百万千瓦级核电厂安全壳结构设计与试验研究

通过建立符合先进核电厂安全壳结构特点的线性和非线性有限元分析模型,得出合理的安全壳预应力张拉顺序,计算出安全壳在设计事故内压、严重事故内压状态下的工作性能及其极限承载能力,并与1:10的大比例尺结构模型试验结果相互比较,取得一致的结论:先进核电厂安全壳符合国际上极限承载力≥2.5倍设计内压的合格标准。从而验证了先进核电厂安全壳概念设计的合理性。

核电厂的抗震设计输入及AP1000核岛隔震课题简介

首先简单介绍了世界各国核电厂抗震输入的概况,同时提及了法国、日本及我国相关部门对核岛基础隔震的一些探索,接着重点涉及上海核工程研究设计院针对AP1000系列机组所开展的核岛基础隔震设计课题的总体概念设计内容。本文对核电厂的抗震设计及核岛结构基础的隔震设计提供了较多的实用信息,以供参考。

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。

秦山核电厂工程预应力混凝土安全壳的结构研究和设计

本文针对秦山核电厂工程预应力混凝土安全壳,介绍了其设计标准、结构设计分析方法和构造措施,还介绍了对安全壳进行整体性试验得到的结果。本文内容翔实,可供有关设计研究人员参考。

百万千瓦级核电厂安全壳结构设计与试验研究

通过建立符合先进核电厂安全壳结构特点的线性和非线性有限元分析模型,得出合理的安全壳预应力张拉顺序,计算出安全壳在设计事故内压、严重事故内压状态下的工作性能及其极限承载能力,并与1:10的大比例尺结构模型试验结果相互比较,取得一致的结论:先进核电厂安全壳符合国际上极限承载力≥2.5倍设计内压的合格标准。从而验证了先进核电厂安全壳概念设计的合理性。

美国核电厂抗震主系统分析要求的近期变化——SRP 3.7.2 1989版、2007版及2013版主要对比

近期美国核管会NRC颁布的标准审查大纲《Standard Review Plan》Rev.3(2007)版已通过我国核安全审评中心翻译出版,表明我国核安全局将按最严的国际标准执行核工程的安全审查。通过对比美国核管会标准审查大纲SRP3.7.2节1989版、2007版以及最新2013版的抗震主系统主要内容,结合以往核电工程抗震分析的实践经验,按其所列验收准则各条分别作出专业性的讲解与点评。研究表明:SRP 2013版在概念上更清晰,并在可操作性上更加完善,研究成果对理解核电厂抗震主系统分析要求具有很好的参考价值。

三代核电厂结构的抗震设计分析概论

自《核设施结构、系统和部件的抗震设计准则》(ASCE/SEI 43-05)实施后,三代核电厂结构的抗震设计分析已经与过去传统二代核电厂有了本质上的差别,美国自2005年后推出一系列配套的核电规范、标准来与三代核电厂的新抗震要求相适应。美国核管会针对新发行的《标准审查大纲》(SRP 3.7 Rev.3 2007年版及Rev.4 2014年版)来作全面配套修订,更是确认了三代核电厂结构抗震设计分析的更高要求。结合上海核工程研究设计院40余年从事核电厂土建结构设计及抗震分析工作积累的实践操作经验,介绍了三代核电厂结构抗震设计分析的最新依据性规范标准、主要内容及分析手段,给出了可供实际核电工程应用的研究成果。

预应力混凝土安全壳结构设计的改进

针对几个工程实例,从分析计算、预应力钢束的配置和控制、材料及构造等方面介绍了预应力混凝土安全壳结构设计的一些改进方法和经验.

CNP1000核电厂安全壳1:10模型拟动力试验

由半球形穹顶、筒体和2根扶壁柱组成的预应力混凝土安全壳是我国最新开发的CNP1000先进核电厂的标志建筑物。为验证其在峰值加速度为0.2 g的设计地震水平SL-2工况下的安全,为该安全壳的技术系统集成提供模型结构动态试验依据,完成了该安全壳一个11∶0预应力混凝土模型的单自由度拟动力试验。试验分两个阶段,加载方向分别与安全壳的扶壁柱连线垂直和一致;在有限元分析的基础上,确定了两个阶段试验单自由度体系的理论质量。采用人工波作为地震输入;每个阶段分别进行3个工况试验,地震峰值加速度分别为1 g、2 g和3 g,根据相似关系,对应于实体结构分别为0.1 g、0.2 g和0.3 g;模型结构阻尼比分别取为0.02、0.05和0.05。结果表明,在峰值加速度2 g地震作用下,筒体底部个别测点达到混凝土开裂应变,模型等效抗侧刚度降低仅5%;在峰值加速度3 g地震作用下,除筒体底部外的筒壁测点的应变都小于混凝土开裂应变,模型等效抗侧刚度降低约14%,结构处于弹性阶段。半球形穹顶安全壳具有大的抗震安全储备。

