超大型环形混凝土不锈钢水箱及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种超大型环形混凝土不锈钢水箱及其制作方法，所述水箱包括混凝土结构、多个不锈钢水箱单元和多个连通装置；所述多个不锈钢水箱单元通过加强筋和锚筋镶嵌在混凝土结构中并依次串联成环形结构，每一不锈钢水箱单元均通过镶嵌在混凝土结构中的连通装置与相邻的两个不锈钢水箱单元连通，共同形成环形水池。本发明专利技术的多个不锈钢水箱单元和连通装置均镶嵌在混凝土结构中，与内外环墙形成一个车轮状的整体混凝土结构，不锈钢水箱单元将水压传递给混凝土结构承受，增强了整个结构的稳定性和抗震性能，而且不锈钢水箱单元和连通装置可以在工厂预制成型后整体运输到核电现场进行组装，便于工厂并行制作不锈钢水箱单元以及现场的模块化施工。

【技术实现步骤摘要】
超大型环形混凝土不锈钢水箱及其制作方法
本专利技术属于核电厂超大型水箱制作领域，更具体地说，本专利技术涉及一种超大型环形混凝土不锈钢水箱及其制作方法。
技术介绍
核电厂长期贮存水的大型水池一般大于1000m3小于2000m3，既用于储存除盐水或含硼水等冷却剂，也是防止放射性物质外泄的一道屏障，密封要求高、抗腐蚀性强，整体结构要求抗震，且使用寿命长达60年，并要求表面平整、要便于去污，避免放射性物质积聚。常规的大型不锈钢消防水箱虽然容积能做到核电厂大型水池要求，但由于不锈钢面板壁薄，通常需要将面板冲压成凹凸状增加刚性，同时内部需要大量的拉筋抵抗水压。而这种结构特征不利于内部去污，容易造成放射性物质积聚，形成放射性热点。另外，核电厂要求水箱抗震、使用寿命长达60年，普通消防水箱也难以满足要求。目前，核电厂长期贮存水的大型水池通常是上方敞口的混凝土钢衬里结构，即在混凝土水池里面贴上一层不锈钢的钢覆面作为衬里，以防止液体泄漏。钢覆面由多块不锈钢平板现场焊接而成，每条焊缝背后设置支撑骨架以及泄漏监测收集槽，并被浇筑在混凝土里。钢覆面不直接承压，而是将水压传递给混凝土结构承受，以满足长期使用和抗震的要求。这种水池钢覆面全部工作均在现场完成，需要大量人工，且施工周期非常长，而且这种结构的水池钢覆面是由平面的不锈钢板组成，因此结构形状不能太复杂。对于某些局部结构复杂的区域，往往需要先在工厂通过模具压制成型，然后在现场拼接，但由于现场土建施工误差大，工厂制作的结构由于运输和吊装变形，导致组对困难，焊缝间隙偏差大，焊接合格率非常低，甚至无法焊接。可见，上述大型水池并不是一种好的解决方案。事实上，对于超大型水池，尤其是容积大于2000m3，且结构复杂，并带有曲面的封闭式水池，目前国内核电厂还没有成熟可行的解决方案。有鉴于此，确有必要提供一种能够解决上述问题的超大型环形混凝土不锈钢水箱及其制作方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：提供一种结构稳定、现场工作量少、施工难度低的超大型环形混凝土不锈钢水箱及其制作方法，以缩短施工周期，提高施工质量。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种超大型环形混凝土不锈钢水箱，其包括混凝土结构、多个不锈钢水箱单元和多个连通装置；所述多个不锈钢水箱单元通过加强筋和锚筋镶嵌在混凝土结构中并依次串联成环形结构，每一不锈钢水箱单元均通过镶嵌在混凝土结构中的连通装置与相邻的两个不锈钢水箱单元连通，共同形成环形水池。作为本专利技术超大型环形混凝土不锈钢水箱的一种优选实施方式，所述混凝土结构包括底部混凝土、侧壁混凝土和顶部混凝土楼板，不锈钢水箱单元镶嵌在底部混凝土和侧壁混凝土中且为敞口结构，顶部混凝土楼板遮盖在不锈钢水箱单元上方，将串联的不锈钢水箱单元封闭为封闭式环形水池，封闭式环形水池内部上方充有氮气。作为本专利技术超大型环形混凝土不锈钢水箱的一种优选实施方式，所述顶部混凝土楼板设有充氮气管线、气体排放阀、超压爆破安全阀、向不锈钢水箱单元充水的充水管线和与检修爬梯连接的人孔；所述不锈钢水箱单元为预制模块，内部无支撑，表面光滑平整，底部有斜坡和排水管线。