核电厂安全壳贯穿件焊缝自动超声检测系统开发

通过分析国内某核电厂贯穿件焊缝现场检查条件,阐述国内外现有管道检测装置的不适应性,本文提出了一种管道贯穿件对接全焊透环焊缝自动超声检测的技术方案,解决了该焊缝手动检查不可达的问题,实现了贯穿件管道狭窄空间内检测装置的快速安装和定位,操作简单、高效。采用开发的检测系统应用于某核电厂贯穿件焊缝在役检查,结果表明检测系统满足现场检查要求,验证了技术开发的有效性。

非基岩场地基础隔震核岛厂房抗震性能分析

为了研究非基岩场地条件下基础隔震核电工程结构的抗震性能,本文依据外源波动理论提出了考虑土-结构相互作用效应的基础隔震核电工程结构抗震分析方法,该方法实现了地震动的高精度输入以及整体系统的直接求解,通过与传统封闭体系振动法计算结果的对比验证了其有效性。建立了基础隔震核岛厂房-地基整体有限元模型,开展了核岛厂房地震响应分析,讨论了不同剪切波速场地条件下核岛厂房的基础隔震性能。研究结果表明:非基岩场地条件下基础隔震核岛厂房表现出良好的隔震效果;随着场地剪切波速的降低,基础隔震的隔震能力逐渐下降,与剪切波速为1067 m/s的场地相比,当场地的剪切波速为305 m/s时,核岛厂房结构顶部的楼层反应谱、加速度放大系数和层间位移角的隔震率分别减小了14.30%、13.50%和23.41%。为了保证核电工程结构的安全性,在基础隔震设计中应充分考虑非基岩场地条件下的SSI效应。

核岛冷链通风空调系统性能优化研究

核岛冷链通风空调系统的设计存在余量值过大、运行能耗高、调节控制笨重等问题。为了降低核电的成本,本文基于“华龙一号”某厂房实际通风空调系统,建立了主要能耗设备的数学模型,确定了系统节能优化目标函数和约束条件,使用遗传算法研究了通风空调系统节能运行的优化效果。分别计算了2种优化方案在负荷率变化和高温与常温末端负荷比不同时,系统整体及各设备能耗情况。结果表明:单台冷水机组运行,高温与常温末端串联的系统形式节能率为14.1%,但随着末端负荷比的增大,节能率降低;单台冷水机组运行,高温与常温末端串联、高温末端额外增加高温冷水机组的系统形式在负荷比为2时节能率为17.2%,节能效果优于方案1的12.2%。

软土基础核岛厂房振动台试验数值模拟分析

采用土-结相互作用分区分析方法(partitioned analysis of soil-structure interaction,PASSI),对软土地基核岛厂房振动台试验中的筏基-混凝土框架模型以及桩基-混凝土框架模型进行了数值模拟,对比分析了振动台试验结果与数值模拟结果,并对软土地基下核岛厂房土-基础-结构的地震响应特征进行了分析。对2种模型输入调幅为0.05、0.10、0.20 g的RG160、Chi-Chi与Landers地震波,对比分析了各工况下振动台试验与数值模拟的土体与结构加速度放大系数、楼层反应谱、筏基底部土压力时程、桩身应变以及桩身弯矩。结果表明:数值模拟结果能较好地反映振动台试验结果;经过土层放大作用,随着楼层的增高,振动台试验和数值模拟中的加速度放大系数随之增大,反映了同样的规律;振动台试验与数值模拟所得的土-结体系的反应谱均与输入地震动频谱特征及体系的振动特性相关;振动台试验中,筏板基础会出现倾覆现象,筏基底部土压力时程表现出“东高西低”的现象,但数值模拟中筏基底部的土压力时程未出现此种现象,其原因是数值模拟中未考虑土体与基础的接触非线性;数值模拟中群桩的地震响应与试验的宏观现象基本吻合,定量上有差异,是数值模拟中未考虑桩的非线性所致。

