RU2767476C1

RU2767476C1 - High pressure housing

Info

Publication number: RU2767476C1
Application number: RU2021112276A
Authority: RU
Inventors: Валерий Иванович Морозов; Эрес Кечил-оолович Опбул; Алёна Андреевна Ведерникова
Priority date: 2021-04-27
Filing date: 2021-04-27
Publication date: 2022-03-17

Abstract

FIELD: construction industry.

SUBSTANCE: invention relates to construction, namely to high-pressure housings. The high-pressure housing contains a load-bearing wall with a hollow sphere and concrete end elements located inside it. The power wall is layer-by-layer reinforced with a vertical reinforcing mesh with an annular reinforcement wound on it. Facing with anchor rods placed on its surface, concreted to create a thermal insulation layer, is installed on the end elements from the side of the hollow sphere. The power bearing wall consists of an external cylinder and internal end walls-cylinders with cavities in the form of a truncated cone, coupled from the side of large bases. The rods of the reinforcing mesh of the inner end wall-cylinders are made of variable length.

EFFECT: improvement in the method for mounting the housing.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при создании корпусов ядерных реакторов и других емкостных сооружений, работающих в условиях высоких внутренних давлений, температурных, радиационных и других воздействий.The invention relates to construction and can be used in the creation of nuclear reactor vessels and other capacitive structures operating under conditions of high internal pressure, temperature, radiation and other effects.

Известен корпус железобетонного сооружения сферической формы, описанный в способе армирования железобетонных сооружений, содержащий силовую стенку с расположенными внутри нее полой сферой и бетонными торцовыми элементами. Силовая стенка послойно армирована вертикальной арматурной сеткой с навитой на нее кольцевой арматурой. Бетонные торцовые элементы выполнены в виде пробок конической формы, установленных с диаметрально противоположных сторон, а вертикальные сетки выполнены в виде двух типов плоских разверток: сферического двуугольника и усеченного двуугольника (см. патент РФ №2038452, Е04С 5/04).Known body of reinforced concrete structures of spherical shape, described in the method of reinforcing reinforced concrete structures, containing a load-bearing wall with a hollow sphere located inside it and concrete end elements. The load-bearing wall is layer-by-layer reinforced with a vertical reinforcing mesh with annular reinforcement wound around it. Concrete end elements are made in the form of conical plugs installed from diametrically opposite sides, and vertical grids are made in the form of two types of flat reamers: a spherical diagon and a truncated diagon (see RF patent No. 2038452, E04C 5/04).

Недостатком известного корпуса является его невысокая прочность, вызванная армированием в вертикальном направлении из отдельных коротких кусков проволочной арматуры, а в случае внезапной перегрузки конструкции из-за слабой анкеровки горизонтально навитой кольцевой арматуры, расположенной по дуге на участках вблизи полюсов корпуса, может произойти ее беспрепятственное скольжение из проектного положения. Кроме того, изготовление известного корпуса является трудоемким в виду многооперационности при монтаже несущей стенки из арматурных сеток разного типа и сложных полусферических форм.A disadvantage of the known body is its low strength, caused by reinforcement in the vertical direction from separate short pieces of wire reinforcement, and in the event of a sudden overload of the structure due to weak anchoring of horizontally wound annular reinforcement located in an arc in areas near the poles of the body, it can slip freely from the design position. In addition, the manufacture of the well-known housing is laborious due to the multi-operational nature of the installation of the bearing wall from reinforcing meshes of various types and complex hemispherical shapes.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является корпус высокого давления, содержащий силовую стенку с расположенными внутри нее полой сферой и бетонными торцовыми элементами. Силовая стенка послойно армирована вертикальной арматурной сеткой с навитой на нее кольцевой арматурой. Несущая силовая стенка выполнена в виде двух усеченных конусов одинаковых габаритов, объединенных большими основаниями, на торцевые элементы со стороны полой сферы установлена облицовка с размещенными на ее поверхности анкерными стержнями, забетонированная для создания теплоизоляционного слоя. Слой вертикальной арматурной сетки с навитой на нее кольцевой арматурой забетонированы участками (см. патент РФ №2718629, Е04Н 7/18).The closest analogue to the claimed invention is a high-pressure housing containing a load-bearing wall with a hollow sphere and concrete end elements located inside it. The load-bearing wall is layer-by-layer reinforced with a vertical reinforcing mesh with annular reinforcement wound around it. The load-bearing load-bearing wall is made in the form of two truncated cones of the same dimensions, united by large bases, on the end elements from the side of the hollow sphere, a cladding is installed with anchor rods placed on its surface, concreted to create a heat-insulating layer. A layer of vertical reinforcing mesh with annular reinforcement wound around it is concreted in sections (see RF patent No. 2718629, E04H 7/18).

