隔離裝置、更換隔離結構部的方法及控制其載荷的方法
2023-06-01 14:41:11
隔離裝置、更換隔離結構部的方法及控制其載荷的方法
【專利摘要】提供了一種隔離裝置、更換隔離結構部的方法和控制所述隔離結構部的載荷的方法。在上部結構和下部結構之間配置的隔離裝置包括用於實現隔離功能的隔離結構部、在所述隔離結構部和上部結構之間以及所述隔離結構部和下部結構之間的至少一個位置上配置的高度可調節部，所述高度可調節部的高度通過在其中供給或從其中排出流體來調節。
【專利說明】隔離裝置、更換隔離結構部的方法及控制其載荷的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及使用隔離裝置的隔離系統設計，其能夠確保結構對於自然災害尤其是地震的穩定性並且在諸如核電站建築物的建築結構的設計中提高所述結構的生命周期。
【背景技術】
[0002]對於諸如核電站結構的關鍵設施，地震破壞對公眾的影響可能是非常大的。因此，與一般結構相比，在隔離系統中所需的安全性能應該是非常高的。
[0003]而且，對於近年設計的核電站結構，考慮到大約60年或更長時間的設計生命、連續操作和停運的時期，在設計中應考慮大約100年或更長時間的剩餘時間。因此，隔離系統的完整性也應該能維持100年或更長時間。
[0004]當隔離裝置被外部疲勞、和地震等破壞時，需要更換所述隔離裝置。當更換隔離裝置時，可能主要更換在所述隔離裝置中提供隔離功能的隔離結構部。
[0005]通常，在更換隔離結構部時，上部結構可能被抬起以更換所述隔離結構部。然而，上面描述的方法可能需要相當長的時間和昂貴的費用。此外，所述上部結構的完整性可能被置於險境。
[0006]施加了相對大的載荷的隔離結構部在隔離功能方面與其他隔離結構部相比可能會相對快地劣化。然而，尚未提出控制隔離結構部的載荷的方法。
[0007]日本專利公開2012-172314公開了在其中的具有螺紋結構的可動構件旋轉以提供工作空間的功能，從而更換隔離裝置。然而，可動構件的旋轉可能會需要相當大的空間和時間。
【發明內容】
[0008]本發明提供了其中易於更換隔離結構部並且易於控制載荷的隔離裝置。本發明還提供了更換隔離結構部的方法和控制所述隔離結構部的載荷的方法。
[0009]根據本發明的一個方面，配置在上部結構和下部結構之間的隔離裝置包括:用於實現隔離功能的隔離結構部；和配置在所述隔離結構部和上部結構之間以及所述隔離結構部和下部結構之間的至少一個位置上的高度可調節部，所述高度可調節部通過在其中供給或從其中排出流體調節高度。
[0010]所述高度可調節部可包括:提供在其中供給流體的流體空間的可變形殼體；和與所述流體空間連通並連接到外部流體供給單元的連接器，所述連接器暴露到外部。
[0011]所述隔離裝置可還包括包圍所述高度可調節部的側面的至少一部分的防水平變形部以防止所述高度可調節部在水平方向上的變形。
[0012]所述高度可調節部可配置在所述下部結構和隔離結構部之間，所述隔離結構部的載荷可通過向所述高度可調節部供給和從中排放流體來改變。
[0013]所述隔離裝置可進一步包括連接到所述高度可調節部的壓力計以測量高度可調節部內的流體的壓力。[0014]所述隔離裝置可進一步包括可拆卸地連接到所述上部結構和下部結構的保護罩，其中所述保護罩可與所述隔離結構部間隔開以包圍所述隔離結構部。
[0015]當發生超過設計標準的地震時，所述保護罩可與所述上部結構和下部結構中的至少一個分離。
[0016]所述隔離結構部可包括:鉛芯；包圍所述鉛芯的堆疊式橡膠軸承；在所述鉛芯和堆疊式橡膠軸承的上部和下部上的保護板；和與所述保護板連接的蓋，其中所述蓋可與所述保護板分分離以限定通過其取回所述鉛芯的通道。
