视图3是本发明的改进U型弯曲管支承系统的剖视正视图4是根据第一实施例，本发明中所使用的结块式支承杆的局部透视图5A是根据第二实施例，本发明中所使用的结块式支承杆的局部透视图5B是结块式支承杆延伸结构的局部透视图6A是适用于本发明的间隔组件的局部剖视正视图6B是适用于本发明的间隔组件的局部透视图； 图6C是适用于本发明的间隔组件和系杆设置的局部透视图； 图6D是适用于本发明的间隔组件和系杆设置的局部剖视图； 图6E是夹具组件和系杆设置的局部剖视图7是根据第二实施例，显示本发明的改进U型弯曲管支承杆阵列元件的剖 视正视图8是根据第二实施例，本发明的U型弯曲管支承杆阵列的剖视正视图； 图9A是适用于在本发明中使用的间隔夹连接器的局部透视图； 图9B是适用于在本发明中使用的间隔夹连接器的剖视图； 图9C是间隔夹和梯型部件的剖视图IO是适用于在本发明中使用的鞍形杆组件的透视图11是沿着图3中线11-11所取得的鞍形杆组件的剖视图12是根据本发明，改进的U型弯曲支承组件的局部透视图。
具体实施例方式
根据附图，在该附图中参考标记被用来指示相同或功能相似的元件，图3和图 4描述本发明的用于U型管核蒸汽发生器中的改进U型弯曲支承组件200，该U 型弯曲管核蒸汽发生器加入设置在结块式扇形杆阵列280中的结块式扇形杆210。
结块式扇形杆阵列280是结块式扇形杆210和从收集器杆214向上延长的扁平 细长杆260的焊接阵列。
各个结块式扇形杆210是具有多个"结块"212的细长本体，该结块从结块式 扇形杆210的扁平表面或侧面240凸出，并且具有基本矩形纵向剖面。结块212 可以被机械加工或以其它方式建立在结块式扇形杆210的表面240上，最低到达结 块初始半径276，该初始半径通常是最大管子曲率半径的30%。结块式扇形杆210 的反面250、对面240通常是扁平的，但也可以具有结块。
结块212通常填充连续管子之间的半径间隔(例如，在特定管列203内的管子 202、 204、 206)，预留有组件间隙。结块212在出平面方向上(垂直于扁平表面 250)凸出一定距离，该距离大于在相邻管列203中的管子的剖面半径217。管子 的接触面230、 231因此垂直于U型弯曲平面内方向(由诸如管列203的管列来限 定)。管子接触面230、 231——较佳地分别为凸起和扁平的或凹形的——分别相对 于管子的内弧面和外弧面平行(但被松弛来避免管子被扣在结块角落中)。
结块式扇形杆210较佳地以相对的成对的形式设置，并相对于例如管列203 的管列或管层的管子U型弯曲区域的曲率中心219，该结块式扇形杆具有径向定 向。
如图3所示，扁平扇形杆260的内端被焊接到收集器杆214，该收集器杆通常 水平横跨扇形杆260的内端延伸。结块式扇形杆210的内端同样地通过焊接直接或 间接地固定到收集器杆214上。杆210、 214和260以偶数数量的杆的形式设置， 通常总共从约4到约12根杆。收集器杆214较佳地由两根焊接在一起的细长扁平 杆构成。结块式扇形杆阵列280的收集器杆214延伸横跨整个管层或管列203的所 有管子，S卩，从最外部的热管段管到最外部的冷管段管，使得结块式扇形杆阵列 280是覆盖在特定列203中的管子的整个U型弯曲区域的全扇形杆阵列。
在使用的地方，结块212抵抗流致振动激励提供平面内管子约束。用于具有结 块212的结块扇形杆210的结块覆盖范围从特定管层的最外部管子202的外表面向 下延伸到在一些结块初始半径206的管子。选择结块初始半径206来向最小可能直 径提供平面内约束覆盖范围，并不由于平面内的结块导致的约束而遭受过度的管子 应力，该结块导致的约束与在特定管层内的有差别的管子到管子运动有关。各个结 块式扇形杆210的结块212较佳地延伸横跨一定范围，该范围从刚好超过管列或管 层最外部管子(例如，管子202)向下到结块初始半径(例如，管子206)，覆盖大 约外部70%的最大管束半径，S卩，在U型弯曲区域中的最大管子曲率半径。
