CAP1400核电站屏蔽厂房结构特性与老化管理研究

为了实现对CAP1400核电站屏蔽厂房的全寿命期间老化管理,在开展CAP1400核电站屏蔽厂房的结构特点分析和老化降质机理研究的基础上,详细分析了屏蔽厂房监检测技术和评估方法,并对CAP1400核电站的屏蔽厂房老化管理方法进行了探讨,为CAP1400核电站屏蔽厂房全寿命老化管理奠定基础。

商用飞机撞击核电站屏蔽厂房数值模拟

为研究大型商用飞机撞击核电站屏蔽厂房的毁伤特性,建立了Boeing 767商用飞机和双钢板混凝土屏蔽厂房的有限元模型,模拟两者的相互撞击作用过程,得到飞机不同部位(机身、发动机)对屏蔽厂房的撞击力时程曲线,对每一个作用部分给出简化撞击力曲线和作用面积,确定了撞击力分布形式。结果分析表明:飞机轴向网格尺寸对撞击力影响较大;屏蔽厂房被撞击部位变形明显,其他区域变形较小;撞击速度对撞击作用时间影响较小,而对结构响应位移影响很大,撞击力合力随着撞击速度的降低迅速下降。

考虑流固耦合作用AP1000核电厂屏蔽厂房减震效应研究

为了研究地震作用下AP1000核电厂重力水箱的减震作用。本文基于任意拉格朗日欧拉流固耦合算法,建立AP1000核电厂屏蔽厂房重力水箱8种水位工况的全耦合精细有限元分析模型,分析满足RG1.60反应谱的核电人工波作用下重力水箱的动力响应,参数化分析屏蔽厂房不同位置的加速度和位移响应与水箱水位高度、空气高度、水位高度比以及水箱振荡频率之间的相互作用规律和机制,探究核电厂重力水箱的最优减震水位。计算结果表明:在满足核电厂供水的条件下,当水位为工况3,水位高度为8.8 m,水位高度比为0.75时,AP1000核电厂屏蔽厂房动力响应最小,减震效果最优。

序列型地震作用下AP1000核反应堆屏蔽厂房损伤灾变精细化分析

以AP1000核反应堆屏蔽厂房结构为研究对象,在单一和序列型地震动作用下对屏蔽厂房的整体动力灾变行为进行损伤评估,在此基础上基于分区理念,将其沿高度方向分为9个环带区(BS-1,BS-2,MS-1~MS-7)、沿环带方向间隔15°划分24个子区(C1~C24),在序列型设计和超设计地震作用下探讨了各精细化子区域的动力灾变行为和损伤发展。研究表明:屏蔽厂房结构在设计、超设计、甚至巨震作用下的损伤变形特征均以剪切型破坏为主,随PGA增大损伤首先向洞口所在高度的环带方向拓展、贯穿,随后沿高度向上下不断延伸,损伤程度以闸门洞口环带最为严重、其次为上部洞口环带、再次为基础区域和上下洞口之间区域、最后为顶部水箱区域;余震对主震后结构损伤的加剧效应仍集中在已损伤区,随地震动PGA增大加剧效应呈现先增长后下降的趋势;闸门洞口区域损伤直接影响屏蔽厂房的损伤发展,该区域的灾变行为宜采用损伤最大值描述,其余区域可采用损伤平均值描述,在设计中应有针对性地对闸门洞口采取加强处理措施。

软岩地基下AP1000核电屏蔽厂房结构地震响应研究

以AP1000核电屏蔽厂房结构为研究对象,进行考虑土-结构相互作用的地震响应分析,探讨不同厚度和不同地表倾斜角度软岩场地对屏蔽厂房结构地震响应的影响。利用ABAQUS有限元软件建立了软岩层厚度分别为25、30、35、40m以及地表倾斜角度分别为0°、3°和6°的土-结构相互作用模型,实现了地震动输入。对计算所得楼层响应谱进行对比分析可知,软岩层较硬岩层对地震传播有一定的放大效应,软岩层厚度的增加会使峰值频率往低频方向移动;倾斜场地对楼层响应谱高频部分有一定的放大效应。该研究结果对软岩场地下核电厂抗震安全评价具有一定参考意义。

