CN109798323B - 一种支撑装置及贮存系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种支撑装置，其包括支撑杆、套筒、以及缓冲机构，所述套筒的一端设置有开口；所述支撑杆的一端设置于所述套筒内，其另一端从所述套筒的开口端中伸出；所述缓冲机构设置于所述套筒内，包括第一缓冲单元和第二缓冲单元，所述第一缓冲单元和所述第二缓冲单元均作用于所述支撑杆上，且所述支撑杆在第一缓冲单元和所述第二缓冲单元的作用下保持所受合力为零。相应地，本发明还公开一种包含所述支撑装置的贮存系统。本发明支撑装置自身不产生任何初始外力，且具有抗震、减振作用，布置灵活，适用范围广。

Description

一种支撑装置及贮存系统

技术领域

本发明属于工程技术领域，具体涉及一种支撑装置及贮存系统。

背景技术

工程设施的抗震和减振问题非常重要，尤其是目前，随着对安全要求的提高，要求核电设备或设施进行改进以满足更严格的抗震和减振安全要求。目前，为了减小对地震响应，这些设备或设施一般都是采用弹性支撑装置，以起到抗震、减振效果。

在中国专利CN201510072558.5(公告号为CN104653697A，公开日为2015-05-27)中公开了一种燃料贮存格架的弹性支撑装置，能减少地震的影响，又能保证地震时燃料格架受力较小，避免碰撞，可广泛用于格架四周，有效地保护格架结构。这种弹性支撑装置虽然可以减振，但是在安装后燃料格架需承受支撑装置自身带来的额外作用力，因此对于单个燃料格架需对称布置支撑才能保证受力平衡；对于多个燃料格架，格架之间以刚性支撑连接，与侧墙连接的减振支撑也要对称布置，才能保证整体受力平衡；在地震时同样需要对称布置，才能靠弹簧和流体阻尼减小两个相反方向上的外载荷作用，约束其保持在平衡位置。然而，当需要燃料格架单侧布置时，要约束其保持在平衡位置会变得异常困难。

目前，这种用于缓冲的侧向支撑装置，还存在以下不足：

(1)支撑装置本身对物料格架具有额外作用力，需要对称布置，不适合单侧布置；

(2)即使是对称布置，整体受力平衡，但在格架支撑处局部也要受到初始力，使格架增加局部受力。这种初始力的存在，在地震时，与地震载荷叠加，将对贮存格架产生更加不利的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的以上不足，提供一种具有抗震、减振作用，且自身不产生初始外力的支撑装置及包含所述支撑装置的贮存系统。

根据本发明的一个方面，提供一种支撑装置，其技术方案为：

一种支撑装置，包括支撑杆、套筒、以及缓冲机构，所述套筒的一端设置有开口；所述支撑杆的一端设置于所述套筒内，其另一端从所述套筒的开口端中伸出；所述缓冲机构设置于所述套筒内，包括第一缓冲单元和第二缓冲单元，所述第一缓冲单元和所述第二缓冲单元均作用于所述支撑杆上，且所述支撑杆在所述第一缓冲单元和所述第二缓冲单元的作用下保持所受合力为零。

优选的，所述第一缓冲单元包括第一压缩弹簧，所述第二缓冲单元包括第二压缩弹簧，所述支撑杆处于所述套筒内的一端为活塞端，所述活塞端将套筒分隔为第一腔室和第二腔室，所述第一压缩弹簧和所述第二压缩弹簧分别设置于所述第一腔室和所述第二腔室内；所述第一压缩弹簧和所述第二压缩弹簧对所述支撑杆的作用力相等，方向相反。

优选的，所述支撑装置还包括挡板和螺母，所述挡板设于所述套筒的开口端上，

所述支撑杆处于套筒外的另一端为螺杆端，所述螺母能够套装在所述螺杆端上；

所述第一压缩弹簧套装在所述支撑杆上，第一压缩弹簧的两端分别与所述挡板和所述支撑杆的活塞端相抵；

所述第二压缩弹簧的两端分别与所述支撑杆和所述套筒相抵。

优选的，所述第一腔室上设置有第一通孔，所述第二腔室上设置有第二通孔。

优选的，所述支撑杆的活塞端上设置有用于插入销子的销孔，所述套筒上设置有与所述销孔相对应的通孔。

优选的，还包括底座，所述底座具有球形的凹部，所述套筒上与其开口端相对的一端的形状为与所述凹部相适配的球形，所述套筒的球形端设于所述凹部内。

优选的，还包括固定件，所述固定件设于所述底座上，用于防止所述套筒的球形端从所述底座的凹部中脱离。

优选的，所述固定件包括固定环和螺栓，所述固定环，套装在所述套筒的球形端上；所述螺栓，用于连接固定环与底座。

根据本发明的另一个方面，还提供一种贮存系统，包括设于贮存间的格架、以及以上所述的支撑装置，所述支撑装置于所述贮存间与所述格架之间，用于缓冲所受到的外力，对所述格架提供弹性支撑。