[0017]根據本發明的另一個方面，更換配置在上部結構和下部結構之間的隔離裝置中實現隔離功能的隔離結構部(其中所述隔離裝置進一步包括配置在所述隔離結構部和上部結構之間以及所述隔離結構部和下部結構之間的至少一個位置上的高度可調節部，所述高度可調節部的高度通過在其中注入或從其中排出流體來調節)的方法包括:從所述高度可調節部排出流體以降低所述高度可調節部的高度並且除去所述隔離結構部的載荷；在所述高度可調節部的高度降低的狀態下移走所述隔離結構部以插入新的隔離結構部；和向所述高度可調節部注入流體以增加所述高度可調節部的高度從而給所述新的隔離結構部施加載荷。
[0018]所述隔離結構部可包括:鉛芯；包圍所述鉛芯的堆疊式橡膠軸承；在所述鉛芯和堆疊式橡膠軸承上部和下部的保護板；和與所述保護板連接的蓋，其中所述蓋可與所述保護板分離以限定通過其取回所述鉛芯的通道，所述新的隔離結構部可通過向所述堆疊式橡膠軸承內插入新的鉛芯來提供。
[0019]根據本發明的另一個方面，控制配置在上部結構和下部結構之間的隔離裝置中實現隔離功能的隔離結構部(其中所述隔離裝置進一步包括配置在所述隔離結構部和上部結構之間以及所述隔離結構部和下部結構之間的至少一個位置上的高度可調節部，所述高度可調節部的高度通過在其中注入或從其中排出流體來調節)的方法包括:測量在所述高度可調節部內流體的壓力；基於所測量的壓力向所述高度可調節部供給流體或從所述高度可調節部排出流體。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]通過參照附圖詳細描述其示例性的實施方案，本發明的上述和其他的特徵和優點將變得更加明顯，其中，
[0021]圖1為根據本發明的第一實施方案的隔離裝置的截面圖；
[0022]圖2為示出了根據本發明第一實施方案的隔離裝置中的高度可調節部和防水平變形部的連接結構的透視圖；
[0023]圖3A到3C為用於解釋根據本發明第一實施方案的隔離裝置中的隔離結構部的更換的截面圖；
[0024]圖4為示出了控制根據本發明第一實施方案的隔離裝置中隔離結構部的負載的方法的截面圖；
[0025]圖5為根據本發明第二實施方案的隔離裝置的截面圖；
[0026]圖6和7為根據本發明第二實施方案的隔離裝置中保護罩的視圖；
[0027]圖8為根據本發明第三實施方案的隔離裝置中的隔離結構部的視圖；和[0028]圖9為用於解釋根據本發明第三實施方案的隔離裝置中的鉛芯的更換的視圖；【具體實施方式】
[0029]雖然根據本發明的隔離裝置應用於以下描述的核電站結構中，但是本發明不限於此。
[0030]圖1為根據本發明的第一實施方案的隔離裝置的截面圖，圖2為示出了根據本發明第一實施方案的隔離裝置中的高度可調節部和防水平變形部的連接結構的透視圖。
[0031]隔離裝置I配置在上部結構10和下部結構20之間以在發生地震時實現隔離功能。所述上部結構10和下部結構20可包括混凝土結構。
[0032]隔離裝置I包括上部隔離結構部100、下部隔離結構部200和防水平變形部300。此外，所述隔離裝置I包括上板510、下板520、連接件531和532、防止移動件533和中間金屬板540。
[0033]隔離結構部100具有方柱形。而且，橡膠板101和金屬板102交替地相互層疊以構成隔離結構部100。在發生地震時，隔離結構部100防止下部結構20的振動被傳遞到上部結構10以保護上部結構10。
[0034]高度可調節部200配置在隔離結構部100的下方。而且，高度可調節部200的下部和側表面由下部結構20包圍。所述高度可調節部200包括提供用於容納流體的流體空間的殼體210、用於向殼體210供給流體和從殼體210排出流體的連接器220、和將殼體210連接到連接器220的注射管230。
