核电厂房电磁环境成像技术在安全评估中的应用研究

随着全球对可持续能源的日益依赖,核能作为一种高效、清洁的能源方式逐渐得到了重视。核电厂房作为核能发电的核心区域,其安全状况直接关系到环境、经济和社会稳定。为确保核电厂的安全稳定运行,对其内部环境进行细致、全面的评估是至关重要的。本文旨在探讨核电厂房电磁环境成像技术在安全评估中的具体应用,分析其在提高核电厂房安全性中的重要性,并对该技术的挑战和前景进行展望。

核电厂房群桩地震动力响应振动台试验

采用大型振动台试验的方法,建立了非基岩场地-群桩基础-核电安全厂房体系模型,研究了核电结构群桩基础的地震响应、内力分布及破坏现象。试验的地基土体模型为均匀粉质黏土,采用环形层叠剪切箱考虑土体的边界效应;由9根基桩按照3×3对称布置,组成群桩基础,基桩的直径为10 cm、长度为200 cm;核电安全厂房简化为3层框架-剪力墙结构模型。研究结果表明:在水平地震荷载作用下,群桩基础的主要破坏形式为弯曲拉伸破坏,破坏范围为距承台以下4~7倍桩径范围内,联结承台桩顶部的破坏最为严重,所承受的弯矩也大于其他位置。

多向地震对非基岩场地核电厂房动力响应影响研究

本文采用大型振动台试验及有限元数值计算方法,研究了多向地震对非基岩场地核电安全厂房动力响应的影响.试验中土体选用均质粉质黏土,将实际核电厂房简化为三层框架-剪力墙结构模型,采用环形层叠剪切箱考虑土体的边界效应.分别输入水平单向和三向人工地震动进行多工况振动台模型试验,并采用有限元方法对振动台试验模型进行了数值模拟,对比讨论了试验和数值计算结果.研究表明:在土-核电厂房体系中,随着输入地震动幅值增大,加速度放大系数减小;多向地震动的耦合效应会导致核电厂房水平单向的加速度反应减小,且这一结果主要由另一水平方向地震分量产生,而竖向地震分量影响较小;而多向地震动的组合效应会导致核电厂房水平向的总加速度反应增大.此外,耦合和组合效应均对核电厂房的加速度反应谱有一定影响,耦合效应使反应谱中峰值周期附近幅值出现了明显降低,而组合效应在长周期段(0.10s以上)增大了反应谱幅值.

考虑地基不均匀性核电厂房结构拟三维抗震安全分析

基于SUPERFLUSH/2D软件中地震响应分析理论,以大型通用有限元软件ANSYS为平台,结合其自身提供的二次开发工具的功能特性,进而将二维平面地震响应分析功能成功嵌入到ANSYS中。为了验证开发模型的准确性与可靠性,以非均质地基条件下的某核电站反应堆厂房结构为研究对象,研究了不均匀土质地基对考虑土-结构相互作用核反应堆地震响应的影响,通过ANSYS有限元软件建立了结构-地基整体系统模型。模型底部及两侧均可考虑无限地基能量传递边界,底部表达波动的能量传递;两侧表达波动的逸散。最后通过拟三维动力计算法得到了地基不均匀性对核电厂反应堆的楼层反应谱及典型位置位移峰值,从而为核反应堆厂房结构设计提供理论依据,方便于工程运用;通过与真三维计算结果对比分析验证了开发模型的准确性与可靠性。

层状土场地条件下核电厂房拟三维抗震安全分析

提出一种对层状土场地条件下核电厂房抗震安全分析时,对层状土地基进行简化的一种方法,进而以Ansys程序为计算平台,通过引入黏弹性人工边界模拟无限地基辐射阻尼效应和半无限层状土地基的弹性恢复性能,采用等效线性法描述近场地基非线性特征,建立了层状土场地条件下的核岛厂房结构拟三维地震响应分析模型;最后通过与真三维实际工程算例进行对比分析,验证了层状土场地条件下所建立拟三维计算模型正确性及可靠性,从而为设计提供理伦依据,以方便于工程运用。