AP1000屏蔽厂房在接触爆炸荷载作用下的非线性动力分析

屏蔽厂房是AP1000核岛厂房的第一层外部防线,确保屏蔽厂房在服役期间遭受爆炸冲击荷载作用下的安全性和完整性,十分重要。本文中,采用欧拉-拉格朗日算法(coupled Euler-Lagrange,CEL),对炸药在屏蔽厂房20种不同起爆部位作用下的动态破坏特征进行了研究,以结构贯穿破坏的损伤质量作为损伤程度的判别依据,着重探讨在不同起爆位置作用下结构的压力和损伤演化特性。研究表明:在接触爆炸荷载作用下,厂房在起爆点附近发生局部破坏;在相同高度下,环向不同角度起爆所引起的损伤程度差异较小,不同高度起爆的损伤程度差异较大。通过压力和损伤的演化分析,确定了屏蔽厂房最不利抗爆部位,对厂房不同部位的配筋策略提出建议。结论可为制定屏蔽厂房在爆炸冲击荷载作用下的安全防护措施提供参考依据。

AP1000钢板混凝土屏蔽厂房抗大型商用飞机撞击分析

本文针对NRC正式批准的美国AP1000标准设计采用的钢板混凝土（SC）屏蔽厂房，开展了抵抗大型商用飞机撞击的分析研究。分析中采用具有代表性的某大型宽体商用飞机作为入射飞机，根据前期所进行的撞击目标筛选工作，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进行这三种工况模拟。分析结果显示美国AP1000标准设计采用的SC屏蔽厂房完全可以抵抗这种级别大型商用飞机的撞击、

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。

地震荷载下核电屏蔽厂房结构动力响应数值模拟

针对新型AP1000核电机组,利用ABAQUS软件建立核电屏蔽厂房结构的整体有限元模型,采用有限元模拟软岩场地,考虑土-结构相互作用,开展不同软岩厚度和不同地表倾斜角度软岩场地上屏蔽厂房结构的地震反应分析。研究表明,考虑土-结构相互作用后,软岩地基的响应加速度峰值减小,且加速度反应谱峰值频率出现明显的改变,土与结构相互作用对软岩地基上屏蔽厂房结构的地震输入有较大影响;软岩厚度的增加以及地表倾角的存在对屏蔽厂房结构动力响应有一定的放大效应;随着软岩厚度的增加,软岩地基顶面加速度反应谱峰值频率逐渐向长周期方向移动;不同地表倾角下软岩地基反应的影响主要集中在加速度反应谱高频段。

屏蔽厂房整环运输变形分析及控制

SC屏蔽厂房是大型筒体结构件,包含内弧板、外弧板及钢筋等构件。SC外径为47.97 m,刚性较差,运输过程容易发生变形,需要在运输时进行防变形加固。本文利用有限元分析软件,对SC的变形因素进行了系统分析,本文最后给出了不同数量及分布的运输车对SC变形的影响,并分析得到了主要变形构件及有效的防变形加固措施。

基于有限元的屏蔽厂房SC部分整环筒体运输加固研究

CAP1400屏蔽厂房的圆柱形筒体结构(Shield Building Cylindrical Wall,简称SC)部分是钢制大型圆环筒体,具有筒壁相对较薄、重量大、形状特殊、吊运容易变形等特点。在运输过程中,需要分析车辆启动/制动的冲击和自重,风载等载荷对整环筒体的刚度、强度以及稳定性的影响。在此基础上,对整环筒体的薄弱位置进行加固,避免运输过程中筒体产生永久性变形或开裂性破坏。运用有限元分析软件,对整环筒体运输受载进行模拟分析,并根据其变形趋势进行了合理的加固研究。

飞机撞击AP1000核岛屏蔽厂房的有限元分析

本文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AP1000核岛屏蔽厂房的撞击。混凝土有限元动力模型采用Holmquist—Johnson—Cook45型，模拟混凝土在大应变、高应变率和强挤压下的非线性性能，同时评估屏蔽厂房的抗飞机撞击能力。

AP1000核岛屏蔽厂房与人员闸门施工逻辑研究

分析了AP1000核岛屏蔽厂房与人员闸门的关系、现场施工中存在的主要问题及施工需求现状,提出了从设置预留段、技术优化方面着手,减小屏蔽厂房与人员闸门之间交叉施工的影响,实现屏蔽厂房与人员闸门协调高效施工。

