飞机撞击下高温气冷堆乏燃料厂房损伤研究

本文针对典型高温气冷堆乏燃料厂房在双发商用飞机撞击载荷下的响应及结构完整性开展研究，并探讨结构特性对撞击损伤的影响。对乏燃料厂房及飞机分别建立有限元模型，通过弹体-目标相互作用分析模拟了飞机撞击过程，综合IAEA与NRC的评价准则对乏燃料厂房在飞机撞击下的损伤程度进行评估。数值结果表明：厂房上对应于机身及发动机的撞击位置发生可接受的局部损伤；乏燃料贮存井墙体对于提高构筑物抗飞机撞击能力有重要作用。此外，构筑物外形对损伤有很大影响，圆柱形壳体的抗飞机撞击能力显著强于方形厂房，是核电厂厂房设计的优化方向之一。     

高温气冷堆反应堆厂房外墙及蒸发器舱室抗飞机撞击数值分析

反应堆抗大飞机撞击是需要考虑的外部事件,对反应堆的安全评价非常重要。本文在耦合冲击动力学有限元模型的基础上,提出了双层平行墙体承受飞机撞击的等效模拟方法,研究了高温气冷堆（HTGR）较薄的方形蒸发器舱室抗商用飞机撞击能力。建立了反应堆厂房外墙受商用飞机撞击穿透评价标准,并进行了商用飞机撞击反应堆厂房外墙仿真计算,得到了飞机剩余动能曲线。飞机撞击蒸发器舱室的计算中,保守假设飞机穿过外墙后无质量损失,形态完好,以剩余速度撞击方形蒸发器舱室。评估表明,蒸发器舱室结构在撞击条件下的整体损伤微小,可为保护内部关键设备提供重要的屏障功能。      

飞机撞击核岛屏蔽厂房的有限元分析

采用经典的显式有限元动力程序LS-DYNA,模拟商用大型飞机对核岛屏蔽厂房的撞击,混凝土有限元动力模型采用Holmquist-Johnson-Cook模型,用来模拟混凝土在大应变、高应变率下的非线性性能,同时评估屏蔽厂房的抗飞机撞击能力。     

基于Octree-SBFEM跨尺度模型的大型商用飞机撞击核电厂的精细化损伤演化分析

采用比例边界多面体有限元分析方法,结合八分树网格离散技术,开展了第三代核电厂在大型商用客机撞击下屏蔽厂房的损伤演化分析,讨论了基础效应、撞击区域形状选取和结构-地基相互作用的影响。结果表明:比例边界多面体有限元分析方法具有极强的网格离散能力、单元质高量少,且对模型修改有极高的适应性,与传统方案相比,效率可提高几十倍;精细化模型更准确地模拟了损伤演化与渐进破坏过程;飞机撞击核岛分析中的基础效应及结构-地基相互作用（SSI效应）在非岩性地基时不可忽略。      

乏燃料运输事故中放射性物质的释放机制及途径

符合国际原子能机构《放射性物质安全运输规定》要求的乏燃料运输容器,具有相当高的抗事故能力。但在运输过程中,仍有可能出现超过容器设计基准的冲撞(撞车、撞击山体或其它构筑物)、翻车、火灾等事故,导致乏燃料组件及其运输容器受损,向环境释放出放射性物质;或者导致运输容器屏蔽能力减弱乃至丧失,使意外接近容器的人员或公众受到较高水平的外照射。     

美国核电厂容纳核燃料的构筑物可承受飞机撞击

【美通社华盛顿2002年12月23日电】美国电力研究所(EPRI)过去几个月进行的分析表明,即使受到大型商用喷气客机的撞击,美国核电厂中容纳核燃料的构筑物也可保证不会发生辐射泄漏事故。 这次独立研究是应美国核能研究所(NEI)的要求,在美国能源部(DOE)的资助下完成的,耗资约100万美元。 最新的计算机模拟结果表明,美国核电厂使用的乏燃料贮存水池、乏燃料贮存容器和乏燃料运输容器的安全壳结构可承受客机撞击之类的外力影响,尽管某些部位会发生混凝土破碎和钢筋弯曲现象。 此次分析使用了能够增加分析保守性的几个场景。其中最引人注目的假…     

