核电站常规岛主厂房结构抗震性能设计

核电站常规岛主厂房结构布置受限于工艺流程,含较多的错层、跃层,使结构的刚度与质量分布严重不均匀,往往超过了规范的适用条件,地震期间若出现功能中断或设备受损都将造成巨大的损失。基于性能的抗震设计应用于主厂房结构的抗震设计与评估中,在承载力和变形能力两个方面量化其抗震水平,确保主厂房的抗震能力满足预期设防目标。承载力依据现行抗震规范设计,变形能力的评估细化到构件的层次进行,在此基础上选取了5条地震波记录对典型常规岛主厂房结构进行弹塑性分析。结果表明:核电站常规岛主厂房结构能够在地震作用下保持不倒塌,结构具有较大冗余度,能保证核岛安全。     

海上升压站的抗震性能分析

  [目的]  对处于地震活动区域内的海上升压站整体模型进行地震工况下强度和韧性分析,分析海上升压站在设计基准期不同超越概率的海床面运动强度水平下的性能。  [方法]  强度分析采用响应谱法评估结构的抗震性能,韧性分析采用静力弹塑性分析方法进行倒塌计算来评估结构的抗震性能。  [结果]  通过对海上升压站主体结构和附属构件的抗震性能进行分析,认为海上升压站在考虑足够安全储备的前提下能满足“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震设防要求。  [结论]  研究表明该海上升压站结构体系具有较好的抗震性能。     

小湾水电站地下厂房动力特性及抗震分析

通过建立小湾水电站地下厂房三维有限元模型,对厂房模型的振动分析进行数值模拟,研究了厂房固有振动特性、共振复核及机墩结构在各种动力荷载作用下的振幅和应力,利用谱分析方法对模型进行了抗震分析,考察了正常运行时机组振动荷载和地震联合作用下厂房主要构件的地震反应特性,对厂房的抗震安全性能进行了初步的评价,为小湾厂房动力设计和运行控制提供科学依据。     

输电线路中杆塔地震反应的计算分析

对输电杆塔这类高耸结构来说,极易在地震作用下产生较大的结构内力,导致其结构破坏并引发倒杆/塌、断线等事故。为进一步理解和掌握输电杆塔在地震作用下的响应特性,提升输电线路的抗震容灾能力,通过建立典型输电杆塔的仿真模型,采用时程分析法对三种地震波作用输电杆塔构件层面的地震反应进行了精细化分析,得到了输电杆塔在地震波作用下的最大层相对位移、相对速度、绝对加速度、层间变形、剪切力、能量图、及塑性率的变化特征,从而为输电杆塔减震措施的合理选取提供了重要依据。此外,塔身部分斜材在地震波作用下的塑性率超标说明单纯从杆塔结构设计上难以满足大地震下杆塔结构不发生损失和破坏,建议关注杆塔结构构件的累积塑性率来获取更为明确的地震灾害的损失程度。     

四层砖混结构1/3缩尺模型模拟地震试验设计与研究

为研究砖混结构在地震作用下的破坏机理和抗震性能,对四层砖混结构建立缩尺模型,并进行相似关系论证,满足试验要求后对四层砖混结构建筑进行模拟地震振动台试验,观测结构在地震中的反应,并测得结构阻尼比、自振频率、加速度放大系数、位移时程曲线。试验结果表明,缩尺模型能准确还原地震中结构的破坏过程并测得有效数据,结构薄弱部位按破坏程度从强到弱依次为底部框架与上层砌体转换部位的构造柱、承重墙、底部框架梁柱节点部位;砖混结构在地震中,楼层连接处受损严重,各构件的结合方式对结构稳定性起着至关重要的作用。因此可适当改进砖混结构房屋的延性,采用楼板现浇等方式能有效增加砖混结构的抗震性能。     

地震荷载作用下海上风力机结构动力模型试验

综合考虑弹性相似律和佛劳德数(Fr)相似开展固定式多桩基础海上风力机结构动力模型试验,研究海上风力机整体结构在地震、风、波浪及海流单独及联合作用下的结构动力反应。运用ANSYS建立试验模型的有限元模型,将实测的地震波、风荷载和波高时程等荷载条件施加于数值模型,开展动力时程反应分析。通过试验数据与有限元结果的对比分析得出,在进行地震荷载作用下海上风力机结构动力反应分析时,需要考虑风、波浪等荷载因素的影响;地震、风、波浪荷载之间的耦合作用对结构内力反应具有显著影响,特别是当设计地震峰值加速度较小时,风与波浪荷载作用下的结构内力反应与地震荷载作用时效果相当。     