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。

AP1000核电机组屏蔽厂房层间隔震结构及其抗震性能研究

针对AP1000核电机组屏蔽厂房的结构特点,建立了结构参数优化模型,通过修改屏蔽厂房各部分之间的连接方式,构建了该屏蔽厂房的层间隔震新型结构。与传统屏蔽厂房结构、基础隔震结构等模型比较,表明了本新型结构的减震机理不同,并验证了本新型结构具有显著的减震效果、稳定的抗震鲁棒性和良好的场地适用性。

AP1000核岛厂房考虑重力水箱流体-结构相互作用的地震易损性分析研究

AP1000核岛屏蔽厂房非能动冷却系统对提升核电安全具有重要作用,但重力水箱在强震下的流体-结构相互作用对屏蔽厂房的地震动响应有很大影响。基于ALE流固耦合分析方法,研究了重力水箱内不同流体高度对屏蔽厂房在强震下的地震动易损性的影响,并对重力水箱内四种隔板设计方案下的厂房地震动易损性进行了比较。结果表明:AP1000核电厂房在水箱内无水的情况下易损性最高,其次是保证72 h供水的标准水位,在水位高度为标准水位约2/3时厂房易损性最小;水箱内隔板设置形式对厂房易损性有很大影响。

高层筒体建筑考虑重力水槽流体影响的安全性分析研究

为探究高层筒体建筑结构的流固耦合作用对其抗震性能的影响,本文以屏蔽厂房为例,根据拉格朗日欧拉(ALE)算法,研究了高强度地震作用下,水槽内不同蓄水量对高层筒体建筑物损伤的影响,对比了水槽内4种隔断布置形式对应的结构地震损伤概率。研究显示,标准水位并不是减震效果最优的水位,在水位高度为7.9m时结构损伤最小。水槽内隔断的布置方式对结构损伤影响显著,方案一(在中部设置2m的环形横向挡板)是减震效果最佳的方案。

一种用于穿孔塞焊焊缝特征提取的视觉识别算法

针对三代核电站屏蔽厂房钢筋穿孔塞焊变角度、变间隙等复杂的接头特征,研究用于机器人智能化自适应焊接的视觉识别方法.采用双条纹激光视觉传感技术对焊接前的待焊区域进行识别,结合离散数据模拟关系曲线设计一套视觉处理算法,实现了对各种影响穿孔塞焊接头焊缝成形的特征量的数据进行提取,包括塞焊孔圆心坐标及直径、钢筋凹凸高度、接头倾斜角度、焊缝间隙等,为后续的焊枪姿态与焊接工艺参数联合规划提供基础数据.通过对比实测的采样数据对该算法的提取精度进行了误差分析.结果表明,圆心坐标在x,y方向的误差都在±0.2 mm的范围之内,倾斜角度在Rx,Ry方向的误差都在±0.2°的范围之内,实现了穿孔塞焊接头特征提取的高精度和可靠性.

研究分析新版AP1000结构方面重要审评问题

本文首先介绍了AP1000屏蔽厂房结构形式,然后从设计和分析、实验、建造和检查三个方面讨论了NRC对新版AP1000结构审评相关问题及WEC对这些问题的反馈、验证和补充分析,并关注了AP1000从旧版基岩厂址拓宽到新版土层厂址涉及的一些结构问题,最后基于以上内容分新版AP1000结构问题可能对国内在建的旧版结构可能产生的影响,为国内在建旧版AP1000和拟建新版AP1000提供了结构方面相关的技术信息,具有一定的借鉴意义。

一种受拉环梁模块设计及拼装工艺优化

第三代先进核电技术采用模块化设计与拼装建造理念,可有效缩短核电站建造周期。该核电站屏蔽厂房(简称SC)受拉环梁为圆柱形双面板结构,双面板间由对拉钢筋连接。屏蔽厂房受拉环梁结构模块具有重量重、直径大、形状特殊、焊缝条数多、刚性强等特点。受拉环梁结构模块建造过程中受设计、制造、安装进度等各方面的影响,对安全、质量、工艺、技术均提出了更高的要求。本文根据该核电站受拉环梁的建造实践,从设计、厂内预制及现场拼装三个方面总结了受拉环梁结构模块设计及拼装工艺优化建议,优化后可节约工期约180个工作日,提高了核电站模块化建造水平。