[0035]殼體210整體上具有方板形狀。而且，殼體210的體積可通過供給和排出流體而變化。也就是說，如果大量流體注入到殼體210中，則殼體210的體積可能會增加。另一方面，如果少量流體注入到殼體210中，殼體210的體積可能會減小。殼體210的下側表面可具有褶皺的形狀以能夠實現殼體210的體積變化。
[0036]當大量流體被注入時，殼體210的褶皺部分可伸展，使得殼體210的高度增加。另一方面，當少量流體被注入時，殼體210的褶皺部分可收縮，使得殼體210的高度降低。
[0037]對於本發明，可使用液體或氣體作為所述流體。具體地，可使用根據溫度變化具有小的體積變化的不可壓縮的流體作為所述流體。如果用於建造核電站結構的地點的溫度不降到零度以下，可使用水作為所述流體。如果所述流體被凍住，注入和排出所述流體可能是非常困難的。此外，高度可調節部200的高度可能會不希望地變化，以使得結構10和20的完整性劣化。因此，可使用考慮到周圍溫度未被凍住的材料作為所述流體。例如，可使用矽油作為所述流體。
[0038]殼體210可由諸如橡膠的柔性材料形成。殼體的內部可塗有諸如金屬的其他材料。殼體210可由承受施加於其的壓力、具有優良的耐久性和柔性的多種材料形成。
[0039]注射管230和連接器220配置在殼體210的側面以注入和排出所述流體。注射管230從殼體210的側表面水平延伸然後豎直延伸。連接到外部的連接器220配置在注射管230的末端上。連接器220暴露到外部。連接器220也與外部注入裝置連接以向殼體210注入流體或從殼體210排出流體。如果連接器220通常關閉注射管230並且必要時將注射管230連接到外部，則連接器220可具有各種形狀。
[0040]在另一實施方案中，連接器220可保持在一直打開的狀態。而且，開/關閥可提供在注射管230處。在這種情況下，連接器220到外部流體注入裝置的連接和斷開可在所述閥處於關的狀態中實現。
[0041]防水平變形部300具有方帶形以包圍高度可調節部200的側表面。防水平變形部300可由諸如不鏽鋼的金屬形成。用於容納注射管230的注射管容納部310配置在防水平變形部300中。注射管230容納在注射管容納部310內以防止注射管230和防水平形變部分300相互幹擾。防水平變形部300的上側表面面對隔離結構部10的下部以限制隔離結構部100的水平移動。
[0042]防水平變形部300防止高度可調節部200變形。當向高度可調節部200中供給流體時，防水平變形部300防止高度可調節部200的水平變形以有效地增加高度可調節部200的高度。
[0043]上板510、下板520、連接件531和532、防移動件533固定隔離結構部100和防水平變形部300，具體地，限制隔離結構部100和防水平變形部300的水平移動。在第一實施方案中，下板520可具有空的中間部分以容納高度可調節部200和防水平變形部300。
[0044]中間金屬板540配置在隔離結構部100和高度可調節部200之間。中間金屬板540和下部結構20的頂表面在高度上重疊。而且，中間金屬板540抵抗由於地震載荷產生的剪切力並且將豎直載荷均勻地傳送到高度可調節部200的流體。並且，中間金屬板540防止隔離結構部100旋轉。
[0045]在下文中，將參照附圖3A到3C描述根據本發明第一實施方案的隔離裝置中的隔離結構部的更換。
[0046]參照圖3A，高度可調節部200的連接器220連接到外部裝置以排出在高度可調節部200中的流體。因此，殼體210的體積減小以降低殼體210的高度，從而降低高度可調節部200的聞度。
[0047]當高度可調節部200的高度降低時，隔離結構部100的負載被除去。因此當隔離結構部100向下移動時，隔離結構部100和上板510彼此間隔開。
[0048]此後，如圖3B所示，上板510、連接件531和防移動件533被移走，然後移開隔離結構部100。
