大亚湾核电厂反应堆厂房地震响应分析评估

大亚湾核电厂核反应堆厂房的抗震分析基本沿用法国M310型机组的标准分析方法（RCC—G）,对于土-结构相互作用（SSI）效应的考虑,采用简化的阻抗函数法。本文拟采用新的相对精确的基于Green函数的三维连续半空间边界子结构法考虑地基岩土的作用,进行SSI耦合系统的地震响应分析计算,并将计算的楼层反应谱（FRS）同设计值进行比较,对设计方法及其结果的趋向性（偏于安全／或不安全）进行评估。结果表明,与基于三维连续半空间边界子结构法的计算结果相比较,电厂设计偏于安全。     

核电厂电气厂房地震响应敏感性分析

利用人工地震波生成算法,探讨考虑土壤-结构相互作用的核电厂电气厂房地震响应动力分析模型和计算方法。通过比较楼层反应谱,研究岩土材料参数和载荷的不确定性对结构响应的影响。结果表明:岩土材料参数对核电厂电气厂房地震响应的影响更大,单一岩土材料参数下计算得到的拓宽后的楼层反应谱不能完全包络参数变化带来的地震响应差别。即使最终的反应谱大于或等于各种不同岩土参数下的楼层反应谱,仍有必要对不同岩土参数下的楼层反应谱做包络。     

CARR堆反应堆厂房土壤-结构相互作用与楼层反应谱分析

土壤-结构动力相互作用(SSI)分析及楼层反应谱(FRS)计算是中国先进研究堆(CARR)工程抗震设计的重要环节.本文采用直接法,通过建立二维土壤-结构共同工作计算模型,并分3个方向进行地震动输入,考虑土壤-结构相互作用对反应堆厂房地震反应进行分析,计算出厂房基础部位和各楼层在不同工况下的地震反应及楼层反应谱.     

18-5临界装置厂房楼层响应谱计算研究

根据18-5临界装置某机柜抗震试验分析的要求,利用ANSYS大型通用有限元程序,建立临界装置厂房结构的有限元模型。在其地基处输入给定的位移时程,对结构进行动力分析,计算得到厂房结构中机柜位置处的位移时程、加速度时程等力学量。用该关键位置处的加速度时程计算其相应的加速度响应谱,分别给出了运行基准地震(OBE)和安全停堆地震(SSE)作用下该厂房标高3.50 m主控制室位置处阻尼比为2%、4%、5%和7%的楼层响应谱。     

核反应堆厂房结构楼层反应谱的敏感性分析

以某千兆瓦级压水堆核电站反应堆厂房结构为对象,研究了考虑土一结构动力相互作用的硬土场地条件下地基土动态剪切模量的变化对楼层反应谱计算的影响,定量分析了厂房结构楼层加速度反应谱对地基土动态参数变化的敏感性,从而为评估类似硬土场地条件下核反应堆厂房结构抗震安全性提供了一种可供参考的计算方法。     

三向地震载荷下HTR-10厂房土壤-结构相互作用分析

土壤-结构相互作用（SSI）会影响核电厂厂房的地震响应。本文充分考虑SSI效应的影响,对10 MW高温气冷堆（HTR-10）厂房在三向地震载荷下的响应进行了分析。建立了土壤-结构耦合有限元模型,通过构造人工边界实现对地震波在无限域内传播过程的模拟,并对模型的准确性进行了验证。利用该模型计算了HTR-10厂房的地震响应,并对不同楼层的反应谱计算结果进行了分析。对于水平向反应谱,各楼层的反应谱谱型类似,SSI影响规律基本一致。在竖直方向上,结构的响应特点与楼板自身的竖向频率特性有明显关系,不同楼板的响应差别较大。一般情况下,SSI效应对竖向响应有抑制作用,且随着楼层增加更为明显。当楼板与土壤的固有频率接近时,竖向响应与其他楼层相比会有显著放大。     