根据图6A到图6E，扇形杆210、 260的外端218、 268较佳地被互连，并通 过间隔块组件400系统在出平面方向上被间隔，该间隔块组件由间隔块405、螺栓 402、定位销430、螺母404和螺母锁定结构组成。收集器杆214较佳地不具有间 隔组件400。
间隔块组件400包括间隔块405，该间隔块具有较佳地精确等于管子出平面间 距——即，相邻管子平面209之间的距离——的厚度。螺栓402互连间隔块405。 扇形杆210、 260的尖端或末端218、 268被定位在各个间隔块405背面的槽407 内，并且与螺栓402配合，该螺栓穿过靠近杆末端218、268的一个或多个钻孔215、 216，并穿过在相邻间隔块405中的定位孔415、 416。
如图6A所示，间隔块405在位于扇形杆末端218、 268的管束顶部上方，形 成多个组合式拱形组件270。
间隔块组件400较佳地被设计来使得可以进行改进的底部到顶部(管束和U 型弯曲平面水平方向)的组件工艺，5卩，间隔块405具有相似形状和完全相同方向(并且不相对中心平面对称)。
在替代性实施例中，如图5A、图7和图8所示，梯型块结块式杆710可以替 代结块式扇形杆阵列280的结块式扇形杆210和间隔块405的组合使用，来形成结 块式梯型块扇形杆阵列780。
.梯型块结块式杆710具有扁平扇形杆760，并且与间隔块405相似，在其背面 具有槽或通道707来与扁平扇形杆760配合。确定槽707的尺寸使得块组件的堆叠 组合是块到块式的；即，扇形杆760在槽707中具有微小间隙来确保堆叠是块到块 式，而不是块到杆到块式的。结块式梯型块710的块部分较佳地具有间隔块405 的所有结构，包括一个或两个螺栓孔715、 716、螺栓定位销孔730等。
结块式梯型块710在梯型轨道740上具有结块712，梯型轨道与U型管203 的U型弯曲区域配合。如图7所示，结块式梯型块710较佳地定位在径向定向的 扁平扇形杆760对的外端上，使得可以将U型管配合到U型弯曲区域203中。规 则的间隔块405较佳地使用在其它非结块式杆位置260上。装配中，在对管子203、 结块式梯型块710和间隔块405进行定位后，用于该管列的扇形杆阵列780随后被 放置到管203、结块式梯型块710和间隔块405的顶部。
在结块式梯型块杆710替代结块式杆210使用的地方，结块覆盖范围的内部范 围由结块式梯型块710的梯型轨道740的长度限定。这使得管子被遗留在位于结块 初始半径206和结块式梯型块70的内端之间的区域中，而无平面内约束。如图8 所示，平面内约束通过结块式梯型延伸结构770而提供到该区域。由此结块式梯型 块710和结块式梯型延伸结构770提供沿着理想长度的结块覆盖范围。
结块式梯型延伸结构770，如图5B所示，由两条合适长度的梯型轨道741组 成，并在各个管间间隔中沿着梯型轨道的长度上具有横向结块712，该横向结块至 少位于一侧，与如图5A所示的结块式梯型块710的梯型部分的轨道740和结块712 的细节相似。
较佳地设置用于特定管层的梯型长度，使得从结块式梯型块710或一个或多个 结块式梯型延伸结构770上向下到达结块初始半径206，各个管列内的所有管内空 间具有结块712。
现在根据图5B和图8，结块式梯型延伸结构770定位在相关扇形杆760上， 该扇形杆具有与相应的管子配合的结块712。结块式梯型延伸结构770较佳地但并 非一定地彼此固定、固定到结块式梯型块710上，或固定到任何其它物体上。它们 通过与其相关扇形杆和管子的配合被完全定位，并且没有紧固件。由此，任何梯型
物导致的管到管的相互作用处于特定的结块式梯型延伸结构770的范围内。
通常定位用于梯型延伸结构770的轨道741和梯型块710的轨道740的下部末 端717来避免在轨道上管子接触线重合，由此限定在轨道角落的磨损。较佳地定位 梯型延伸结构的轨道741的上部末端718，使得可以在对应轨道末端之间存在微小 间隙719，这样使得梯型块710和梯型延伸结构770保持未连接并互相独立。