高温气冷堆舱室抗商用飞机撞击的耦合数值分析

本文建立了大型商用飞机撞击典型高温气冷堆核电站反应堆舱室的非线性有限元模型,计算中混凝土舱室直接采用工程用钢筋混凝土的损伤塑性本构模型,飞机结构采用Johnson-Cook本构模型。对飞机高速撞击高温气冷堆核电站反应堆舱室非线性撞击过程进行模拟计算,得出正面和侧面撞击条件下的撞击载荷曲线、撞击位移云图、反应堆舱室混凝土破坏情况等结果。评估表明,反应堆舱室结构在撞击条件下的整体损伤微小,可为保护内部关键设备提供重要的屏障功能。     

高温气冷堆舱室抗商用飞机撞击的耦合数值分析

本文建立了大型商用飞机撞击典型高温气冷堆核电站反应堆舱室的非线性有限元模型,计算中混凝土舱室直接采用工程用钢筋混凝土的损伤塑性本构模型,飞机结构采用Johnson-Cook本构模型。对飞机高速撞击高温气冷堆核电站反应堆舱室非线性撞击过程进行模拟计算,得出正面和侧面撞击条件下的撞击载荷曲线、撞击位移云图、反应堆舱室混凝土破坏情况等结果。评估表明,反应堆舱室结构在撞击条件下的整体损伤微小,可为保护内部关键设备提供重要的屏障功能。     

AP1000钢筋混凝土屏蔽厂房抗大型商用飞机撞击分析

针对建设中的三门、海阳AP1000钢筋混凝土(RC)屏蔽厂房,开展抵抗大型商用飞机撞击的分析研究。分析中采用我国核安全导则(HAD)推荐的总质量约90 t的大型窄体商用飞机作为撞击飞机,选取屏蔽厂房筒身中部、进气口区域和屋顶锥屋面作为撞击目标,并采用LS-DYNA显式有限元分析软件使用"飞机-标靶相互作用法"进行3种工况模拟。结果表明:AP1000的RC屏蔽厂房可以抵抗这种级别飞机的撞击。     

基于ANSYS/LS-DYNA的抗飞机撞击结构非线性动力分析

APC壳是核电站抵御飞机撞击的主要屏障,本文运用非线性有限元程序LS-DYNA对某核电站燃料厂房APC壳进行了分离式建模,并对大型商用飞机的撞击进行了数值计算,对APC壳的动力响应及弹塑性特性进行了研究分析,提出了大型商用飞机撞击局部效应的观点,为APC壳的设计计算提供参考。     

严重事故下安全壳排气对乏燃料厂房氢气风险影响研究

以我国某三代压水堆核电厂为例,选取了2个典型严重事故工况,采用严重事故一体化程序MAAP开展建模与计算,对安全壳排气的过程及对乏燃料厂房造成的氢气风险进行了分析。结果表明,如果不考虑乏燃料厂房的通风系统,从安全壳内释放的混合气体由于水蒸气的冷凝,会对乏燃料厂房造成一定的氢气风险;如果考虑乏燃料厂房通风系统的作用,乏燃料厂房的氢气风险将会消除。      

核电站选址及设计过程中对飞机坠毁事件的考虑

本文主要总结和介绍了有关在核电站选址及设计过程中,对飞机坠毁事件的概率分析、计算以及对结构和设备的影响。介绍和评价通用的计算撞击局部效应的公式。简述撞击对结构整体的响应和一些实用计算方法以及相应的结构措施。文中所总结和介绍的对飞机撞击效应的实用计算公式,也可适用于计算由其他原因引起的飞射物的撞击效应。     

基于ANSYS/LS-DYNA的抗飞机撞击结构非线性动力分析

APC壳(Air Plane Crash Shell)是核电厂抵御飞机撞击的主要屏障,本文运用非线性有限元程序LS-DYNA对某核电厂燃料厂房APC壳进行了分离式建模,并对大型商用飞机的撞击进行了数值计算,对APC壳的动力响应及弹塑性特性进行了研究分析,提出了大型商用飞机撞击局部效应的观点,为APC壳的设计计算提供参考。     

秦山核电站安全壳在飞机撞击下的整体动力反应

用ADINA程序对秦山核电站安全壳在飞机撞击荷载下的结构反应进行了分析。结构计算模型为包含有179个混凝土单元和118个钢筋单元的、轴对称的钢筋混凝土组合壳体。数值求解考虑了材料及结构的非线性以期取得较为满意的结果。坐标系统建立在Langrangian公式基础上,有限元方程的求解采用平衡迭代法(BFGS法),共算了600步。讨论了安全壳在飞机撞击下的整体动力反应,着重于撞击区域的非线性行为。     