基于土-结构相互作用的核电厂房抗飞机撞击耦合分析与模型验证

相互作用是结构-地基体系在冲击载荷作用下动力响应的重要影响因素,尤其非岩基场地条件下地基对结构的刚度约束作用有所削弱,有效而合理地开展地基等因素模拟是保证结论可靠性的关键前提。该研究结合某核电厂房在飞机撞击条件下的动力特性分析开展了细致研究,提出了一种细致模拟的耦合动力分析方法,其中基于飞机载荷曲线和墙体冲击变形等因素,对密切关系到分析规模的模型网格疏密特征进行了精细对比分析;对完整地基场地进行建模,并在边界处设置完美匹配层(PML)模拟无限地基辐射阻尼效应;对不同柔、硬场地条件及飞机撞击的不同位置进行对比分析,得出上部结构振动响应的影响因素。模型参数的敏感性分析可为精细化模型的标准化建模提供依据,而数值结果显示在非岩基场地条件下,土-结构相互作用对于核电厂房抗飞机撞击的整体动力响应,尤其是楼层反应谱有较显著的影响。

矩形核电厂房屋面龙卷风风压分布及风压系数拟合方法研究

为了研究龙卷风作用方位对核电厂房屋面所受风荷载的影响,提出考虑作用方位效应的矩形厂房屋面龙卷风风压系数拟合公式。计算结果表明不同作用方位下建筑的屋面均为吸力,且屋面边缘处风压梯度较大。当作用方位从屋面长轴沿顺时针方向向短轴变化的90°过程中,屋面的最不利风压均相对较小,而当继续从短轴向长轴变化时,屋面的最不利风压会增大。利用最小二乘法给出屋面风压系数的二维拟合公式以及考虑作用方位的三维拟合公式,得出拟合结果无论数值上还是变化趋势上都与模拟结果相近,说明通过选择合理的多项式阶数,可以用一个拟合公式来表示龙卷风不同作用方位下屋面的风压系数。

核电厂房筏基底板的配筋设计方法研究

以某核电站电气厂房整体计算为例,采用路径积分法,建立了有限元分析模型,并进行了筏基底板配筋计算,计算结果可信度高,可为同类工程提供参考。

核电领域抗超强台风金属屋面板的应用

金属屋面系统是一种常见的屋面结构及建筑防水的屋面形式,然而在台风等恶劣气象条件下,常规的金属屋面系统容易受到破坏,而强台风登陆时有可能造成核电厂构筑物金属屋面系统损坏,这会极大的威胁到核电厂机组运行的安全性,所以核电厂房金属屋面系统的结构安全的被列为重中之重。本文着重介绍了一种通过严格的实验测试,能对抗十七级超强台风的金属屋面系统,此项材料已应用于沿海地区的核电厂房屋面防台加固中,为后续防台加固工程提供了良好的参考。

核电厂房三维有限元模型考虑土-结构相互作用的简化方法

为将集总的半无限地基动刚度等效离散给三维厂房结构的筏板基础,借鉴简化的集中质量厂房模型考虑土-结构相互作用(SSI)分析方法,通过力矩等效,推导三维厂房结构考虑SSI的弹簧-阻尼器等效离散模型,并通过模态分析和动力时程分析验证了此等效离散方法的正确性和合理性。这种第一步求解集总的地基动刚度,然后基于通用的有限元软件在三维厂房筏板基础施加弹簧-阻尼器的方法,相对于其他人工边界法更简便易行,便于工程应用。

核电站厂房钢桁架施工工艺研究

核电站厂房钢桁架加固混凝土顶板是一种特殊的钢筋混凝土结构,其中混凝土顶板用钢桁架加固。与传统的钢筋混凝土结构不同,钢桁架作为主骨架,对整个结构承担主要受力。为了满足能量耗散的要求,在钢桁架的末端放置了斜角钢十字架,并对4个内部连接试样进行数值模拟试验,以模拟地震下真实的反向加载条件。进一步深入研究试件的载荷-挠度滞后曲线和骨架曲线,及其延展性等抗震性能。研究结果发现,相对较高的轴向压缩比将有利于钢桁架组合节点的承载能力,但对滞后行为有不利影响。