如图7和图8所示，结块式梯型块扇形杆阵列780是具有多个扁平扇形杆260、 760的全扇形杆阵列。由于梯型块710和梯型延伸结构770与阵列分离，结块式梯 型块扇形杆阵列780是扁平的，并且无任何出平面的结构。
如权利要求9A到9C所示，可以将间隔夹末端连接器805，作为间隔块组件 400的间隔块405和螺栓402设置的替代物进行使用。间隔夹805具有第一槽807 来配合在其靠近管层203的平面中的第一扇形杆860。间隔夹805通过"夹架"或 其它夹持装置804被固定到扇形杆860上，该夹持装置与靠近杆末端的孔或凹槽配 合，并防止间隔夹805沿着杆860纵向滑动。
间隔夹805也具有第二槽808来配合相邻平面中的扇形杆861。杆861在其槽 808中纵向自由滑动。
如图9B所示，间隔夹805安装在各个扇形杆210、 260的末端，使得可以横 跨在各个扇形杆位置上的U型弯曲组件建立组合式拱形装置870，这与由间隔块 405组成的组合式拱形组件270相似。
扇形和U型弯曲层通过间隔夹805的误差控制，相对于其相邻被精确地间隔。 然而，扇形和管子层彼此横跨地自由滑动，使得U型管束自由摆动，而无层到层 间的约束(可以以杆末端的夹钳形式出现)。该约束可以导致在扇形杆等中的更大 的力和应力。随同间隔夹805，U型弯曲/扇形层的运动通过扇形杆调整并变得缓和， 但并未刚性约束。对于被夹的设置，所致摆动运动变得更大，但避免了由于刚性约 束的局部应力。
现在根据图9C，显示了间隔夹805的替代物。梯型夹880包括与间隔夹805 相似的夹子部分881，以及与梯型块710的梯型部分731相似的梯型部分882。
现在根据图6E，其中使用了间隔夹805，系杆220通过位于系杆220上的凸 出物224连接到间隔夹805，该凸出物224与夹子上的凹槽412以与将系杆220和 间隔块405配合相似的方式配合。
现在根据图3、图6A到图6E、图7、图8、图9B、图11、图12，系杆220 较佳地被用来将结块式扇形杆阵列280、 780定位到平面内方向上，并保持扇形杆，
例如210、 260和760不张开(即，来保持结块式扇形杆阵列280和780不在管子 轴线的方向上展开，并且不在U型弯曲结构的两侧滑下)。
如图6A到6E所示，系杆220是设置在相关管层或管列203平面内的拱形杆， 该管层或管列靠近最外部的U型弯曲管202的外弧面，并平行于该外弧面被间隔。 系杆220较佳地具有与管子直径相同的出平面厚度222(即，两倍管子剖面半径217 的长度，如图4所示)，并且完全位于相关管列或管层203的平面内。通过该方法， 对于将来可能在该技术领域维护工作时进入管束之间，系杆220是完全可透过的。
如图6C到图6E所示，具有凸出物224的系杆轮廓与间隔块405、 805 (或替 代性地结块式梯型块710的凸出物711)中的凹槽411、 412配合，并且被约束在 连续扇形杆之间，例如，结块式扇形杆210和相邻的结块式扇形杆211之间，或扇 形杆260和相邻的扇形杆261之间，使得不需要紧固件来将系杆220保持就位或来 执行其功能。
较佳地可能需要五到八对跨越U型弯曲支承组件200分布的系杆220。
图10和图11显示位于管束外部边缘的外部扇形杆阵列380、由具有小弯曲曲 率半径的U型管组成的相邻U型管层。外部扇形杆阵列380因此不被约束在管层 之间，并且必须被间隔并连接到其它扇形杆阵列，例如，管束内的扇形杆阵列280、 780。在本发明中，这通过使用鞍形杆组件300实现，该鞍形杆组件位于一个、两 个或三个管束的管层上，以正确的定位最外部的扇形杆阵列380。
鞍形杆组件300由用扁平扇形杆360制作的扇形杆阵列380(四个显示在图10 中)，和间隔片305组成，该间隔片被设置使得鞍形杆组件300可以放置在最外部 的U型管303的相应U型弯曲区域上，并在所有的管接触位置提供正确控制的支 承间隙。扇形阵列380通常通过间隔片305上的焊接连接。