[0049]此後，如圖3C中所示，插入新的隔離結構部100』。然後，引入上板510並固定，向殼體210中供給流體。當所述流體被供給到殼體210中時，高度可調節部200的高度增加。因此，下部結構20、高度可調節部200、中間金屬板540、隔離結構部100』、上板510和上部結構10相互緊密地連接以通過新的隔離結構部100』實現隔離的功能。
[0050]所述隔離結構部的上述更換方法可進行多種變化。
[0051]例如，隔離結構部100可被更換而不移開上板510、連接件531和防移動件533。為此，上板510和/或防水平變形部30可變形。或者，只有防移動件533可被移開而不移開上板510和連接件531以更換隔離結構部100。
[0052]參照圖3A到3C所描述的過程可被實施以檢查隔離結構部100而不更換隔離結構部100。在檢查隔離結構部100的情況下，如果確定隔離結構部100具有適當的性能，隔離結構部100可再使用。
[0053]在本發明中，術語「更換」可包括隔離結構部100的僅一部分的更換。
[0054]為了更換隔離結構部100，應消除隔離結構部100的載荷，並且一些構件應彼此間隔開以提供工作空間。根據本發明，在高度可調節部200中的流體可被排出以快速並簡單地消除隔離結構部100的載荷並且使得一些構件彼此間隔開。因此，隔離結構部100可在短時間內有效地更換。
[0055]如果發生嚴重的地震，隔離結構部100可能被損壞。之後，在隨後的餘震中被損壞的隔離結構部100可能無法實現適當的隔離功能。隔離結構部100的不適當的隔離功能在安全性尤其重要的核電站結構中是高度敏感的問題。根據本發明，隔離結構部100可由更少的工人快速地更換以安全地保護所述核電站結構。
[0056]將參照附圖4描述控制根據本發明第一實施方案的隔離裝置中的隔離結構部的載荷的方法。
[0057]在本說明書中，術語「載荷」表示施加到所述隔離裝置或隔離結構部的垂直圍壓。
[0058]幾十到幾百個隔離裝置被配置在所述核電站建築物的下部。這裡，如果未給其施加建築物的載荷或施加非常小的載荷的隔離裝置存在，載荷可集中到其他隔離裝置中。因此，可能難以恰當地實現所述隔離功能，而且所述隔離裝置的生命周期可能縮短。然而，檢查適當載荷是否施加到存在的隔離裝置的每一個可能是困難的。
[0059]根據本發明，如圖4所示，壓力計可連接到連接器220以通過使用所測量的壓力容易地確定施加到相應隔離裝置的載荷。如果向具有低壓的隔離裝置中進一步注入流體，高度可調節部200的高度可增加由此可以緊密地接合到隔離結構部100以增加施加到所述隔離裝置的載荷。另一方面，如果部分流體從具有高壓的隔離裝置中排出，則高度可調節部200的高度可降低，由此其間的接合度可能會降低以減小施加到所述隔離裝置的載荷。
[0060]因此，根據本發明，可容易地獲得施加到所述隔離裝置的每一個的載荷以容易地控制所述載荷。
[0061]根據本發明的另一實施方案，壓力計240可安裝到高度可調節部200。這裡，數字壓力計可結合到兩個以上高度可調節部200的每一個以通過無線或有線的連通接收所測量的壓力。此外，流體箱、流體供給單元和流體控制單元可連接到高度可調節部200的每一個以根據所測量的壓力值遠程或自動地供給流體。
[0062]如上所述，根據本發明，施加到隔離裝置100的每一個的載荷可在短時間容易地獲得和有效地控制。因此，可有效地管理隔離結構部100的隔離功能以在發生地震時有效地保護所述核電站結構。
[0063]圖5、6和7為根據本發明第二實施方案的隔離裝置的視圖。
[0064]在第二實施方案中，保護罩400包圍隔離結構部100。
[0065]因為隔離裝置I暴露到外部而不是安裝在建築物內，隔離裝置I可能會由於火、雨水、由用於維護和管理的設備(梯)移動的碰撞等而意外損傷。此外，隔離裝置I應受到保護以防止物理/化學影響，如放射性的。