秦山核电站安全壳在飞机撞击下的整体动力反应

用ADINA程序对秦山核电站安全壳在飞机撞击荷载下的结构反应进行了分析。结构计算模型为包含有179个混凝土单元和118个钢筋单元的、轴对称的钢筋混凝土组合壳体。数值求解考虑了材料及结构的非线性以期取得较为满意的结果。坐标系统建立在Lan-grangian公式基础上,有限元方程的求解采用平衡迭代法(BFGS法),共算了600步。讨论了安全壳在飞机撞击下的整体动力反应,着重于撞击区域的非线性行为。     

后处理厂乏燃料储运吊篮设计与分析

在后处理厂乏燃料贮存水池,采用吊篮储存和转运乏燃料组件可以提升转运能力,同时具有较好的安全性和经济性。本文针对国内商业核电站服役使用的典型乏燃料组件结构参数,设计了可一次性装载8盒乏燃料组件的储运吊篮,利用SuperMC软件对满载乏燃料组件的储运吊篮进行了临界安全分析,再利用ANSYS有限元软件对其进行抗震分析。临界安全分析结果表明:即使满载乏燃料组件的吊篮在无限大乏燃料贮存水池内紧密排列,贮存水池keff最高仅0.906;抗震分析结果表明:在0.3 g设计地震震动加速度下,吊篮最大结构应力为7.92 MPa,最大形变量为0.32 mm,不影响其功能。因此储运吊篮设计合理,可满足后处理厂乏燃料水池储运吊篮的基本安全要求。     

岭澳核电站燃料厂房乏燃料水池密集贮存结构安全分析

乏燃料水池是岭澳核电站燃料厂房的核心，其结构和荷载组成复杂。本文详细介绍了乏燃料水池部分三维有限元模型的建立、荷载计算与按照RCC－G进行的荷载组合、以及相应的内力分析和依照CCBA－68进行的配筋计算，同时也着重介绍了依据HOUSNER刚性壁理论对流体动力荷载所进行的等效简化计算。为业主实施燃料密集贮存提供了决策依据，同时也为核岛厂房同类水池结构分析提供了方法。     

福清核电厂安全壳的老化管理

安全壳是核电厂继核燃料包壳、反应堆压力容器之外的第三道安全屏障。国内核电厂安全壳厂房多数为钢筋混凝土结构,钢筋混凝土虽然是一种耐久性材料,但经验表明,钢筋混凝土构筑物经常受一些因素影响(如设计缺陷、使用劣质材料、施工不当、暴露于侵蚀性环境等)而发生老化降质,进而损害构筑物的安全性和可靠性。安全壳厂房的老化问题需要制定主动的老化管理策略及相应的措施,以确保在整个电厂寿期内维持其功能,实现核安全屏障的完整性。     

考虑撞击区非线性和土-结构相互作用的飞机撞击核电厂振动效应分析

给出一种简化的飞机撞击核电厂振动效应的评估方法,首先给出了2种飞机撞击荷载模拟方法（力-时程法和飞射物-标靶相互作用法）所产生的核电厂振动响应特性及其传播规律;随后重点分析了核电厂撞击区材料非线性和土-结构的相互作用对核岛内部振动响应的影响;最后结合核电厂抗震裕度评价工作,给出了振动响应对核电厂核岛内部安全相关系统、设备和部件影响的评估实例。结果表明:2种飞机撞击荷载模拟方法所得核电厂撞击区最大变形及其变化规律基本一致,但飞射物-标靶相互作用法将包含更多的高频分量;随振动传播距离的增加,振动响应（特别是高频分量）衰减显著,且2种撞击荷载模拟方法所得响应将逐渐趋于一致。当考虑撞击区材料非线性后,飞机撞击核电厂所产生的振动响应将明显低于线性分析的结果;当进一步考虑土-结构相互作用后,其振动响应还将进一步减小;裕度地震反应谱可作为振动响应评估的参考准则。      

非能动压水堆核电厂乏燃料池风险评价

以非能动压水堆核电厂为研究对象,对可能引起乏燃料损伤的内部事件进行了风险评价。采用PSA软件RiskSpectrum建立事件树和故障树模型,进行乏燃料损伤频率（FDF）定量化。结果表明：在所有工况下总的FDF为2.05×10^-9/(堆•年),远小于堆芯的损伤频率（约2.41×10^-7/(堆•年)）;即使在放射性完全释放的假设下,乏燃料损伤导致的大量放射性释放频率仍较堆芯损伤导致的大量放射性释放频率（约2.38×10^-8/(堆•年)）低1个量级;由于非能动压水堆核电厂有多重预防缓解措施以应对乏燃料池（SFP）事故,SFP风险远低于堆芯风险,可实现核安全导则的安全目标。