优选的，所述支撑装置的数量为多个，多个所述支撑装置分布在所述贮存间与所述格架的之间。

本发明提供的支撑装置，其自身不会产生任何初始外力，因而能够灵活布置在需要进行缓冲的各种场所，其布置位置不受限，从而提高了支撑装置的适用范围。

本发明提供的贮存系统，通过将支撑装置设置在格架与贮存间之间，由于其安装后不产生初始外力，布置灵活，可以安装在格架的单侧、双侧、或四周等，且可以对称布置，也可以不对称布置，使贮存格架的布置更方便、适应范围更广。在发生地震时，通过支撑装置的缓冲机构起到缓冲、减振的作用，使格架的抗震性增强；由于套筒的一端为球形，可以使格架在发生倾斜时，免受弯矩作用，从而进一步提升了支撑装置对格架保护能力。

附图说明

图1为本发明实施例1中处于安装阶段的支撑装置的结构示意图；

图2为本发明实施例1中在使用时的支撑装置的结构示意图；

图3为本发明实施例2中一种贮存系统的结构示意图(支撑装置布置在格架单侧)；

图4为本发明实施例2中另一种贮存系统的结构示意图(支撑装置布置在格架双侧)；

图5为本发明实施例2中又一种贮存系统的结构示意图(支撑装置布置在格架三侧)；

图6为本发明实施例2中又一种贮存系统的结构示意图(支撑装置对称布置在格架四周)；

图7为本发明实施例2中又一种贮存系统的结构示意图(支撑装置不对称布置在格架四周)。

图中：1-支撑杆；2-活塞端；21-活塞头部；22-活塞尾部；3-挡板；4-销子；5-套筒；6-螺母；7-第一压缩弹簧；8-第二压缩弹簧；9-底座；10-格架侧板；11-第一通孔；12-第二通孔；13-销孔；14-固定环；15-第三通孔；16-贮存间侧壁；17-第一腔室；18-第二腔室；19-螺栓，20-支撑装置。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。

针对现有技术中，支撑装置对所支撑的设施会产生初始外力，需要对称布置才能保持整体受力平衡等问题，本发明提供了一种支撑装置，包括支撑杆、套筒、以及缓冲机构，所述套筒的一端设置有开口；所述支撑杆的一端设置于所述套筒内，其另一端从所述套筒的开口端中伸出；所述缓冲机构设置于所述套筒内，包括第一缓冲单元和第二缓冲单元，所述第一缓冲单元和所述第二缓冲单元均作用于所述支撑杆上，且所述支撑杆在所述第一缓冲单元和所述第二缓冲单元的作用下保持所受合力为零。

相应地，为了解决贮存格架需要对称布置支撑装置等问题，本发明还提供一种贮存系统，包括设于贮存间的格架、以及以上所述的支撑装置，所述支撑装置设于所述贮存间与所述格架之间。

实施例1

本实施例公开一种支撑装置，其可以应用于对核电站燃料贮存格架进行侧向支撑，当然也可以用于对其它需要抗震或减振的设施的支撑。本实施例以设置于燃料贮存间(以下简称贮存间)的燃料贮存格架(以下简称格架)为例进行详细说明，通过该支撑装置改善格架在正常或地震时的受力状态，从而提高格架的抗震性。

如图1、图2所示，本实施例中的支撑装置主要包括支撑杆1、套筒5以及缓冲机构，其中：套筒5的一端设置有开口；支撑杆1的一端设置于套筒5内，其另一端从套筒5的开口端中伸出；缓冲机构设置于套筒5内，包括第一缓冲单元和第二缓冲单元，第一缓冲单元和第二缓冲单元均作用于支撑杆1上，且支撑杆1在第一缓冲单元和第二缓冲单元的作用下保持所受合力为零。