[0066]保護罩400被分成四個部分以分別包圍隔離裝置100的四個側。每一部分包括連接到下部結構20的第一部分410、彎曲的並且從第一部分410延伸以保護隔離結構部100的第二部分420、和彎曲的並且從第二部分420延伸且連接到上部結構10的第三部分430。
[0067]連接孔411被限定在第一部分410中。連接板440和連接突出物441配置在下部結構20上。連接突出物441被插入到連接孔411內。然後，如圖7所示，連接突出物441旋轉以將保護罩400固定到下部結構20。[0068]第三部分430通過使用密封劑固定到上部結構10。在另一實施方案中，第三部分430可通過使用磁鐵固定到上部結構10或通過使用與第一部分410相同的方法固定到上部結構10。
[0069]保護罩400可由不鏽鋼材料形成。而且，保護罩400可以多層的形狀提供，如果保護罩400以多層的形狀提供，被暴露到外部的最頂層可由具有耐熱性、耐水性和硬度的諸如不鏽鋼板的材料形成，最底層可由具有抗輻射性的諸如鉛的材料形成。
[0070]因為根據第二實施方案的保護罩400與隔離結構部100間隔開，保護罩400對隔離結構部100的隔離功能沒有影響。並且當檢查和更換隔離裝置I時，保護罩400可容易地分開。如果發生超過設計標準的地震，保護罩400可與上部結構10和/或下部結構20分離。因此，保護罩400對隔離結構部100的隔離功能沒有影響。
[0071]將參照附圖8到9描述根據第三實施方案的隔離裝置。
[0072]在圖8和圖9中僅示出隔離結構部110。其他部分可具有與第一實施方案的那些相同的結構，而且，根據第二實施方案的保護罩在當前實施方案中可以採用。然而，對於具有圓柱形的隔離結構部110，高度可調節部200和防水平變形部300的形狀可足夠地變形。
[0073]隔離結構部110在整體上具有圓柱的形狀。隔離結構部110包括具有圓柱形狀的鉛芯111、包圍鉛芯111的堆疊式橡膠軸承112、上保護板113和下保護板114。上保護板113和下保護板114中的每一個可包括橡膠板。
[0074]在第三實施方案中，隔離結構部110的鉛芯111可作為用於吸收地震力的阻尼器。堆疊式橡膠軸承112可實現抵抗豎直載荷的功能、水平變形功能和恢復功能。
[0075]然而，當發生地震時相比於堆疊式橡膠軸承112，鉛芯111更可能損壞。因此，如果只有鉛芯111的完整性劣化，堆疊式橡膠軸承112可再使用以節省更換成本，可以只更換鉛芯 111。
[0076]根據第三實施方案的隔離結構部110，蓋116和117分別配置在上保護板113和下保護板114上以使得鉛芯111容易地更換。蓋116和117可通過配置在蓋116和117中每一個上的螺紋118和配置在保護板113和114中每一個上的螺紋115從保護板113和114中移走。當蓋116和117移走時，鉛芯111可通過蓋116和117的每一個配置在其中的空間更換。當鉛芯111移開時，鉛芯111被推入通過移走上蓋116所形成的空間中，然後通過由移開下蓋117所形成的空間取回。
[0077]在鉛芯111被更換之後蓋116和117再次安裝時，可提供其中僅鉛芯111被更換和實現正常隔離功能的隔離結構部110。諸如油脂的潤滑劑可填充到新鉛芯111和堆疊式橡膠軸承112之間的空的空間中。潤滑劑注射孔可形成在蓋116和117和/或保護板113和114中以供給潤滑劑。
[0078]根據本發明，可提供其中的隔離結構部易於更換和載荷易於控制的隔離裝置。此夕卜，本發明可提供短時間有效地更換所述隔離結構部的方法和控制所述隔離結構部的載荷的方法。
