铅铋反应堆厂房基础隔震结构及其抗震性能研究

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1、分类号：密级：ＵＵＤＣ：编号：工学硕士学位论文铅铋反应堆厂房基础隔震结构及其抗震性能研究硕士研究生：陈力指导教师：宋天舒教授学科、专业：力学论文主审人：侯钢领副教授哈尔滨工程大学２０１８年３月分类号：密级：ＵＤＣ：编号：工学硕士学位论文铅铋反应堆厂房基础隔震结构及其抗震性能研究硕士研究生：陈力指导教师：宋天舒学位级别：硕士学科、专业：力学所在单位：航天与建筑工程学院论文提交日期：2017年12月论文答辩日期：2018年03月学位授予单位：哈尔滨工程大学Classi

2、fiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngAnti-seismicPerformanceofBaseIsolationStructureforLead-BismuthCooledReactorCandidate:ChenLiSupervisor:Prof.SongTianshuAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:MechanicsDateofSubmission:December,

3、2017DateofOralExamination:March,2018University:HarbinEngineeringUniversity铅铋反应堆厂房基础隔震结构及其抗震性能研究摘要随着科技的进步、能源需求的增加和环境保护的日益重视，清洁高效的核能发电已经成为世界各国发展的重点。众所周知，核电站事故会造成严重的环境污染，惨重的经济损失和严峻的社会问题。在某种意义上讲，不允许核电站出现地震事故。由于地震的随机性和核电站系统的复杂性，核电站的抗震安全仍然面临巨大的挑战。核电站结构抗震安全与实际需求仍

4、有较大差距，提高核电站抗震安全具有重要的研究价值。本文在国内外铅铋合金冷却反应堆结构和隔震核电站研究的基础上，以中电投的铅铋反应堆压力容器及厂房结构为研究对象，提出了减小核电站主体结构的地震响应为研究目标，开展了铅铋压力容器结构性能研究、支撑结构动力特性分析，传统非隔震和隔震铅铋反应堆结构抗震性能的比较。具体研究内容和主要结论有:(1)应用Housner的储液容器模型的理论公式，给出了铅铋压力容器液体振动模型提供的近似理论公式，采用集中质量法建立铅铋压力容器简化分析模型。通过与ANSYS计算模型比较，表明了

5、铅铋反应堆压力容器的等效方法切实可行。应用简化模型可以进行结构抗震分析，并具有较高的计算精度和效率。(2)围绕核电站隔震和铅铋反应堆厂房的结构特点，实现了铅铋反应堆隔震厂房的设计分析。运用SATWE结构分析软件和ANSYS有限元软件，通过与非隔震结构的比较分析，表明了铅铋反应堆厂房隔震结构具有良好的减震效果。在AP1000核电站地震波作用下，铅铋反应堆厂房隔震结构在基底剪力方面，具有77%的减震效果。铅铋反应堆厂房隔震结构位移响应较大，但位移主要集中在隔震层，铅铋反应堆结构相对位移很小。通过隔震技术，大幅度

6、地提高了铅铋反应堆和厂房的抗震安全度。(3)提出核电站结构不但要求具有显著的减震效果，还应具有稳定的场地适应性。与隔震结构特点相符，铅铋反应堆厂房隔震结构在II-IV场地下的地震响应约是I类场地的2倍。而在所有场地条件下，铅铋反应堆厂房隔震结构在基底剪力方面具有稳定的减震效果，表明铅铋反应堆厂房隔震结构具有很好的场地适用性。关键词：有限元；铅铋反应堆厂房结构；基础隔震；地震响应；场地适用性I铅铋反应堆厂房基础隔震结构及其抗震性能研究AbstractWiththeadvancementofscienceand

7、technology,increasingenergydemandandincreasingattentiontoenvironmentalprotection,cleanandefficientnuclearpowergenerationhasbecomethefocusofdevelopmentintheworld.Asweallknow,nuclearpowerplantaccidentscancauseseriousenvironmentalpollution,heavyeconomiclosses

8、andseveresocialproblems.Inasense,earthquakeaccidentsatnuclearpowerplantsarenotallowed.Duetotherandomnessofearthquakesandthecomplexityofnuclearpowerplantsystems,theseismicsafetyofnuclearpowerplantsstillfacesen