先进核电厂半球顶安全壳抗震分析

安全壳是核电厂反应堆主厂房的围护结构,是防止设计事故发生时放射性物质扩散的最后一道屏障,是确保核电厂安全的关键设施。因此,必须在设计中考虑到安全壳在可能的、会引发重大核事故的意外荷载作用下的工作性能。地震是核电厂整个使用过程中有可能出现的自然灾害之一,并可能引发重大事故,所以,必须对安全壳结构进行严格的抗震性能分析,设计要保证预应力混凝土安全壳能够承受SSE作用而不被损坏。本文通过有限元模型的计算与分析,得到先进核电厂半球顶安全壳结构在SSE作用下的应力、变形、位移等地震反应,由此进行安全壳结构构件抗震分析计算。计算表明,半球顶安全壳结构在SSE作用下,安全壳结构安全可靠,结构的设计能够满足我国核电厂安全导则对抗震Ⅰ类结构的规定。

AP1000机组设计的抗震适应性

本文概述了AP1000机组核岛结构标准抗震设计的特点以及目前国际上对新一代核电厂设计地震动输入的新要求。为了适应这些新要求，通过对引进的AP1000机组技术的消化吸收，结合过去的工程经验，针对包括高烈度区在内的各种地震地域，对今后自主设计的AP1000机组的抗震适应性作了规划．以确保处于各种可能厂址的AP1000核电厂的实际抗震能力有足够的安全裕度。

土建结构与主回路耦联模型抗震分析研究

以巴基斯坦恰希玛核电厂为分析对象,用响应谱分析法以及时程分析法对将土建结构及主回路系统设备按其实际连接(支撑)情况共处一体的耦联计算模型进行抗震分析计算,将其结果与解耦后的主回路系统模型的计算结果相比较,并进行初步的分析探讨。在分析中,用弹性梁单元来模拟主回路系统设备及土建结构,土建结构采用由剪力墙组合的悬臂梁模型。在解耦模型中,各设备的支撑是以具有实际支撑刚度的弹性梁单元支撑在刚性悬臂梁(单点输入)及弹性悬臂梁(多点输入)来模拟。耦联模型的地震载荷按照实际情况,由土建结构的底部输入。通过比较发现,主回路系统设备与土建结构的耦合效应不容忽视,实际抗震设计中不宜用以往的解耦模型进行抗震分析。

核设施结构单向模态反应组合新方法的应用研究

介绍了新版RG1.92导则推荐采用的核电厂中系统、结构和部件(SSCs)地震反应谱分析所用的单向模态组合的新方法,利用ANSYS程序自带的APDL语言的可编程特性编制了相应的程序,实现了模态反应新组合方法的应用。根据编制的程序对某一管道进行了计算,并将计算结果与完整的二次组合法(CQC组合法)及双倍和组合法(DSUM)的计算结果进行了对比。结果表明,本文编制的程序是合理的。

核电站场地基岩剪切波速定义范围研究

基岩厂址的剪切波速范围定义一直是核电站选址工作的关键问题之一。为了确定可按基底固端边界考虑的硬质基岩厂址的剪切波速,选取了从1100 m/s到3200 m/s剪切波速的几种可能的基岩厂址特性。在这些场地上进行了自由场分析和土-结构相互作用分析,提取岩层反应和结构关键点中的楼面反应谱,并将结果进行比较。通过自由场分析发现,2400 m/s以下场地的地下岩层响应较地面运动都有较大程度的衰减。观察上部结构响应发现,2400 m/s以上的场地结构上反应基本不再发生本质变化。结果证明,可按基底固端边界考虑的硬基岩厂址的最小剪切波速应定义为2400 m/s。

土建结构与主回路耦联模型抗震分析研究

以巴基斯坦恰希玛核电厂为分析对象，用响应谱分析法以及时程分析法对将土建结构及主回路系统设备按其实际连接（支撑）情况共处一体的耦联计算模型进行抗震分析计算。并与解耦模型的计算结果相比较，进行初步的分析探讨，在分析中，用弹性梁单元来模拟主回路系统设备及土建结构，土建结构是采用由剪力墙组合的悬臂梁模型。在解耦模型中，各设备的支撑是以具有实际支撑刚度的弹性梁单元支撑在刚性悬臂梁（单点输入）及弹性悬臂梁（多点输入）来模拟。耦联模型的地震载荷按照实际情况从土建结构的底部输入，通过比较发现，主回路系统设备与土建结构的耦合效应不容忽视，实际抗震设计中不宜用以往的解耦模型进行抗震分析。

混凝土的本构关系及其应用

本文介绍了混凝土本构关系,并以核工程为例说明其应用,论述了应用ADINA程序计算安全壳的结果。

秦山核电厂预应力安全壳的结构设计

本文介绍了秦山核电厂安全壳的设计概况,作为后张法预应力壳体结构,本文从选型考虑到结构概貌、设计依据、应力分析以及预应力钢束及钢衬里的设计考虑等各个重要环节都作了较为详细的叙述。它不仅对核结构的设计具有较大的参考价值,而且对某些预应力筒仓,贮罐和水池结构等的设计也有一定的参考价值。

秦山核电厂主厂房的抗震分析

本文介绍了秦山核电厂主厂房的抗震分析,通过悬臂梁模型、轴对称单元模型及壳体单元模型的分析和计算,证实了秦山核电厂主厂房的结构是十分安全可靠的。

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。