[0079]雖然已參照其示例性的實施方案具體示出和描述了本發明，但是本領域普通技術人員應該了解，可以對其中的形式和細節實施不同的改變而不脫離由所附權利要求書所限定的本發明的精神和範圍。因此，對本發明實施方案的未來的改變不可脫離本發明的技術範圍。
【權利要求】
1.一種隔離裝置，其配置在上部結構和下部結構之間，所述隔離裝置包括: 用於實現隔離功能的隔離結構部；和 配置在所述隔離結構部和所述上部結構之間以及所述隔離結構部和所述下部結構之間的至少一個位置上的高度可調節部，所述高度可調節部的高度通過在其中供給流體或從其中排出流體來調節。
2.根據權利要求1所述的隔離裝置，其中所述高度可調節部包括: 提供在其中供給流體的流體空間的可變形殼體，和 與所述流體空間連通並且連接到外部流體供給單元的連接器，所述連接器暴露到外部。
3.根據權利要求1所述的隔離裝置，其進一步包括包圍所述高度可調節部的側表面的至少一部分的防水平變形部以防止所述高度可調節部在水平方向上的變形。
4.根據權利要求1所述的隔離裝置，其中所述高度可調節部配置在所述下部結構和所述隔離結構部之間，和 所述隔離結構部的載荷通過向所述高度可調節部供給流體和從所述高度可調節部排出流體來變化。
5.根據權利要求1所述的隔離裝置，其進一步包括連接到所述高度可調節部的壓力計以測量在所述高度可調節部內的流體的壓力。
6.根據權利要求1所述的隔離裝置，其進一步包括可拆卸地連接到所述上部結構和所述下部結構的保護罩， 其中所述保護罩與所述隔離結構部間隔開以包圍所述隔離結構部。
7.根據權利要求6所述的隔離裝置，其中當發生超過設計標準的地震時，所述保護罩與所述上部結構和所述下部結構中的至少一個分離。
8.根據權利要求1所述的隔離裝置，其中所述隔離結構部包括: 鉛芯； 包圍所述鉛芯的堆疊式橡膠軸承； 在所述鉛芯和所述堆疊式橡膠軸承的上部和下部的保護板；和 連接到所述保護板的蓋； 其中，所述蓋與所述保護板分離以限定通過其取回所述鉛芯的通道。
9.一種更換配置在上部結構和下部結構之間的隔離裝置中實現隔離功能的隔離結構部的方法，其中所述隔離裝置進一步包括配置在所述隔離結構部和所述上部結構之間以及所述隔離結構部和所述下部結構之間的至少一個位置上的高度可調節部，所述高度可調節部的高度通過在其中供給流體或從其中排出流體來調節，所述方法包括: 從所述高度可調節部排出流體以降低所述高度可調節部的高度並且除去所述隔離結構部的載荷； 在所述高度可調節部的高度降低的狀態下移走所述隔離結構部以插入新的隔離結構部；和 向所述高度可調節部注入流體以增加所述高度可調節部的高度從而給所述新的隔離結構部施加載荷。
10.根據權利要求9所述的方法，其中所述隔離結構部包括:鉛芯； 包圍所述鉛芯的堆疊式橡膠軸承； 在所述鉛芯和所述堆疊式橡膠軸承的上部和下部的保護板； 連接到所述保護板的蓋； 其中，所述蓋與所述保護板分離以限定通過其取回所述鉛芯的通道，和 所述新的隔離結構部通過將新的鉛芯插入到所述堆疊式橡膠軸承來提供。
11.一種控制配置在上部結構和下部結構之間的隔離裝置中實現隔離功能的隔離結構部的載荷的方法，其中所述隔離裝置進一步包括配置在所述隔離結構部和所述上部結構之間以及所述隔離結構部和所述下部結構之間的至少一個位置上的高度可調節部，所述高度可調節部的高度通過在其中注入流體或從其中排出流體來調節，所述方法包括: 測量在所述高度可調節部內的流體的壓力；和 基於所測量的壓力向所述高度可調節部供給流體或從所述高度可調節部排出流體。
【文檔編號】E04B1/98GK104005484SQ201310060455
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2013年2月26日 優先權日:2013年2月26日
【發明者】趙城國, 金鐘鶴, 朱光浩, 金賢旭, 盧相勳 申請人:傑斯韓國株式會社