大型商用飞机撞击刚性墙及核电屏蔽厂房的撞击力分析

建立一个综合考虑了真实质量分布、刚度分布和材料模型的Boeing767-200ER模型,利用LS-DYNA程序对其撞击刚性墙进行数值模拟,获得了飞机撞击荷载时程曲线,并分析了不同初始速度及内部结构对飞机撞击力的影响;将该飞机有限元模型用于撞击核电站屏蔽厂房的数值模拟中,分析了靶体形状及相对刚度对飞机撞击力的影响,为飞机撞击核电站问题的深入研究奠定了基础。

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。

第三代压水堆核电站厂房辐射监测系统比较

以防城港核电一期CPR1000堆型、台山核电CEPR堆型和三门核电AP1000堆型为例,比较分析了第三代压水堆核电站辐射监测系统的结构、功能及各自的特点,对核电站厂房辐射监测系统的发展趋势做了分析讨论。

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。

EPR核电站常规岛主厂房风洞试验与风致响应研究

为了研究第三代EPR(European Pressurised Reactor)核电站常规岛主厂房的表面风荷载与风振响应,以台山核电站常规岛主厂房为试验原型,设计制作了刚性测压模型。在考虑核岛及其邻近建筑物干扰的情况下,进行了多个风向角、多种地貌下的刚性测压风洞试验。根据试验结果,首先分析得到了主厂房在各个风向角下的体型系数和极值风压。然后在有限元模型的基础上,由随机振动理论,在频域内计算出主厂房结构的风振响应。最后根据风致响应计算结果结合最优化理论,给出了主厂房结构的等效静力风荷载和风振系数的合理取值。研究结果可以为第三代核电常规岛主厂房结构抗风设计与评估提供依据。

某核电站控制厂房整体吊装系统设计

为使核电站控制厂房整体平稳吊入限定的预制基础空间内,保证吊装过程中底面倾角不大于0.115°,设计了吊装平衡系统构架为焊接H型钢截面梁,利用高度传感器与液压千斤顶和柔性钢绞线组合方式实现吊点高度同步调平。对吊装构架进行有限元分析和模拟加载试验。结果表明:平衡梁最大应力223.050 MPa,小于材料许用应力值。吊装底架最大应力160.000 MPa,小于材料屈服极限,为弹性变形。吊装梁轴、孔接触最大拉应力171.000 MPa、最大压应力217.585MPa,接触应力值小于材料屈服极限,表现为边缘效应。吊装系统最大位移变量3.46 mm,符合起重机设计规范要求的挠度值。吊装系统加载及调平试验,验证了核电站控制厂房吊装系统设计合理、安全可靠。

核电站燃料厂房辅助吊车抗震分析

为较精确地分析核电站燃料厂房辅助吊车在承受地震载荷时的结构抗震特性,用MSC Marc求解吊车桥架静挠度和静刚度,并采用反应谱法分析吊车在给定地震反应谱作用时的结构抗震特性.该方法可为同类起重机抗震分析提供参考.

采用基底隔震核电站厂房的楼层反应谱分析

基于有限元分析软件ANSYS,建立了某核电站厂房的三维有限元模型,对比分析了采用基底隔震和无隔震厂房的楼层反应谱。结果表明,采用基底隔震后能有效的减小厂房的水平向楼层反应谱,且随着楼层高度的增加,反应谱的放大效应不明显;竖直方向的隔震效果不明显,且在跨度较大的楼板中间区域,明显放大了竖向响应,下一步有待开展三维隔震系统的研究。

核电厂房风管支架生根辅助梁设计研究

某压水堆核电厂核岛厂房采用了钢梁、压型钢板与混凝土板的组合楼盖设计，导致风管支架难以直接生根在楼板底部，因此在核岛厂房设计中采用辅助梁的设计方案，本文主要阐述辅助梁与结构梁问形成的结构体系和结构布置方法要点，提出了满足核电结构抗震设计要求的三种辅助梁结构布置方案及构件设计方法。