200m级垂直升船机承船厢结构抗震分析

为分析200m级垂直升船机承船厢结构的抗震性能,利用ADINA软件建立升船机承船厢结构与厢内水体有限元模型,考虑流固耦合作用,通过承船厢结构的应力、位移时程包络图分析其抗震性能。结果表明,初设完成的升船机承船厢结构在地震作用下的应力和位移反应均满足强度和刚度设计要求。研究成果可为高坝通航升船机承船厢结构的抗震设计提供参考。     

基于ANSYS的钢管混凝土输电塔抗风性能分析

基于ANSYS结构分析软件,计算了钢管混凝土构件的复合材料力学参数并对构件赋值,采用梁单元和杆单元相结合的方法对大跨越输电塔建模,并通过模态和风速时程分析了钢管混凝土构件在大跨越输电塔抗风性能方面的合理性。结果表明,大跨越输电塔中混凝土的灌注显著增加了钢管塔的刚度,输电塔在风荷载作用下的塔顶位移明显降低,有利于提高输电塔整体抗风能力,具有一定的推广价值。     

玻璃钢输电塔中稳定构件布置形式的研究

以通用设计中的110 kV输电塔为计算模型,研究了将玻璃钢材料应用于输电塔上能满足结构稳定性的构件布置形式,采用特征值屈曲分析对风荷载作用下不同塔腿和塔身形式的输电塔进行了有限元计算。结果表明,主材用角钢、其他构件用玻璃钢的输电塔结构和改变塔腿形式或再进一步将塔身下半部改为具有水平材的双腹杆形式均能满足结构稳定性要求。     

考虑流固耦合的大型渡槽地震响应分析

针对大型渡槽结构动力响应问题,基于Housner理论的槽身与槽内水体的流固耦合模型,以南水北调中线某大型渡槽工程为例,分析了该渡槽各构件的受力特点,建立了三维有限元动力模型,采用ANSYS动力时程分析技术计算了不同工况下该大型渡槽的结构动力响应.结果表明,在地震荷载时考虑流固耦合作用,渡槽的不同运行工况对其结构的地震响应影响较大,为同类型大型渡槽结构提供了理论依据和设计参考.     

浅谈核电站常规岛厂房设计

常规岛作为核电站的三大组成部分之一,其建筑结构设计水平直接关系到整个核电站的优劣,结合近二十年的核电站常规岛厂房设计经验,阐述了常规岛屋盖结构、屋面和外墙面、地下结构防水和厂房结构型式比较等方面的设计经验及需注意的问题,可供广大核电站设计和建设人员在工作中参考和借鉴。     

常规岛主厂房基于变形的抗震性能研究

为了确保工作人员安全的情况下同时保障常规岛主厂房内的贵重设备在大震情况下不至于遭受到较大的损失,常规岛主厂房的抗震设计要求应该采用更高标准,因此文章采用基于结构变形的抗震设计方法。针对常规岛主厂房的变形特点,在小震,中震和大震作用下,通过有限元软件SAP 2000进行静力弹塑性分析和动力时程分析。用SAP2000对常规岛主厂房整体结构进行建模时,设置了整体建模参数和结构分析系数,并按照《建筑抗震设计规范》要求选取了3条实际地震波和2条人工波,进行静力弹塑性分析和动力时程分析后获取了常规岛主厂房在不同地震水准作用下整体层间位移角。分析结果表明,常规岛主厂房结构整体在小震、中震以及大震作用下,不论是横向地震作用还是纵向地震作用下的层间位移角平均值远小于设定的整体层间位移角限值,符合预期设定变形目标要求。     

严重事故下内陆核电水资源安全应对措施

  [目的]  文章旨在论证严重事故下内陆核电厂具有可靠的水资源安全应对措施。  [方法]  通过对比内陆核电放射性废液处理结果与国家相关标准,分析了严重事故工况下内陆核电的放射性废液的处理措施,同时提出了进一步提高安全性和可靠性的措施—加强备用电源、备用水源和增加废液存贮水池。  [结果]  结果证明:严重事故下,通过安全壳包容、核岛厂房滞留、水池暂存三道外层的放射性物质隔离措施,能够将放射性物质在厂内进行“存贮、封堵和处理”。  [结论]  CAP1000内陆核电具有完善的严重事故预防和事故缓解措施,能够从设计上实际消除大量放射性物质释放的可能性,有能力在严重事故下确保水资源安全。     