鞍形杆阵列300的最内部扇形杆阵列381通过螺栓或其它连接装置被连接到U 型弯曲组件的剩余部分，该螺栓穿过扇形杆螺栓孔306，并将最内部扇形杆阵列381 连接到相邻的扇形杆阵列280或结块式梯型块阵列780上。鞍形杆阵列300的重量 由此被传送到具有结块212的相邻阵列280、 780上，由此将鞍形杆组件300的重 量借助穿过螺栓孔306的螺栓308，传送到支承结块式扇形杆阵列280、 780的管 列上。
图12是U型弯曲支承组件200的局部透视图，其中出于清楚的目的只有被选 定的U型管和结块式扇形杆阵列得到显示。支承组件200由鞍形杆组件300、系杆 220、扇形杆组件280或结块式梯型块阵列780，以及具有间隔块405的间隔块组
件400组成。
现在根据图12，间隔块305，以及结块式梯型块710、 780形成横跨管束顶部 的多个组合式拱形组件270,位于例如218、 268、 768的扇形杆末端的位置上。位 于相关管平面或层中的系杆220，依次互连并控制组合式拱形组件270和扇形杆末 端218、 268、 768的位置。
U型弯曲支承组件200对穿过结块式支承杆阵列280、 780的结块212的管层 是自支承的，并且在平面内方向上通过系杆220间隔，在出平面方向上通过间隔块 405、间隔夹805或梯型块710间隔。无需附加外部U型弯曲支承结构。
单个管子和扇形杆层可以选择性地相对于彼此滑动，使得U型管和支承组件 200作为整体由于地震或装载作用(包括管束水平朝向的情况)可以出平面地自由 摆动，而且没有由于刚性局部约束的过度应力。选择性的自由摆动条件可以通过在 螺栓402 (图6B)上限定张力，或通过间隔夹805或梯型夹881的使用达到。
U型弯曲支承组件200 (图3)较佳地使用在核U型管蒸汽发生器中，其中在 所有管列203中的所有U型管具有相同的曲率中心219，并且因此具有相同的切点 仰角213。该蒸汽发生器没有横跨管，并且也没有U型管间距扩大且曲率中心垂直 偏移的管层。
当显示和描述特殊实施例和/或本发明的细节来说明本发明原则的应用，当然 本发明可以由于权利要求中更充分的描述而被具体化，或者不偏离这些原则，如本 技术领域中的那些熟练人员所知(包括任何以及所有的等同物)。
权利要求
1.一种用于支承核蒸汽发生器中U型管的U型弯曲区域的支承杆，所述U型管具有预定的剖面半径，每个U型弯曲管具有内弧面和外弧面，所述U型管设置成平行的管层，每个管层从最内部的管子延伸到最外部的管子，并且确定平面内方向和出平面方向，所述支承杆包括细长的本体，所述本体具有内端和外端、第一和第二侧面，以及从所述第一侧面在所述出平面方向上凸出的多个结块。
2. 如权利要求1所述的支承杆，其特征在于，所述结块在所述出平面方向上 凸出大于所述U型管的所述剖面半径的距离。
3. 如权利要求1所述的支承杆，其特征在于，每个结块具有基本矩形的剖面。
4. 如权利要求1所述的支承杆，其特征在于，每个结块具有凸起的管子接触 表面。
5. 如权利要求1所述的支承杆，其特征在于，每个结块具有基本平行于相邻 U型管的所述内弧面和所述外弧面中的一个的管子接触表面。
6. 如权利要求1所述的支承杆，其特征在于，还包括从所述细长本体的内端 纵向延伸的槽。
7. 如权利要求6所述的支承杆，其特征在于，还包括可滑动地设置在所述槽 内的扁平杆。
8. 如权利要求6所述的支承杆，其特征在于，还包括用于对所述杆进行间隔 的一体式装置。
9. 如权利要求8所述的支承杆，其特征在于，用于间隔所述杆的所述一体式 装置包括间隔块，所述间隔块具有穿过其中的至少一个孔、以及用于在其中容纳扁 平杆的槽。