作为本专利技术超大型环形混凝土不锈钢水箱的一种优选实施方式，所述不锈钢水箱单元的侧壁上部留有上部接嘴，侧壁下部留有下部接嘴；所述连通装置包括分别与不锈钢水箱单元的上部接嘴、下部接嘴对接的上部连通装置和下部连通装置；安装后，相邻的两个不锈钢水箱单元同时通过上部连通装置和下部连通装置连通，下部连通装置与不锈钢水箱单元底部平齐；连通装置处浇灌的混凝土，与不锈钢水箱单元内外侧的环形混凝土形成一个车轮状的整体混凝土结构。作为本专利技术超大型环形混凝土不锈钢水箱的一种优选实施方式，所述上部连通装置和下部连通装置的横截面为矩形，不锈钢水箱单元的上部接嘴和下部接嘴也为对应的矩形。作为本专利技术超大型环形混凝土不锈钢水箱的一种优选实施方式，所述不锈钢水箱单元的外壁焊接有纵横交错的井字型加强筋，每层横向加强筋围绕水箱一整圈，纵向加强筋成U型兜住水箱；所述加强筋上焊接有锚筋。作为本专利技术超大型环形混凝土不锈钢水箱的一种优选实施方式，所述超大型环形混凝土不锈钢水箱还包括泄漏监测与收集系统，泄漏监测与收集系统包括泄漏监测收集槽、连接泄漏监测收集槽的管线、用于监测的泄漏监测箱和监测仪表，所述泄漏监测收集槽设置于每个不锈钢水箱单元、连通装置的每条钢覆面对接焊缝背后；每个不锈钢水箱单元均能够通过泄漏监测与收集系统进行气密性检测以及泄漏液的监测和收集。作为本专利技术超大型环形混凝土不锈钢水箱的一种优选实施方式，每个不锈钢水箱单元的每个面的泄漏监测收集槽相互连通，但面与面之间的泄漏监测收集槽相互隔离，泄漏监测收集槽上设置有泄漏液收集管，在底部最终汇集到一根母管，多根母管再汇集焊接到一根设有阀门的监测管线，每一监测管线均连接有泄漏监测箱和监测仪表；每个连通装置的泄漏监测收集槽相互连通，并设有充气接口和排液口，排液口最终通过一根泄漏液收集管连接到附近的不锈钢水箱单元的母管上；不同连通装置的泄漏监测收集槽相互隔离。作为本专利技术超大型环形混凝土不锈钢水箱的一种优选实施方式，所述泄漏监测收集槽为双U型倒扣的不锈钢槽，内侧U型不锈钢槽作为每条钢覆面对接焊缝的垫板，外侧U型不锈钢槽与内侧U型不锈钢槽间断焊固定，与不锈钢水箱单元或连通装置的壁面密封。作为本专利技术超大型环形混凝土不锈钢水箱的一种优选实施方式，所述每个不锈钢水箱单元均为弧形结构，壁面由多块平面和曲面的不锈钢钢板拼焊而成；不锈钢水箱单元的底部拐角处均为冲压成型的球面包角结构，顶部开口则设置有一整圈翻边结构，不锈钢水箱单元的侧壁靠近翻边结构处设置有吊耳。为了实现上述专利技术目的，本专利技术还提供了一种用于制造上述任一段落所述的超大型环形混凝土不锈钢水箱的方法，其包括以下步骤：1)在工厂将不锈钢钢板分别焊接成不锈钢水箱单元和连通装置，焊接完成后对焊缝进行无损检测和气密性检测；2)将预制完成的不锈钢水箱单元、连通装置分别运输到核电施工现场；3)在施工现场先搭好用于支撑整个环形混凝土不锈钢水箱的支架台和模板，然后将不锈钢水箱单元、连通装置依次吊装就位组成一个环形结构，不锈钢水箱单元内外、连通装置内外均有辅助支撑进行固定，防止混凝土浇灌过程中发生上浮和变形；之后对连通装置的位置进行精确调整，并对接口进行修形，在确保位置补偿和组对间隙达到要求后，完成所有不锈钢水箱单元和连通装置的焊接和无损检测；4)搭建支撑环形混凝土不锈钢水箱侧壁的混凝土浇筑模板，绑扎钢筋，然后分区分层从下往上浇筑底部和侧壁的混凝土；在混凝土养护完成后，拆卸辅助支撑。作为本专利技术超大型环形混凝土不锈钢水箱的制作方法的一种优选实施方式，所述步骤1)中的无损检测包括射线检查，射线检查是通过不锈钢水箱单元的泄漏监测收集槽上的拍片孔塞入射线检测片，对每条钢覆面对接焊缝进行射线检测；检查完成后焊接一个不锈钢平板将拍片孔封堵起来，然后通过泄漏监测与收集系统进行气密性检测，在做气密性检测时，将泄漏监测与收集系统的排液口进行临本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超大型环形混凝土不锈钢水箱，其特征在于：包括混凝土结构、多个不锈钢水箱单元和多个连通装置；所述多个不锈钢水箱单元通过加强筋和锚筋镶嵌在混凝土结构中并依次串联成环形结构，每一不锈钢水箱单元均通过镶嵌在混凝土结构中的连通装置与相邻的两个不锈钢水箱单元连通，共同形成环形水池。/n