具体的，套筒5的一端设置有开口，称为开口端，支撑杆1的一端可从套筒的开口端伸入到套筒5内部空腔中，称为活塞端2，支撑杆1的活塞端2包括活塞头部21和活塞尾部22，其沿支撑杆1的轴向方向的剖面为T形，活塞头部21的大小与套筒5的内壁尺寸相适应，活塞端2可以在套筒5内左右移动；支撑杆1的另一端处于套筒5的开口端外部，并可以通过螺栓连接、铆接、卡接、焊接等方式固定在支撑部位上，比如支撑部位可以是格架侧板10，本实施例优选为螺栓连接，即支撑装置还包括螺母6，支撑杆1处于套筒外的另一端为螺杆端，支撑杆1的螺杆端穿过格架侧板10后，在格架侧板10的两侧的支撑杆上分别设置有一个螺母6，通过螺母6将支撑杆与格架侧板10进行连接固定，这种连接方式可以方便调节支撑装置为合适的长度。

所述支撑杆的开口端上设置有挡板3，挡板3的中部设置有通孔，且所述通孔的尺寸与活塞尾部22的外径尺寸相适应，以便支撑杆1的活塞端穿过挡板3上的通孔，并能够阻挡活塞头部21从套筒5中脱离。活塞头部21将套筒5的内部空腔分隔为两个腔室，即第一腔室17和第二腔室18，第一腔室17内设置有第一缓冲单元，第二腔室内设置有第二缓冲单元。

进一步的，第一缓冲单元包括第一压缩弹簧7，第二缓冲单元包括第二压缩弹簧8。第一压缩弹簧7套装在支撑杆1的活塞端2的活塞尾部22上，其中：第一压缩弹簧7的一端与挡板3相抵，挡板3可以防止第一压缩弹簧7从套筒5内脱出；其另一端与支撑杆1的活塞端2相抵，准确的说是与活塞头部21相抵。第二压缩弹簧8的一端与支撑杆1相抵，准确的说是与支撑杆1的活塞端2的活塞头部21相抵，其另一端与套筒5相抵，准确的说是与套筒5底端(即与开口端相对的一端)相抵。

本实施例中，第一压缩弹簧7和第二压缩弹簧8优选为弹性系数相同，长度相同的两个压缩弹簧。通过对第一压缩弹簧7和第二压缩弹簧8进行相同长度的压缩，使第一压缩弹簧7和第二压缩弹簧8对支撑杆的作用力相同，方向相反，这样支撑杆1处于受力平衡状态。在受到外载荷时(如地震时)，通过第一压缩弹簧和第二压缩弹簧的作用，缓冲机构可以起到缓冲、减振的作用，从而保护贮存格架不被破坏。

进一步的，套筒5上的第一腔室17和第二腔室18上分别设置有第一通孔11和第二通孔12，用于在支撑杆的活塞端2在套筒内移动时能够保持套筒5的两个腔室及套筒5内外的压力平衡。对于第一通孔11和第二通孔12的位置或数量，本实施例不做进一步限定，位置可以是朝上或朝下，数量可以是一个或多个，但要确保不被堵塞。

本实施例中的支撑装置的内、外环境为相同环境，可以适用于干式环境(如自然大气环境)，也可以适用于湿式环境(如水环境)。相应地，在第一腔室17和第二腔室18内还分别设置有流体，流体可以通过第一通孔11和第二通孔12在外部环境和套筒5内第一腔室17和第二腔室18之间流通。当干式环境时，流体可以为气体，如空气；当湿式环境时，流体可以为液体，如水。

套筒5上设置的第一通孔11、第二通孔12可以在所述支撑装置突然受到外载荷时，使流体可以排出或通入，不至于导致套筒5内部压力太大，以保持套筒5内外的压力平衡。在本实施例中第一通孔11和第二通孔12的作用既是泄压阀，又是补压阀。套筒5底端上还可以设置有第三通孔15，可以进一步便于套筒5底端流体的流通。

进一步的，所述支撑装置还包括底座9，底座9与套筒5连接。

具体的，底座9的一端可以与贮存间侧壁16的钢覆面或预埋板连接，用于将所述支撑装置固定在贮存间侧壁16上，连接方式优选焊接；底座9的另一端与套筒5底端(即套筒上与其开口端相对的一端)连接，且两者的接触面为球形。

也就是说，底座9与套筒5连接的一端具有球形凹部，套筒5底端具有与所述凹部相适配的球形凸部，套筒5底端设置于所述凹部内；或者是，底座9与套筒5连接的一端也可以是具有球形凸部，套筒5底端具有与所述凸部相适配的球形凹部。本实施例中，如图1、图2所示，底座9优选具有球形凹部，套筒5底部的具有与之相适配的球形凸部(即球形端)。