Недостатком данного корпуса является его невысокая прочность в результате невозможности выполнения требуемого натяга навивки из-за наклонной части конуса, и как следствие слабой анкеровки кольцевой арматуры. Кроме того, конструктивная схема в виде ромба предполагает общую относительную неустойчивость корпуса в вертикальном направлении. Сложная технология арматурных работ в стадии изготовления и монтаже плоских разверток (сеток) из арматурных стержней, вызванная сложными геометрическими формами разверток в виде усеченного полусферического двуугольника, обуславливает повышенную трудоемкость изготовления данного корпуса.The disadvantage of this case is its low strength as a result of the impossibility of performing the required winding tension due to the inclined part of the cone, and as a result of weak anchoring of the annular reinforcement. In addition, the diamond-shaped design assumes a general relative instability of the hull in the vertical direction. The complex technology of reinforcing work at the stage of manufacturing and installation of flat reamers (grids) from reinforcing bars, caused by complex geometric shapes of reamers in the form of a truncated hemispherical diagon, causes an increased complexity in the manufacture of this body.

Техническая проблема известных технических решений заключается в сложной технологии навивки кольцевой рабочей арматуры, так как при имеющемся наклоне или сгибе вертикальных стержней в середине высоты корпуса невозможно выполнить требуемый натяг кольцевых арматурных стержней в горизонтальном направлении. Кроме того, трудоемким является изготовление сеток сложной сферической формы, состоящих из вертикальных стержней.The technical problem of the known technical solutions lies in the complex technology of winding the annular working reinforcement, since with the existing inclination or bending of the vertical rods in the middle of the body height, it is impossible to perform the required tightness of the annular reinforcing bars in the horizontal direction. In addition, the manufacture of grids of complex spherical shape, consisting of vertical rods, is laborious.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что корпус высокого давления содержит несущую стенку с расположенными внутри нее полой сферой и бетонными торцовыми элементами. Несущая стенка послойно армирована вертикальной арматурной сеткой с навитой на нее кольцевой арматурой. На торцевые элементы со стороны полой сферы установлена облицовка с размещенными на ее поверхности анкерными стержнями, забетонированная для создания теплоизоляционного слоя. Несущая стенка состоит из внешнего цилиндра стенкой и внутренних торцевых стенок-цилиндров с полостями в виде усеченного конуса, сопряженных со стороны больших оснований. Стержни арматурной сетки внутренних торцевых стенок-цилиндров выполнены переменной длины.The essence of the claimed invention lies in the fact that the high-pressure housing contains a load-bearing wall with a hollow sphere and concrete end elements located inside it. The bearing wall is reinforced in layers with a vertical reinforcing mesh with annular reinforcement wound around it. On the end elements from the side of the hollow sphere, a lining is installed with anchor rods placed on its surface, concreted to create a heat-insulating layer. The bearing wall consists of an outer cylinder with a wall and inner end walls-cylinders with cavities in the form of a truncated cone, conjugated from the side of the large bases. The reinforcing mesh rods of the inner end walls-cylinders are made of variable length.

Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, заключается в улучшении способа монтажа из однотипных плоских разверток (сеток), в том числе навивки кольцевой рабочей арматуры с соответствующей натяжкой, и, как следствие, надежной и качественной анкеровки (закрепления) узлов между взаимно перпендикулярно располагаемыми кольцевыми и вертикальными арматурными стержнями при одновременном упрощении производства арматурных и бетонных работ за счет использования прямолинейных плоских разверток (сеток) в вертикальном направлении, состоящих из арматурных стержней без каких-либо криволинейных участков.The technical result achieved by the claimed invention is to improve the mounting method from the same type of flat reamers (nets), including winding the annular working reinforcement with the appropriate tension, and, as a result, reliable and high-quality anchoring (fixing) of the nodes between mutually perpendicularly arranged annular and vertical reinforcing bars while simplifying the production of reinforcing and concrete work through the use of rectilinear flat reamers (grids) in the vertical direction, consisting of reinforcing bars without any curved sections.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом, на котором схематично изображен корпус высоко давления.The essence of the claimed invention is illustrated by the drawing, which schematically shows the high-pressure housing.

