《核電廠隔震結構核島-設備-管線的地震回響耦合及控制》是依託上海大學，由劉文光擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：核電廠隔震結構核島-設備-管線的地震回響耦合及控制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉文光
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
核能是人類社會的重要能源之一，發展核能也是我國能源建設的一項重要政策。特大地震或突發斷層地震下如何確保核電廠結構及核島內設備的安全性是當前亟待解決的重大課題。本項目旨在將傳統核電廠抗震結構拓展至核電廠高性能隔震結構，重點研究核電廠核島隔震結構在特大地震或突發斷層特大地震下的並聯多質點和空間模型的振動模態及多尺度動力模型；研究核電廠隔震結構核島內部設備（含反應堆壓力容器）的地震回響規律及其與核島結構地震回響的耦合效應；研究核電廠隔震結構主體與非隔震輔體間含放射性物質管線的地震回響及其與核島回響的耦合效應，並提出管線的安全性控制策略；研究拓展核電廠隔震結構的場地適用類型並提出相應的適用條件和原則等關鍵科學問題。由於核電廠結構安全的重要性和涉核抗震隔震關鍵技術方面的高度保密性，擁有自主智慧財產權的涵蓋核電廠核島-設備-管線的高性能隔震基礎理論和技術將對保障我國核電廠結構的安全性具有重要的戰略價值。
結題摘要
本項目研究了核電廠隔震支座和新型隔震體系的相關理論和試驗等研究，具體研究內容和工作成果包括：①針對核電廠隔震結構地震動頻譜特性，從美國太平洋地震工程中心PEER/NGA地震波資料庫、美國工程強震記錄數據中心及日本防災科學技術研究所選取了遠源長周期地震波，比較了中國、日本、美國、歐洲規範給出的阻尼係數與長周期地震動作用下的阻尼係數計算結果，提出了核電隔震結構地震動波譜法選波方法。②針對核電結構隔震設計目標，分別採用ANSYS和SAP2000軟體建立了隔震單質點模型並且採用了4組三向地震波進行了非線性時程分析；採用ANSYS軟體建立了AP1000核電結構隔震群支座桿模型，並且考慮了支座豎向拉壓剛度不等及支座水平向大變化剛度硬化效應，更加真實的模擬了隔震層滯回曲線和上部結構回響。③針對LRB600支座進行了基本及極限力學性能試驗，系統研究了支座的各項力學性能，根據LRB600支座的理論研究，給出了符合隔震要求的LRB1100和LRB1200支座參數，然後分別進行LRB1100和LRB1200支座基本及極限力學性能試驗研究，重點研究支座的水平剛度、屈服力及豎向剛度基本力學性能、支座力學性能的水平剪應變相關性以及水平極限剪下性能。④在鉛芯橡膠支座雙線性模型的基礎上，提出了一種基於屈服剛度和屈服力的硬化模型，該模型考慮了支座硬化後的剛度退化現象以及壓應力對於卸載曲線的影響，將該模型與試驗結果進行對比，對比結果表明兩者吻合良好；採用數值分析對鉛芯橡膠支座進行時程計算，並對核電廠隔震結構在不同等級地震波下鉛芯橡膠支座的力學性能進行了評價。⑤以原型結構為AP1000核電廠隔震結構模型進行了擬動力試驗，來驗證隔震支座及結構抗震性能；通過擬動力試驗研究了結構在中震和大震下的地震回響以及破壞模式，試驗結果表明設計的橡膠隔震支座可以滿足核電站隔震需求。⑥針對核電廠隔震結構進行了單向地震模擬大型振動台試驗研究，初步了解核電廠隔震結構在地震作用下的動力回響；在以上試驗基礎上，對核電廠隔震結構進行了三向地震模擬大型振動台試驗研究，測定了核電廠結構模型的動力特性、不同位置的加速度反應、隔震層的位移和支座受力；將試驗結果和理論計算結果進行對比分析，綜合分析判斷結構的總體抗震性能。