10. —种支承杆阵列，用于支承核蒸汽发生器中的U型管的U型弯曲区域， 所述U型管具有预定的剖面半径，每个U型管具有内弧面、外弧面和U型管曲率 半径，所述U型管具有确定最大管束半径的最大曲率半径，所述U型管设置成平 行的管层且使支承杆阵列与每个管层相关联，每个管层的所述U型弯曲区域围绕 曲率中心从最内部管子径向延伸到最外部管子，还确定平面内方向和出平面方向， 所述支承杆阵列包括多个第一扁平细长杆，每个所述第一扁平细长杆具有外端和内端；以及多个结块式杆，每个结块式杆包括细长本体和多个结块，所述细长本体具有外 端、连接到所述多个第一扁平杆中的一个杆的内端、第一和第二平的侧面，并且所 述结块从所述第一侧面在所述出平面方向上凸出。
11. 如权利要求IO所述的支承杆阵列，其特征在于，所述结块在所述出平面方向上凸出大于所述u型管的所述剖面半径的距离。
12. 如权利要求IO所述的支承杆阵列，其特征在于，每个结块具有基本矩 形的剖面。
13. 如权利要求IO所述的支承杆阵列，其特征在于，每个结块具有凸出的 管子接触表面。
14. 如权利要求IO所述的支承杆阵列，其特征在于，每个结块具有基本平 行于相邻U型管的所述内弧面和所述外弧面中的一个的管子接触表面。
15. 如权利要求IO所述的支承杆阵列，其特征在于，还包括基本扁平的细 长杆，所述细长杆连接到所述多个第一扁平杆的所述内端，并延伸横跨整个相关管 层。
16. 如权利要求15所述的支承杆阵列，其特征在于，所述基本扁平的细长 杆还连接到所述结块式杆的所述内端上。
17. 如权利要求15所述的支承杆阵列，其特征在于，所述基本扁平的细长 杆由一对焊接在一起的扁平细长杆组成。
18. 如权利要求IO所述的支承杆阵列，其特征在于，所述多个结块式杆在 相关管层的所述平面内方向上，从邻近所述最外部管子的位置朝向所述曲率中心径 向延伸。
19. 如权利要求IO所述的支承杆阵列，其特征在于，所述多个结块在相关 管层内从邻近所述最外部管子的位置延伸到邻近具有约等于最大管束半径30%的 曲率半径的U型管的位置。
20. 如权利要求IO所述的支承杆阵列，其特征在于，每个所述结块式杆具 有从所述细长本体的内端纵向延伸的槽。
21. 如权利要求IO所述的支承杆阵列，其特征在于，每个所述结块式杆还 包括扁平杆，所述扁平杆设置在从所述细长本体的内端纵向延伸的槽内。
22. 如权利要求IO所述的支承杆阵列，其特征在于，还包括连接到所述第 一扁平杆外端的第一间隔装置、连接到所述结块式杆外端的第二间隔装置，用于在 所述出平面方向上间隔所述支承杆阵列。
23. 如权利要求22所述的支承杆阵列，其特征在于，所述第一和第二间隔 装置具有等于相邻管层的管子间距的出平面厚度。
24. 如权利要求22所述的支承杆阵列，其特征在于，所述第二间隔装置与 每个结块式杆外端是一体的。
25. 如权利要求22所述的支承杆阵列，其特征在于，所述第一和第二间隔 装置包括间隔夹连接器，每个间隔夹连接器具有用于可滑动地容纳第一和第二外部 杆末端的第一和第二槽，以及与第一外部杆末端配合的夹紧装置。
26. 如权利要求22所述的支承杆阵列，其特征在于，所述第一和第二间隔 装置包括间隔块，每个间隔块具有穿过其中的至少一个孔和用于在其中容纳扁平杆 的槽。
27. 如权利要求26所述的支承杆阵列，其特征在于，还包括系杆装置，用 于在所述平面内方向上间隔所述支承杆阵列。
28. 如权利要求27所述的支承杆阵列，其特征在于，所述间隔块装置具有 设置在其中的间隔凹槽，所述系杆装置与相关管层的所述最外部管子的所述外弧面 平行隔开，所述拱形杆具有与所述间隔凹槽配合的凸出物。
29. 如权利要求27所述的支承杆阵列，其特征在于，所述系杆装置在所述 出平面方向上的厚度约为所述U型管的所述剖面半径的两倍。