Корпус высокого давления содержит несущую стенку, состоящую из внешней цилиндрической части 1 и внутренних торцевых стенок-цилиндров 2 с полостями в виде усеченного конуса. Внутри несущей стенки расположены полая металлическая герметичная облицовка 3 в виде сферы и фибробетонные торцовые элементы 4 и 5 с предусмотренными в них технологическими отверстиями 6. Внешняя несущая стенка в виде цилиндра 1 с толстой стенкой послойно армирована плоскими вертикальными развертками (сетками) из стержней 7 с длинами на высоту корпуса и с навитой кольцевой арматурой 8. С помощью плоских вертикальных разверток (сетки) со стержнями переменной длины 9 армированы внутренние торцовые стенки-цилиндры 2. Анкерными стержнями 10 усилен теплоизоляционный слой 11.The high-pressure housing contains a bearing wall consisting of an external cylindrical part 1 and internal end walls-cylinders 2 with cavities in the form of a truncated cone. Inside the bearing wall there is a hollow metal sealed lining 3 in the form of a sphere and fiber-reinforced concrete end elements 4 and 5 with technological holes 6 provided in them. to the height of the body and with wound annular reinforcement 8. With the help of flat vertical reamers (mesh) with rods of variable length 9, the inner end walls-cylinders 2 are reinforced. The heat-insulating layer 11 is reinforced with anchor rods 10.

Заявляемый корпус высокого давления изготавливают следующим образом.The inventive high-pressure housing is manufactured as follows.