【技术特征摘要】
1.一种超大型环形混凝土不锈钢水箱，其特征在于：包括混凝土结构、多个不锈钢水箱单元和多个连通装置；所述多个不锈钢水箱单元通过加强筋和锚筋镶嵌在混凝土结构中并依次串联成环形结构，每一不锈钢水箱单元均通过镶嵌在混凝土结构中的连通装置与相邻的两个不锈钢水箱单元连通，共同形成环形水池。


2.根据权利要求1所述的超大型环形混凝土不锈钢水箱，其特征在于：所述混凝土结构包括底部混凝土、侧壁混凝土和顶部混凝土楼板，不锈钢水箱单元镶嵌在底部混凝土和侧壁混凝土中且为敞口结构，顶部混凝土楼板遮盖在不锈钢水箱单元上方，将串联的不锈钢水箱单元封闭为封闭式环形水池，封闭式环形水池内部上方充有氮气。


3.根据权利要求2所述的超大型环形混凝土不锈钢水箱，其特征在于：所述顶部混凝土楼板设有充氮气管线、气体排放阀、超压爆破安全阀、向不锈钢水箱单元充水的充水管线和与检修爬梯连接的人孔；所述不锈钢水箱单元为预制模块，内部无支撑，表面光滑平整，底部有斜坡和排水管线。


4.根据权利要求1所述的超大型环形混凝土不锈钢水箱，其特征在于：所述不锈钢水箱单元的侧壁上部留有上部接嘴，侧壁下部留有下部接嘴；所述连通装置包括分别与不锈钢水箱单元的上部接嘴、下部接嘴对接的上部连通装置和下部连通装置；安装后，相邻的两个不锈钢水箱单元同时通过上部连通装置和下部连通装置连通，下部连通装置与不锈钢水箱单元底部平齐；连通装置处浇灌的混凝土，与不锈钢水箱单元内外侧的环形混凝土形成一个车轮状的整体混凝土结构。


5.根据权利要求4所述的超大型环形混凝土不锈钢水箱，其特征在于：所述上部连通装置和下部连通装置的横截面为矩形，不锈钢水箱单元的上部接嘴和下部接嘴也为对应的矩形。


6.根据权利要求1所述的超大型环形混凝土不锈钢水箱，其特征在于：所述不锈钢水箱单元的外壁焊接有纵横交错的井字型加强筋，每层横向加强筋围绕水箱一整圈，纵向加强筋成U型兜住水箱；所述加强筋上焊接有锚筋。


7.根据权利要求1所述的超大型环形混凝土不锈钢水箱，其特征在于：所述超大型环形混凝土不锈钢水箱还包括泄漏监测与收集系统，泄漏监测与收集系统包括泄漏监测收集槽、连接泄漏监测收集槽的管线、用于监测的泄漏监测箱和监测仪表，所述泄漏监测收集槽设置于每个不锈钢水箱单元、连通装置的每条钢覆面对接焊缝背后；每个不锈钢水箱单元均能够通过泄漏监测与收集系统进行气密性检测以及泄漏液的监测和收集。


8.根据权利要求7所述的超大型环形混凝土不锈钢水箱，其特征在于：每个不锈钢水箱单元的每个面的泄漏监测收集槽相互连通，但面与面之间的泄漏监测收集槽相互隔离，泄漏监测收集槽上设置有泄漏液收集管，在底部最终汇集到一根母管，多根母管再汇集焊接到一根设有阀门的监测管线，每一监测管线均连接有泄漏监测箱和监测仪表；每个连通装置的泄漏监测收集槽相互连通，并设有充气接口和排液口，排液口最终通过一根泄漏液收集管连接到附近的不锈钢水箱单元的母管上；不同连通装置的泄漏监测收集槽相互隔离。


9.根据权利要求7所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张峰，宫爱成，宋玉军，陈楚员，何英勇，杨锦春，谢洪虎，刘小华，栾鸾，左永德，杜晓东，
申请(专利权)人：深圳中广核工程设计有限公司，中广核工程有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44