我国岛屿核电厂址关键性问题分析

通过对岛屿核电厂址的大容量电力送出、核应急、极端气象条件下安全运行、综合效益等四个关键性问题分析,提出了开发岛屿核电的可能性,以及如何解决上述关键性问题的可能方案,得出了岛屿核电开发不仅可能,而且在经济上也具有一定竞争力的观点。旨在抛砖引玉,以促进我国对岛屿核电的开发工作。     

我国滨海核电厂海啸防护探讨

  [目的]  我国在建及在运核电厂多为滨海厂址，根据以往观测数据及分析，防洪设计多以风暴潮作为控制性条件，海啸相关研究成果较少，构筑物对海啸的防护方法方面缺少工程经验。福岛核事故后，海啸对核电厂安全的影响受到了核安全监管、核电从业者及公众的广泛关注，国内也开展了对在运核电厂海啸防护水平的复核。  [方法]  结合海啸的特点，针对我国滨海核电厂并以某一核电厂为例，通过海啸波物理模型试验研究工作，以此开展对核电厂海啸防护的复核工作。  [结果]  模型试验研究表明，在海啸波作用下，我国已建滨海核电厂厂坪标高的设置对于近地海啸防护裕度较为充裕。  [结论]  结合现有海域防洪措施，针对后续新建的滨海核电厂设计中需结合厂址条件进一步考虑对于马尼拉、琉球海沟可能产生地震海啸的防护，以增大安全裕度。     

核电站安全壳在外来事件作用下的安全防护性能研究进展

核电站安全壳是核反应堆的最后一道屏障,其结构的安全性直接关系到核电站周围人员和环境的安全问题。介绍了核电站安全壳的功能及其分类,基于核电站安全壳特殊的防护功能要求,对安全壳结构在地震、飞机撞击和爆炸等外来事件作用下的安全防护性能进行了探讨,并对安全壳结构防护措施的改善给予了相应建议。     

集约式海上换流站电气应用技术研究

  目的  深远海大规模海上风电送出会选用大容量风机和66 kV集电系统,风机具备直接接入海上换流站的条件,从而可以取消海上升压站,实现集约式设计。针对集约式海上换流站需要关注的电气关键技术点开展初步研究。  方法  在现有海上风电柔性直流输电技术的基础上,通过研究集约式海上换流站的主回路拓扑结构、核心电气设备选择和平台布置方案优化,对电气关键技术点给出了切实可行的技术方案。  结果  随着海上风电66 kV集电系统的逐渐普及,集约式海上风电柔直送出将成为以后的主流设计方案。针对集约式海上换流站的电气关键技术点给出了具有指导意义的研究结论。  结论  集约式海上换流站相比传统海上换流站具有明显的技术优势,形成的研究结论可以为后续深远海大规模海上风电送出项目的方案设计和实施提供技术支持,具有很好的示范应用前景。     

近期核电厂抗震设计输入及AP1000核岛隔震的总体考虑

介绍了近期美国、日本和中国核电厂抗震设计地震动规范的现状和趋势,以上海核工程研究设计院开展的AP1000机型核岛基础隔震设计课题为例,分析了AP1000机型核岛基础隔震设计的必要性及总体概念设计内容,研究了美国核管会目前重点关注的核岛基础隔震设计内容以及上海核工程研究设计院的应对策略,研究成果为核电厂的抗震设计及核岛结构基础的隔震设计提供了重要的参考依据。     

大型逆流式自然通风高位收水冷却塔的应用研究

随着我国能源结构的调整,在低碳经济的要求下,大型核电和高参数、大容量火电机组将成为我国电力行业的主要发展方向。循环水系统是电厂中的用水和耗能大户,为进一步落实节能降耗的环保要求,介绍了高位收水冷却塔工艺,通过了解其功能特点及配套系统运行特点,并按不同年利用小时数对其综合经济性进行分析比较,结果显示大型逆流式自然通风高位收水冷却塔以其显著的节能、节水、低噪声等优势,具有广阔应用前景。