Предварительно на специальной платформе-площадке устанавливают металлическую опалубку в виде усеченного конуса для нижнего торцового элемента 4 с предусмотренными проектом технологическими проходками 6 и бетонируют фибробетоном. На нижний торцевой элемент 4 устанавливают металлическую облицовку 3 с жестко сваренными анкерами 10, при котором возникает зазор, который в свою очередь также бетонируют для создания теплоизоляционного слоя 11. На теплоизоляционный слой 10 устанавливают опалубку для верхнего торцового элемента 5 и бетонируют фибробетоном. При этом металлическая опалубка 3 для торцовых элементов 4 и 5 может быть как съемной, так и несъемной. Далее идет изготовление торцевых стенок-цилиндров 2 с полостями в виде усеченного конуса. На нижнем торцовом участке по периметру торцового элемента 5, производят монтаж первого и последующих слоев плоских вертикальных разверток из стержней 9 с последующей навивкой на нее кольцевой арматуры 8. Навивку производят с определенной натяжкой. Затем, после изготовления нижних торцовых стенок-цилиндров 2, также переходят к изготовлению верхних торцовых стенок-цилиндров 2 из стержней переменной длины 9 с навивкой на нее кольцевой арматуры 8. Под высоким давлением производят бетонирование только что созданного арматурного каркаса, образованного из стержней 7, 8, 9. Операцию, состоящую из монтажа плоских разверток 9 и кольцевой арматурой 8 с соответствующим бетонированием, выполняют до места контакта двух усеченных конусов. На этом этапе завершается изготовление внутренних торцевых стенок-цилиндров 2 корпуса. Далее переходят к изготовлению внешней цилиндрической части 1 корпуса, где используют плоские вертикальные развертки из стержней 7 и кольцевую арматуру 8. Предварительно по периметру внутренней части 2 стенки корпуса производят монтаж плоских разверток из стержней 7 с последующей навивкой на них кольцевой арматуры 8. Такую операцию доводят до определенного количества слоев в зависимости от условия качественного бетонирования и под напором бетонируют. Монтаж плоских разверток из стержней 7 с навивкой на них кольцевой арматуры 8 с последующим бетонированием заканчивают с достижением расчетной толщины внешней цилиндрической части 1 несущей стенки корпуса. Монтаж или соединение между собой плоских разверток из стержней 7 и 9 внутренней и внешней частей производится вязкой из обычной проволоки. Навивку кольцевой арматуры 8 для каждого слоя выполняют с соответствующей натяжкой. Получается эффективный и рациональный способ армирования корпуса высокого давления за счет исключительно простой формы вертикальных арматурных разверток, обеспечивающий простую технологию изготовления и возможность выполнения требуемого натяга навивки с соответствующей анкеровкой кольцевой арматуры.Preliminarily, a metal formwork in the form of a truncated cone for the lower end element 4 with the technological penetrations 6 provided for by the project is installed on a special platform-platform and concreted with fiber-reinforced concrete. A metal cladding 3 with rigidly welded anchors 10 is installed on the lower end element 4, at which a gap occurs, which, in turn, is also concreted to create a heat-insulating layer 11. A formwork for the upper end element 5 is installed on the heat-insulating layer 10 and concreted with fiber-reinforced concrete. In this case, the metal formwork 3 for end elements 4 and 5 can be either removable or non-removable. Next comes the manufacture of end walls-cylinders 2 with cavities in the form of a truncated cone. On the lower end section along the perimeter of the end element 5, the first and subsequent layers of flat vertical reamers from rods 9 are mounted, followed by winding of annular reinforcement 8 on it. Winding is carried out with a certain tension. Then, after the manufacture of the lower end walls-cylinders 2, they also proceed to the manufacture of the upper end walls-cylinders 2 from rods of variable length 9 with annular reinforcement 8 wound on it. Under high pressure, the newly created reinforcing cage, formed from rods 7, is concreted, 8, 9. The operation, consisting of the installation of flat reamers 9 and annular reinforcement 8 with appropriate concreting, is performed up to the point of contact of two truncated cones. At this stage, the manufacture of the inner end walls-cylinders of the 2nd body is completed. Next, they proceed to the manufacture of the outer cylindrical part 1 of the body, where flat vertical reamers are used from rods 7 and annular reinforcement 8. Preliminarily, along the perimeter of the inner part 2 of the body wall, flat reamers are mounted from rods 7, followed by winding annular reinforcement 8 on them. This operation is adjusted up to a certain number of layers depending on the conditions of high-quality concreting and concrete under pressure. Installation of flat reamers from rods 7 with annular reinforcement 8 wound on them, followed by concreting, is completed with the achievement of the calculated thickness of the outer cylindrical part 1 of the bearing wall of the housing. Installation or connection between flat reamers of rods 7 and 9 of the inner and outer parts is made by knitting from ordinary wire. The winding of the annular reinforcement 8 for each layer is performed with an appropriate tension. It turns out an effective and rational way to reinforce the pressure vessel due to the extremely simple form of vertical reinforcement reamers, which provides a simple manufacturing technology and the ability to perform the required winding tension with appropriate anchoring of the annular reinforcement.

Таким образом, в заявляемом изобретении сохраняется эффективная сферическая полость корпуса, где осуществляется равномерное распределение по поверхности внутренней нагрузки в виде внутреннего давления или температуры, при упрощении технологии монтажа арматурных сеток, что повышает качество выполняемых арматурных и бетонных работ при возведении корпуса, и как следствие увеличивает прочность корпуса высокого давления.Thus, in the claimed invention, an effective spherical cavity of the body is preserved, where the internal load in the form of internal pressure or temperature is uniformly distributed over the surface, while simplifying the installation technology of reinforcing mesh, which improves the quality of the reinforcement and concrete work performed during the construction of the body, and as a result increases strength of the pressure vessel.

Claims

High-pressure housing containing a load-bearing wall with a hollow sphere and concrete end elements located inside it, the load-bearing wall is reinforced in layers with a vertical reinforcing mesh with annular reinforcement wound on it, a cladding with anchor rods placed on its surface, concreted, is installed on the end elements from the side of the hollow sphere to create a heat-insulating layer, characterized in that the bearing wall consists of an outer cylinder and inner end walls-cylinders with cavities in the form of a truncated cone, conjugated from the side of large bases, and the reinforcing mesh rods of the inner end walls-cylinders are made of variable length.