人员闸门密封检测系统的功能与应用

人员闸门作为核电站核岛安全壳的一部分,除了保证其正常运行操作功能,还应保持与安全壳一致的气密性,所以为人员闸门配置一套密封检测系统尤为重要。该文简要论述人员闸门密封检测系统(其中核心的控制装置被称为气动回路)的主要功能和系统特点;并对气动回路的结构进行拆解,详细介绍每个零部件的型号及性能特点,同时阐述系统界面及操作流程。对于后续优化改进人员闸门密封检测系统、逐步实现零部件国产化替代,有现实的借鉴意义。

CAP1000核岛CR10钢框架与CV下部钢筋模块化施工技术研究

CAP1000核电站核岛反应堆基础CR10钢框架模块是CAP1000核电核岛反应堆基础的重要组成,由16个单榀模块组成,具有工程量大、施工逻辑复杂、安装精度高、施工周期长等特点。为达到优化工序、缩减工期的目的,通过分析施工逻辑、BIM三维建模、优化设计等方式,将CR10钢框架与安全壳下部钢筋组合成模块进行整体吊装,克服了钢框架模块上特殊钢筋支架设计、整体吊装防变形验算、C2钢柱与钢筋冲突、吊耳与钢筋冲突、模块及钢筋安装精度难以控制等困难,最终实现了满足整体吊装的组合模块设计。该技术实现了优化工序和工期的目的,为后续核电模块化施工提供了宝贵的经验,同时也为我国自主化核电的发展提供了有力的技术支持。

核岛机械系统在极端工况下的可靠性研究

研究旨在探究核岛机械系统在极端工况下的可靠性及其优化方法。首先,确定了极端工况下核岛机械系统的性能标准和要求,并分析了极端工况对系统可靠性的影响。其次,提出了4种优化方法,即强化设计方法以提高系统固有可靠性、冗余设计策略增加系统在关键部件失效时的备用能力、通过预测性维护和健康监测预防故障以及应急响应和恢复策略以优化系统在极端事件后的快速恢复能力。这些策略的实施,旨在提升核岛机械系统在面对极端条件时的稳定性和可靠性。

核电厂核岛消防应急照明与疏散指示系统设计

对核电厂核岛应急照明设计特点进行了介绍,包括应急照明分类与运行方式、系统供电、照明控制与灯具选型等。从“系统型式、设备选型、系统配电”等方面指出当前核电厂核岛消防应急照明与疏散指示系统与新标准规范的差异和不足。结合核环境A型消防应急照明灯市场供应情况,给出近期采用“自带电源非集中控制型系统”和远期采用“集中电源集中控制型系统”的设计建议。

基于CFD的某核电厂通风系统改造模拟验证

在核电厂中,通风系统在维系核岛厂房空气质量环节中扮演着重要角色。某核电厂通风系统易被空气污染物堵塞,为此研发净化装置安装在通风系统进风口。使用CFD技术对安装净化装置的通风系统进行仿真模拟,验证了安装净化装置后的流场符合通风系统设计要求。

模块式小堆核岛火灾自动报警系统设计及优化

为有效降低核岛火灾风险,提高火灾探测的及时性、有效性及消防联动的可靠性,并满足纵深防御的设计理念,以“玲龙一号”为例,简要介绍了模块式小堆示范工程核岛火灾自动报警系统的功能要求、系统分级、设计方法及系统接口等。该系统结合小堆一体化设计和建造等特点,采用了许多新技术和新设备,并做了优化改进。该方案能够更好地提高核岛火灾自动系统报警的可靠性和准确度,减少误操作,并具有易施工、易维护等优点。

核能发电用主设备封头锻件制造技术的选择与应用

基于实际研发制造业绩,重点介绍了反应堆压力壳封头、蒸汽发生器封头、稳压器封头、补水箱封头等多种典型核电主设备封头锻件的制造技术及应用情况,讲述了热拉伸成形工艺、胎模旋压全仿形锻造工艺、胎模旋压与热拉伸复合成形工艺、胎模旋压半仿形锻造与气割修刨组合成形工艺、拉伸成形与管嘴翻边复合成形工艺等典型工艺的优缺点,总结了封头制造技术的选用原则,为核电封头制造的质量稳定性和标准化生产提供依据。