进一步的，所述支撑装置还包括固定件，固定件设置于底座9上，包括固定环14和螺栓19，其中：套筒5底部的球形端从固定环14中穿过而处于底座9的凹部中，从而将固定环14套装在套筒5的球形端上，螺栓19用于将固定环14固定在底座9上，以防止套筒5的球形端从底座9的凹部中脱离。固定环14的穿孔的尺寸与套筒5底部的球形端的尺寸相适应，螺栓19的数量可以为一个或多个，优选为两个或四个。

本实施例中，将套筒5与底座9的连接处的接触面设置为球形，两者相互配合，使得该支撑装置可以在一定范围内相对转动，而不受弯矩作用。当地震时，格架与贮存间(主要是贮存间侧壁)之间的相对角度发生变化时，球形接触面可以避免支撑装置及贮存间侧壁16之间受到太大的弯矩而被损坏。

进一步的，为了便于所述支撑装置安装，在支撑杆1的活塞端2上设置有销孔13，在套筒5上设置有与销孔13相对应的销孔13，所述销孔13用于插入销子4。销孔13的形状可以是圆心、三角形、或其它多边形，优选为圆形，如图1所示，销孔13的位置优选在活塞头部21上，套筒5上的所述通孔优选设置于套筒5的中间位置，销孔13的数量为一个或多个，优选为两个或四个，本实施例不做进一步限定。

相应地，对于本实施例中的支撑装置，在安装时还为其提供了安装辅助组件，安装辅助组件包括与销孔13相适应的销子4，销子4穿过套筒5上的通孔而插接在活塞头部21的销孔13内。销子4的数量与销孔13的数量相同，销子4的形状为与销孔13相适配的圆柱形、条形、锥形，也可以是其它形状，本实施例优选为锥形，可以方便安装后再拆除。

本实施例中的支撑装置，在安装时，即安装阶段，如图1所示，用销子4穿过套筒5的通孔插入活塞头部21的销孔13中，使活塞端2与套筒5为刚性连接，此时，活塞端2不能在套筒5内移动，第一压缩弹簧7和第二压缩弹簧8均处于压缩状态，且初始压缩长度相同，即第一压缩弹簧7和第二压缩弹簧8的压缩力大小相等，支撑杆1处于平衡状态，所受的合外力为零。将支撑杆1的螺杆端通过螺母6连接固定在格架侧板10上，底座9连接固定在贮存间侧壁16上。格架侧板10与贮存间侧壁16的间距，可以通过调整两个螺母6直至为合适的距离。

安装完成后，即为使用阶段，如图2所示，将销子4拆除，此时第一压缩弹簧7和第二压缩弹簧8处于压缩状态，两者长度不变，即安装完成后活塞端2及格架未受到初始外力。在使用阶段，支撑装置与格架之间为弹性连接支撑，在受到外载荷时，可以利用支撑装置中的缓冲机构的减振作用来减小所受到的外载荷，从而保护格架不被损坏。

在受到外载荷时(如地震时)，在瞬时外载荷的作用下，支撑杆的活塞端2往第一腔室17移动，第一腔室17的流体从第一通孔11排出，支撑装置外部环境的流体从第二通孔12进入第二腔室18，通过压缩弹簧和流体的阻尼作用，使支撑装置起到减振或缓冲作用，从而减少地震对格架的影响；当外载荷消失后，活塞端2向右移动，第一压缩弹簧7和第二压缩弹簧8恢复平衡状态，流体从第一通孔11进入第一腔室17，第二腔室18的流体从第二通孔12排出，从而使第一腔室17和第二腔室18的压力保持相同。

本实施例中的支撑装置，除了可以应用于所述贮存格架的支撑，还可以适用于其它需要减振的设备或设施，本实施例对支撑装置的应用范围不作进一步限定。

本实施例中的支撑装置，结构简单，可以改善格架在正常及地震时的受力状态，使格架在正常时不会受到任何初始外力，其可以在格架的单侧、双侧、或四周布置，提高了支撑装置的适用范围，布置灵活性增强；在地震时，通过压缩弹簧和流体阻尼可以起到缓冲、减振的作用，使格架的抗震性增强；套筒底部的球面设计，可以使格架在发生倾斜时，免受弯矩作用，进一步提升了支撑装置对格架的保护能力。

实施例2

本实施例公开一种贮存系统，包括设于贮存间的格架以及实施例1中的支撑装置，所述支撑装置设于所述贮存间与所述格架之间，其中支撑装置为格架提供弹性支撑，用于缓冲所受到的外力。