核设备抗震鉴定试验目标PSD生成方法研究

为避免抗震鉴定试验用人工时程能谱特性失真,需满足功率谱密度80%包络的要求。从楼层反应谱、傅里叶幅值谱和功率谱密度之间的互相关系入手,开展楼层目标功率谱密度生成方法的研究。分别采用Kaul公式法和SRP3.7.1附录A快速傅里叶变换法,将楼层反应谱和人工加速度时程转换为功率谱密度。通过对比分析不同方法的基本假设和不确定性以及获得功率谱密度的形状、峰值的差异,推荐用生成楼层反应谱的原始响应时程进行快速傅里叶变换的方法作为目标功率谱密度的生成方法。     

人工地震加速度时程计算方法研究

对比研究不同的人工地震加速度时程的计算方法,发现不同方法之间的主要差异在于初始时程的获得方式,包括采用与设计响应谱相近的真实地震过程和基于通过响应谱与功率谱密度间近似关系的方法。基于后一种方法,开发人工地震加速度时程计算程序。采用计算实例进行人工加速度时程计算,得到的人工时程具有良好的形态和统计特征参数;人工时程响应谱与设计谱具有良好的相容性。     

考虑结构-地基-结构相互作用的核电厂结构地震响应分析

在实际核电厂项目中不同厂房在同一场地的现象非常普遍,因此对核电工程进行结构-地基-结构相互作用(SSSI)的研究是保证其安全的重要方面。该文首先从阻尼溶剂抽取法(DSEM)基本原理出发,推导出考虑相邻结构动力相互作用的结构-地基-结构交界面相互作用力,并运用UPFs二次开发工具,将SSSI时域分析模型嵌入到有限软件ANSYS中。最后,以工程实际为例,对反应堆厂房典型节点的楼层反应谱、加速度时程、位移时程以及沿高程的最大加速度变化曲线进行探讨。结果可为类似核电结构的抗震评估及优化设计提供依据。     

核电厂楼层谱抗震计算的场地模型及其影响分析

结合结构-地基动力相互作用数值分析的最新发展,在集总参数场地动力简化模型的框架内,提出了一种便于非均质场地条件采用的核电站厂房时频域动力分析的新模式。该模式利用谐响应法求解场地真实频域动阻抗曲线,利用混合变量模型保证频域动刚度的时域无损转换,实现楼层谱的全时域计算。最后,以某百万千万级核电站反应堆厂房的抗震分析为例,开展均质与非均质场地条件下动刚度及上部结构楼层谱计算的对比研究,验证了该分析方法的精度与应用效果。计算结果表明,比较均质场地条件,水平成层非均质场地条件下竖直方向楼层谱峰值有较大幅度改变,必须在核电抗震安全评价中加以重视。     

Soil–structure interaction in fuel handling building

This paper presents an accurate three-dimensional seismic soil–structure interaction analysis for large structures. The method is applied to the fuel building in nuclear power plants. The analysis is performed numerically in the frequency domain and the responses are obtained by inverse Fourier transformation. The size of the structure matrices is reduced by transforming the equation of motion to the modal coordinate system. The soil is simulated as a layered media on top of viscoelastic half space. Soil impedance matrices are calculated from the principles of continuum mechanics and account for soil stiffness and energy dissipation. Effects of embedment on the field equations is incorporated through the scattering matrices or by simply scaling the soil impedance. Finite element methods are used to discretize the concrete foundation for the generation of the soil interaction matrices. Decoupling of the sloshing water in the spent fuel pools and the free-standing spent fuel racks is simulated. The input seismic motions are defined by three artificial time history accelerations. These input motions are generated to match the ground design basis response spectra and the target power spectral density function. The methods described in this paper can handle arbitrary foundation layouts, allows for large structural models, and accurately represents the soil impedance. Time history acceleration responses were subsequently used to generate floor response spectra at applicable damping values.     