蒸汽发生器管子管板焊接堵管坡口形式优化

蒸汽发生器是一回路压力边界的关键主设备之一,在设备制造及运行过程中,由于各种原因会导致传热管失效,为了避免泄露,通常需要对传热管进行堵管,研究通过对不同形式的焊接堵管坡口形式进行分析和试验,确定了合理可靠的焊接堵管坡口形式并应用于产品焊接。

核电厂常规岛射线探伤对蒸汽厂房的辐射影响

由于核电站常规岛厂房设计的特殊性,地面以上厂房的大部分外墙由钢板搭建,加上厂房内管道和设备布置复杂,因此,射线探伤对蒸汽厂房区域的辐射影响较复杂。分析常规岛射线探伤对蒸汽厂房的影响,并提出了防护对策。

热核聚变发电厂储能系统运行模式研究

[目的]核聚变作为一种新型核能利用形式,其清洁绿色特性被视为人类未来的“终极能源”,也是我国在能源发展道路上的必经之路。在热核聚变发电厂中,中国聚变工程实验堆(CFETR)聚变反应堆具有一定周期性、脉冲式的输出特性,而汽轮发电机组的运行是稳定、连续的,因此核岛和常规岛之间需配有储能岛以进行储能缓冲;为实现其储能缓冲的功能,储能系统需选择合适的运行模式。[方法]核岛与常规岛耦合运行或解耦运行,对应着储能系统不同的运行模式;文章基于CFETR核岛侧的功率输出特性,从系统配置、设备选型和运行控制等方面对储能系统运行模式的不同方案进行分析和对比。[结果]研究结果表明,核岛与常规岛的解耦运行模式在常规岛发电效率、设备设计技术成熟性和机组运行控制上都更具优势,因此推荐热核聚变发电厂储能系统采用解耦运行模式。[结论]储能系统解耦的运行模式方案大都采用成熟技术,可进行规模化的商业应用,因此可为实现热核聚变发电厂的商业化设计提供支撑。

Study on Contact Explosion Performance of Nuclear Containment

Reinforced concrete (RC) shield building as the first external defense layer of AP1000 structure plays an important role in protection the population and environment when against the outer explosion. The strain rate effect of reinforced concrete was taken into consideration in the establishment of an AP1000 nuclear island structure-air-explosives fully coupled model by using the software AUTODYN. Object using damage mass as index, to infer the degree of damage. This paper studied the pressure evolution and damage mechanism. The analysis results provide valuable data on improving the anti-explosion capabilities in design based on the damage characteristics.

论核污染损害的国际索赔问题——马绍尔群岛对美国索赔的实践及启示

马绍尔群岛因美国核试验而受到的污染损害被称为世界上最严重的人道主义灾难之一,但它的悲惨遭遇直到20世纪80—90年代才被国际社会知晓。自20世纪80年代初争取独立建国开始,马绍尔群岛岛民及政府在几十年内,几乎穷尽了国内外的各种政治与法律途径对美索赔。索赔取得了一定效果,但美国的赔偿金额远未实现对马绍尔群岛实际损害的足额补偿。马绍尔群岛所经历的索赔程序和运用的索赔方法,具有重要的经验价值。梳理马绍尔群岛对美索赔的路径与方法,可以管窥核污染损害国际索赔涉及的主要问题。鉴于日本排放福岛核污染水可能造成海洋污染损害,探讨核污染损害的国际索赔实践更具紧迫性。