具体的，在格架侧板10上设置有与支撑杆1相适配的孔，用于使支撑装置的支撑杆1的螺杆端穿过所述孔，同时使支撑装置的底座9固定连接在贮存间侧壁16上。将格架放置在贮存间内，根据格架侧板10与贮存间侧壁16之间的距离，通过调节螺母6来调节支撑装置的长度，以适应不同的格架侧板10与贮存间侧壁16之间间距。

进一步的，所述支撑装置的数量为多个，多个所述支撑装置可以是对称的设置于格架上，如支撑装置在格架的相对的双侧对称设置(如图4所示)、支撑装置在格架的四个侧面上对称设置(如图6所示)；也可以是不对称的设置于格架上，如支撑装置在格架的单侧设置(如图3所示)、支撑装置在格架的三个侧面上分别设置(如图5所示)、支撑装置在格架的四个侧面上分别设置但不对称(如图7所示)等。本实施例对支撑装置的数量不做进一步的限定，可以根据需求进行选择。

本实施例中的贮存系统的格架的数量可以是单个(如图3-7所示)，也可以是两个以上。当格架数量为两个以上时，格架之间采用刚性连接，格架与贮存间之间采用实施例1中所述的支撑装置进行支撑。

本实施例中公开的的贮存系统，通过将支撑装置设置在格架侧板与贮存间侧壁之间，安装后不会产生初始外力，布置灵活，可以安装在格架的单侧、双侧、或四周等，且可以对称布置，也可以不对称布置，使贮存格架的布置更方便、适应范围更广。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种支撑装置，用于进行侧向支撑，其特征在于，包括支撑杆(1)、套筒(5)、以及缓冲机构，

所述套筒的一端设置有开口；

所述支撑杆的一端设置于所述套筒内，其另一端从所述套筒的开口端中伸出；

所述缓冲机构设置于所述套筒内，包括第一缓冲单元和第二缓冲单元，所述第一缓冲单元和所述第二缓冲单元均作用于所述支撑杆上，且所述支撑杆在第一缓冲单元和所述第二缓冲单元的作用下保持所受合力为零；

所述第一缓冲单元包括第一压缩弹簧，所述第二缓冲单元包括第二压缩弹簧，

所述支撑杆处于所述套筒内的一端为活塞端(2)，所述活塞端将套筒分隔为沿水平方向设置的第一腔室(17)和第二腔室(18)，所述第一压缩弹簧和所述第二压缩弹簧分别设置于所述第一腔室和所述第二腔室内；

所述第一压缩弹簧和所述第二压缩弹簧对所述支撑杆的作用力相等，方向相反。

2.根据权利要求1所述的支撑装置，其特征在于，所述支撑装置还包括挡板(3)和螺母(6)，所述挡板设于所述套筒的开口端上，

所述支撑杆处于套筒外的另一端为螺杆端，所述螺母能够套装在所述螺杆端上；

所述第一压缩弹簧套装在所述支撑杆上，第一压缩弹簧的两端分别与所述挡板和所述支撑杆的活塞端相抵；

所述第二压缩弹簧的两端分别与所述支撑杆和所述套筒相抵。

3.根据权利要求2所述的支撑装置，其特征在于，所述第一腔室上设置有第一通孔(11)，所述第二腔室上设置有第二通孔(12)。

4.根据权利要求2所述的支撑装置，其特征在于，所述支撑杆的活塞端上设置有用于插入销子的销孔(13)，所述套筒上设置有与所述销孔相对应的销孔。

5.根据权利要求1-4任一项所述的支撑装置，其特征在于，还包括底座(9)，所述底座具有球形的凹部，

所述套筒上与其开口端相对的另一端的形状为与所述凹部相适配的球形，所述套筒的球形端设于所述凹部内。

6.根据权利要求5所述的支撑装置，其特征在于，还包括固定件，所述固定件设于所述底座上，用于防止所述套筒的球形端从所述底座的凹部中脱离。

7.根据权利要求6所述的支撑装置，其特征在于，所述固定件包括固定环(14)和螺栓(19)，

所述固定环，套装在所述套筒的球形端上；

所述螺栓，用于连接所述固定环与所述底座。

8.一种贮存系统，包括设于贮存间的格架，其特征在于，还包括权利要求1-7任一项所述的支撑装置，所述支撑装置设于所述贮存间与所述格架之间。

9.根据权利要求8所述的贮存系统，其特征在于，所述支撑装置的数量为多个，多个所述支撑装置分布在所述贮存间与所述格架的侧壁之间。

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