基底隔震对核电站反应堆厂房的地震响应影响分析

以某核电站反应堆厂房为研究对象,运用有限元分析软件ANSYS对比分析了极限安全地震动作用下采用基底隔震技术和不采用隔震技术厂房结构的地震响应。结果表明,采用基底隔震后能有效地减小反应堆厂房的水平向楼层反应谱、加速度响应及地震作用;采用基底隔震后厂房整体水平向的位移较大,位移主要集中在筏板基础处的隔震层,厂房结构本身楼层间的相对位移很小,呈现出类似刚体位移的特征;此基底隔震方案在水平向的隔震效果显著,而在竖直向隔震效果不明显。     

PCCS顶部水箱结构隔震参数的优化研究

以AP1000为研究对象,针对非能动安全壳冷却系统(PCCS)结构系统的地震响应,包括屏蔽厂房的结构运动和重力水箱部分的刚体运动、对流运动和冲击运动等特点,基于顶部水箱及其屏蔽厂房的地震响应特点,分别建立隔震结构和普通结构的分析模型。根据核电厂结构特点和抗震规范要求,提出隔震参数优化分析模型,并基于MATLAB工作平台,实现隔震层周期和阻尼比的参数优化。通过优化隔震结构与普通结构、现行抗震规范隔震模型的比较表明,本文优化方法的隔震结构具有减震效果好、抗震性能稳定等优点。     

核电厂负刚度阻尼隔震结构的地震响应研究

隔震技术能有效减小核电厂上部结构的加速度响应,但强地震作用下隔震层位移过大会导致管道断裂。本文基于曲面运动原理及预压弹簧伸缩特性提出了一种负刚度阻尼系统,通过球铰在拱球面曲线运动实现负刚度特性,并在弹簧压缩方向提供黏滞阻尼性能。提出了负刚度系统的理论恢复力模型并进行了力学特性分析,设计了负刚度装置并完成了静力试验,结果显示理论恢复力模型与试验结果的一致性较理想。将核电厂负刚度阻尼隔震结构与核电厂隔震结构进行了地震响应对比分析,比较了不同地震波输入下的地震响应。结果表明负刚度阻尼系统可有效同时减小核电厂上部加速度响应和隔震层位移响应。     

三维基底隔震反应堆厂房的隔震效果研究

为了研究三维基底隔震技术在核电站中的应用，基于组合式碟形弹簧支座(CDSB)具有可根据其承载力和刚度需求灵活调整的优点，设计了4种不同组合形式的CDSB,分别与铅芯叠层橡胶支座串联组成4种不同竖向刚度的三维组合式隔震支座(3D-CIB),首次将其应用于反应堆厂房，隔离反应堆厂房筏基底部的水平向和竖向地震动输入，并对比研究不同竖向刚度的3D-CIB对其三维隔震效果的影响。结果表明：与非隔震结构相比，3D-CIB能够有效地减小水平向和竖向的楼层反应谱和加速度响应；3D-CIB的水平向隔震效果受竖向刚度的影响较小，3D-CIB的竖向刚度越小，其竖向隔震效果越好，但同时会相应增大反应堆厂房的水平向和竖向位移响应，其中包括摆动效应；引入摆动率的概念，定量分析了摆动效应，3D-CIB竖向刚度的降低会明显增大摆动效应，在设计中不容忽视，3D-CIB竖向刚度的设计应权衡其隔震效果与位移响应；此外，在地震过程中3D-CIB均处于受压状态，反应堆厂房不存在倾覆的风险。三维隔震效果研究为将来3D-CIB应用于工程实践提供了技术基础。     

基底隔震技术用于核电厂厂房的问题研究

地震安全问题一直是核设施安全问题的重要方面,基底隔震技术是提高核电厂地震安全性的有效手段之一。从核电厂设计标准化特点的角度出发,以国内百万千瓦压水堆核电机组为例,提出核岛整体隔震技术方案,并综合分析其隔震效果。结合核电工程的特殊要求,探讨核电厂大规模应用隔震技术所面临的主要问题和对策。     

针对核电厂三维隔震的厚层橡胶支座力学性能研究

采用厚层橡胶支座对核电厂反应堆厂房进行竖向隔震,可以使楼层反应谱峰值向低频移动到约2~4 Hz的范围内,有效地避开大部分设备和管道的固有频率范围(约10~15 Hz),降低竖向地震对核电结构内部设备和管道的损伤。对厚层橡胶支座的相关性能进行试验研究,分别设计制作厚层橡胶支座和普通橡胶支座,并参考规范对2种橡胶支座进行力学性能检测,包括隔震支座剪切刚度和压缩刚度试验,比较二者性能之间的差别。结果表明,厚层橡胶支座具有与普通橡胶支座相近的剪切性能,在竖向具有大变形能力,竖向刚度约为普通橡胶支座的1/8,可以作为新型三维隔震装置的承载元件。     

核电厂内部水淹概率风险分析

福岛核事故后,外部灾害事件对核电厂安全的影响逐渐受到重视,而核电厂内部水淹是常见的一种重要灾害,可能导致核电厂发生严重事故,通常无法通过外部事件筛选分析筛除,需对此进行定量评估。本文在对核电厂水淹概率风险分析方法进行了大量研究的基础上,探讨了发生水淹对核电厂设计和运行的影响,提出了内部水淹风险的贡献项。结果表明：电气厂房和设备冷却水系统分别是对内部水淹导致的堆芯损坏频率贡献最大的厂房和水淹源,需在相关区域适当增加水淹防护措施并加强水淹探测及报警能力。     

地下核电厂核岛总体布置研究

地下核电厂厂房以丘陵地区中等规模山体地形为基础,采用阶地平埋型式对核岛厂房进行总体布置设计。采用将核岛地下厂房布置在"L"型洞室中和将核岛地面厂房布置在山体边坡外侧的布置方案,在此基础上进行地下厂房设备运输及人员通道、管道及电气电缆连接通道,以及地面核岛厂房的总体布置概念设计。对常规地面核岛厂房置于地下后所产生的影响进行分析,认为地下核电厂核岛厂房布置方案合理可行。     

基于功率谱密度函数法的核电厂房增加隔震措施后的楼层反应谱分析

以压水堆核电站反应堆厂房结构为分析对象,利用功率谱密度函数法(PSDF)建立了楼层反应谱(FRS),研究了在增加隔震装置情况下,土-结构相互作用(SSI)、主次结构耦合作用和次结构阻尼比等因素对FRS计算的影响,定量分析了厂房结构FRS对这几种因素的敏感性.研究结果表明,隔震后FRS峰值下降明显,并且主要出现在隔震频率附近;同时隔震作用、SSI和主次结构耦合作用交叉影响,厂房设计时必需综合考虑这几种作用.     

地下核电厂燃料传输系统设计研究

由于布置发生变化,地下核电厂燃料组件在反应堆厂房和燃料厂房间传输距离大幅增加。为此,地下核电厂燃料传输系统采用分段结构的传输通道以便于设备安装和检修;采用挠性传动和主从驱动适应长距离往复传输要求。本文介绍了相关设计并进行了影响分析。