考虑土体非线性的核岛结构桩基础三维地震反应特性

以某沿海拟建的AP1000核岛结构为背景,用3D集中质量-梁杆模型模拟核岛结构,考虑土体的非线性滞回特性,建立非均匀地基-群桩-厚筏-核岛结构体系的3D有限元模型,选用近场中强震、中-远场强震和远场大地震的三分量记录作为基岩输入地震动,分析群桩基础的地震反应特性。非线性场地效应和土-桩-结构动力相互作用效应的耦合作用会显著增大核岛结构的基础输入运动,不论基准运行地震或安全停堆地震,基础输入运动的水平向和竖向上包络加速度反应谱(5%阻尼比)的谱值显著大于对应的AP1000标准设计反应谱谱值;桩顶累积绝对速度和地震峰值内力的大小受基岩输入地震动特性的影响显著,与场地反应的非线性程度正相关,其复杂的空间分布特征也受土-桩-结构动力相互作用效应和桩的几何布置的综合影响,桩-筏交界处的桩身地震内力反应最大,中-远场和远场强震作用对核岛桩基础的潜在破坏风险可能远大于近场中强地震作用。

土的次非线性对桩基核岛结构三维地震反应的影响

随着核电厂工程建设快速发展,核电厂选址不可避免地要面临土质场地。土-桩-结构动力相互作用对核岛结构的抗震安全性评价具有重要影响。以国内某拟建的AP1000核岛工程为背景,建立土质场地-群桩-筏板基础-核岛结构动力相互作用体系的3D模型,考虑场址的区域地震环境与历史地震活动性,选用近场中强震、中-远场强震和远场大地震的三分量记录作为基岩输入地震动。使用一步法和二步法分别实现对土体真非线性和主非线性的模拟,通过对比这两种方法计算的核岛结构地震反应的差异,可知土的次非线性(soil secondary nonlinearity,简称SSN)对核岛结构地震反应的定量影响,也即SSN效应。发现SSN效应对核岛结构水平向地震反应的影响明显大于对竖向地震反应的影响,SSN效应会导致土质场地-群桩-核岛结构体系变得更“柔”;SSN效应与基岩输入地震动的特性强相关,近场中-强地震作用时SSN效应最强;SSN会显著增大核岛结构的峰值加速度和峰值相对位移反应,在核岛结构的抗震设计中不应忽视SSN效应。

核岛钢平台支撑框架抗震性能试验对比及支撑优化布置研究

针对核岛钢平台框架“强梁弱柱”的建筑结构形式,为研究不同的支撑结构对其抗震性能改善的影响,分别对普通支撑框架(braced moment resisting frames,BMRF)试件和屈曲约束支撑框架(buckling-restrained braced frames,BRBF)试件进行了拟静力试验,对比研究了不同钢框架试件的抗震性能,包括滞回曲线、骨架曲线、等效阻尼比、强度和刚度退化情况等。试验结果表明了BRBF受力性能的优越性,其极限变形能力和耗能能力分别较BMRF提高了88.67%和654.90%。进一步采用数值分析研究屈曲约束支撑布置方式对核岛钢平台子结构整体受力性能的影响。模拟结果表明,在三种不同的支撑布置方式中,单斜撑型布置方式不仅可以提高核岛钢平台整体结构的抗震性能,还可以改善原结构的受力性能。

水平低周往复荷载作用下核岛桩基抗震性能试验研究

群桩基础是核岛结构在非基岩场地采用的主要基础形式,由于核岛结构质量大、刚度大且质量分布集中,会使基桩处于高轴压比的工作状态。为研究高轴压比(轴压比为0.45)钢筋混凝土群桩基础的抗震性能及地震作用下的破坏模式,开展了粉质黏土中钢筋混凝土群桩基础水平低周往复加载试验,分析了桩基的破坏模式和滞回特征以及桩身变形和内力分布等的变化规律。试验结果表明:基桩在桩头区域均发生了压弯破坏,桩头与承台连接部位破坏最为严重,破坏区域延伸至桩顶以下5倍桩径深度范围内;塑性铰埋深的大小关系为推覆前端基桩>推覆后端基桩>边桩>中桩;推覆前端基桩和中桩的桩身弯矩反弯点在桩顶以下(1~3)倍桩径之间,推覆后端基桩有两个反弯点,分别在桩顶以下(3~5)倍和(5~7)倍桩径,边桩没有反弯点;在水平往复荷载作用下桩身挠度呈倒置的“伞”形;弹性工作阶段,推覆前端和推覆后端基桩荷载分配比例均为24%,边桩为21%,中桩为10%。