利用HHT产生与多阻尼楼板谱匹配的地震波

美国原子能管理委员会（USNRC）规范规定了用于核电厂抗震分析和设计的地震波要求。在抗震分析和设计中，采用的地震波可与多阻尼目标反应谱匹配，也可与单阻尼目标反应谱匹配。然而，在对核电设备和部件进行动力时程分析时，则需要与多阻尼目标楼板谱匹配的地震波。基于此问题，提出利用希尔伯特-黄变换（HHT）方法，通过修改种子地震波的频率和振幅信息，使之与多阻尼目标楼板谱匹配，且完全符合USNRC规范的匹配标准，从而为核电设备和部件的地震安全评估提供合适的地震激励。      

Seismic response of reactor vessel internals for Korean standard nuclear power plant

This paper presents the development of seismic design criteria for the reactor vessel internals as a part of the standardization programme for the nuclear power plant in Korea. The seismic design loads of the reactor vessel internals are calculated using the reference input motions of reactor vessels taken from Yonggwang nuclear power plant units 3 and 4 which are being constructed in Korea. An overview of analysis related to the basic parameters and methodologies is presented. Also, the response of internal components to the reactor vessel motions is carefully investigated.     

核电厂设备抗震设计标准功率谱密度的生成方法

对于核电厂设备抗震设计的输入地震波,通常要求其同时包络目标反应谱（RRS）和标准功率谱密度（PSD）,然而目前国内外对标准PSD缺少统一的算法。在美国核管会标准审查大纲（SRP）3.7.1建议的标准PSD生成方法基础上,优化了迭代过程,提出了一个改进的标准PSD合成方法,并在2个核电设备RRS算例上实现了该方法。结果显示改进的标准PSD生成方法与RRS匹配程度较高,同时计算快速、简便,收敛精度与基于随机振动理论方法计算的结果相似,此法可以作为核电厂设备抗震设计输入人工地震波的标准PSD检验依据。      

福岛核事故后对我国核电厂应急控制中心抗震设防的思考

结合福岛核事故后对我国核电厂进行的核安全检查,分析了我国核安全法规关于核电厂应急控制中心的要求以及福岛核事故的经验教训,提出目前我国核电厂应急控制中心采用民用抗震设防标准进行抗震设防,无法保证在由地震引发的应急事故工况下应急控制中心的功能,应该适当提高其抗震设防级别。     

RTDP和MSG方法比较研究

偏离泡核沸腾比(DNBR)设计限值是反应堆安全分析的基础,合理的计算方法有助于发掘更多的安全裕量。本文对比分析了核电站设计中常采用的RTDP和MSG方法,介绍了方法原理和计算流程,并以广东岭澳一期核电站为例,分别进行了DNBR设计限值计算。结果表明:虽然两种方法的原理不同,但在相同的工况和统计学输入参数条件下,DNBR设计限值相近,设计中可根据具体应用需求进行选择。     

核电站环形吊车抗震计算分析

应用有限元分析软件ANSYS建立了核电站环形吊车结构的三维计算模型,在模态分析的基础上,以环形吊车所在的安全壳标高40.0 m处的地震反应谱作为输入,对环形吊车结构进行了地震响应分析计算.计算结果表明,地震动作用下环形吊车的垂直位移和应力响应比较小,但水平位移和应力响应比较大,原因是环形吊车水平方向1阶弯曲振动固有频率位于水平地震反应谱最大值频率区间附近;环形吊车结构在地震动作用下能满足抗震设计强度要求,应力集中处的最大应力小于材料屈服极限.     

An application of systems analysis techniques to the study of reactor seismic safety

Systems analysis is being used in conjunction with structural analysis to study the conservatisms and to provide insights into aspects of reactor seismic safety. An event-tree/fault-tree model of a commercial nuclear power plant is being constructed to determine the probability of release and probabilities of system and component failures caused by possible seismic events. The event-tree/fault-tree model is evaluated using failure data generated by applying the response a component sees to the component's fragility function. The responses are calculated by a structural analysis code using earthquake time histories as forcing functions. The quantification of the event-tree/fault-tree model is done conditional on a given seismic event and the conditional probabilities thus calculated unconditioned by integrating the results over the seismic hazard curve. In this way, most of the dependencies between event failures resulting from the seismic event itself are removed making known fault-tree analysis quentification techniques applicable. The outputs from the computations will be used in sensitivity studies to determine the key calculations and variables involved in seismic analyses of nuclear power plants.