30. —种支承杆组件，用于支承核蒸汽发生器中的U型管的U型弯曲区域， 所述U型管具有预定的剖面半径，每个U型管具有内弧面、外弧面和U型管曲率 半径，所述U型管具有确定最大管束半径的最大曲率半径，所述U型管设置成平 行的管层，每个管层的所述U型弯曲区域从热管段延伸到冷管段，并围绕曲率中 心从最内部管子径向延伸到最外部管子，每个管层还确定平面内方向和出平面方 向，所述组件包括多个结块式支承杆阵列，每个结块式支承杆阵列与相邻的管层相关，并包括多 个第一扁平细长杆，所述第一扁平细长杆具有内部和外部第一扁平杆末端；基本扁 平的细长杆，所述基本扁平细长杆连接到所述多个第一扁平杆的所述内端，并延伸 横跨所述相关管层的所述热管段和所述冷管段；多个结块式杆，每个结块式杆包括 细长本体和多个结块，所述细长本体具有结块式杆外端、连接到所述多个第一扁平 杆中的一个的结块式杆内端、第一和第二平的侧面，所述结块在所述出平面方向上 从所述第一侧面凸出，每个结块具有基本矩形的剖面、以及与在相关U型管层中 的U型管的所述内弧面和所述外弧面中的一个基本平行的管子接触面；第一间隔装置，所述第一间隔装置连接到所述第一扁平杆外部杆末端和结块式 杆外端，用于在所述出平面方向上间隔每个结块式支承杆阵列；以及 多个拱形系杆，每个系杆与所述相关管层的所述最外部管子的所述外弧面平行隔开，并且具有约为所述u型管的所述剖面半径两倍的出平面厚度。
31. 如权利要求30所述的支承杆组件，其特征在于，所述结块在所述出平 面方向上凸出大于所述U型管的所述剖面半径的距离。
32. 如权利要求30所述的支承杆组件，其特征在于，所述多个结块在相关 管层内从邻近所述最外部U型管的位置延伸到邻近具有约等于最大管束半径30% 的曲率半径的U型管的位置。
33. 如权利要求30所述的支承杆组件，其特征在于，所述结块式杆具有从 所述细长本体的内端纵向延伸的槽。
34. 如权利要求30所述的支承杆组件，其特征在于，所述结块式杆还包括 扁平杆，所述扁平杆设置在从所述细长本体的内端纵向延伸的槽中。
35. 如权利要求30所述的支承杆组件，其特征在于，所述第一间隔装置包 括多个间隔块,每个间隔块位于第一结块式支承杆阵列中的第一外部杆末端和邻近 结块式支承杆阵列中的第二外部杆末端之间，每个间隔块具有用于在其中容纳所述 第一外部杆末端的槽，所述间隔块和第一和第二外部杆末端都具有穿过其中的孔， 所述间隔块和相邻外部杆末端由穿过所述孔的螺栓连接，其中每个间隔块具有间隔 凹槽，每个系杆在其上具有凸出物来配合所述间隔凹槽。
36. 如权利要求30所述的支承杆阵列，其特征在于，所述第一间隔装置包 括间隔夹连接器，每个间隔夹连接器位于第一结块式支承杆阵列的第一外部杆末端 和邻近结块式支承杆阵列的第二外部杆末端之间，所述第一外部杆末端在其中具有 开口和凹槽之一，所述间隔夹连接器具有与所述开口和凹槽之一配合的夹紧装置、 以及用于可滑动地容纳所述第一和第二外部杆末端的第一和第二槽。
37. 如权利要求30所述的支承杆组件，其特征在于，还包括连接到邻近结 块式杆阵列的鞍形杆组件，所述鞍形杆组件具有多个外部扇形杆阵列以及连接到所 述外端的第二间隔装置，每个外部扇形杆阵列具有多个具有内部和外端的第二扁 平细长杆；基本扁平的细长杆，所述基本扁平的细长杆连接到所述多个第二扁平杆 的所述内端，并延伸横跨所述相关管层的所述冷管段和所述热管段。
38. 如权利要求30所述的支承杆组件，其特征在于，所述第一间隔装置包 括梯型夹。
全文摘要
一种用于将U型弯曲管定位并约束在核蒸汽发生器的U型弯曲区域中的自支承系统，包括加入独特支承杆的阵列，该支承杆具有在管平面的出平面方向上凸出的结块。该系统也包括用于间隔阵列的组件、防止阵列张开的系杆、以及支承最外部的管层的鞍形杆组件。该系统向结块配合管在管平面的平面内方向和出平面方向上提供正约束。
文档编号F16L3/22GK101349366SQ200810133989
公开日2009年1月21日 申请日期2008年7月17日 优先权日2007年7月18日
发明者B·皮尔斯, N·艾德沃瑞安, P·卡普勒, S·泽格勒, W·施奈德 申请人:巴布考克及威尔考克斯加拿大有限公司