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单钢板混凝土安全壳内压作用下裂缝分析与安全性评估
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作者 王友刚 毕正超 +3 位作者 杜国栋 苏权巍 李保木 韦锋 《核科学与工程》 北大核心 2025年第1期138-147,共10页
内侧单钢板混凝土安全壳是我国某堆型核电厂拟采用的一种新型安全壳结构。在极端情况下安全壳保持完整性与密闭性是确保核电厂不发生核泄漏的关键,因此安全壳在超设计基准范畴事故工况内压作用下的裂缝分析和安全性评估对保障某堆型核... 内侧单钢板混凝土安全壳是我国某堆型核电厂拟采用的一种新型安全壳结构。在极端情况下安全壳保持完整性与密闭性是确保核电厂不发生核泄漏的关键,因此安全壳在超设计基准范畴事故工况内压作用下的裂缝分析和安全性评估对保障某堆型核电厂的安全运营具有重要意义。在考虑混凝土开裂非线性的基础上,利用ANSYS软件的二次开发功能,开发了一套适用于该类安全壳的混凝土裂缝计算和安全性评估方法,完成了安全壳在内压作用下的裂缝宽度计算和安全性评估。分析结果表明,在设计内压下,安全壳混凝土未开裂,可满足其功能性及安全性要求;在2.5倍设计内压下,安全壳大部分混凝土开裂,但内侧钢板仍处于弹性状态,安全壳未出现功能性失效。 展开更多
关键词 单侧钢板混凝土安全壳 裂缝宽度 安全性评估
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某核电厂LOCA下预应力混凝土安全壳响应规律初探 被引量:5
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作者 孙锋 潘蓉 +1 位作者 柴国旱 李亮 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1815-1820,共6页
核电厂LOCA发生后,预应力混凝土安全壳结构内温度场分布具有明显的非线性特征,但现行的混凝土安全壳设计规范未对LOCA下温度和应力的组合作用提出具体的计算方法。基于用ANSYS程序建立的包含预应力钢束的混凝土安全壳结构的有限元模型,... 核电厂LOCA发生后,预应力混凝土安全壳结构内温度场分布具有明显的非线性特征,但现行的混凝土安全壳设计规范未对LOCA下温度和应力的组合作用提出具体的计算方法。基于用ANSYS程序建立的包含预应力钢束的混凝土安全壳结构的有限元模型,本文计算了LOCA下不同时刻安全壳壳壁内的温度场分布,并与理论值进行了比较,验证了计算模型的正确性。初步分析了高温、高压作用下安全壳结构变形的规律,总结了混凝土温度效应和预应力系统的作用,可为安全壳结构设计提供参考。 展开更多
关键词 核电厂 预应力混凝土安全壳 LOCA 温度场 响应规律
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核电厂混凝土安全壳的地震可靠性分析 被引量:3
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作者 江近仁 赵衍刚 孙爱荣 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 1995年第1期26-35,共10页
本文给出了自重和地震作用下核电厂混凝土安全壳的可靠性分析方法。首先基于半解析有限环元法和随机振型分析法,用首超概率给出了给定系统参数时安全壳的条件极限状态概率,然后基于此概率用推广的一次二阶矩法求解了考虑系统参数不确定... 本文给出了自重和地震作用下核电厂混凝土安全壳的可靠性分析方法。首先基于半解析有限环元法和随机振型分析法,用首超概率给出了给定系统参数时安全壳的条件极限状态概率,然后基于此概率用推广的一次二阶矩法求解了考虑系统参数不确定性的安全壳极限状态概率。一个预应力混凝土安全壳的实例分析表明,系统参数的不确定性对安全壳的可靠性有重要影响。 展开更多
关键词 核电厂 安全壳 可靠性分析 混凝土安全壳 地震
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内爆荷载作用下钢筋混凝土安全壳的非线性响应分析 被引量:5
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作者 赵春风 陈健云 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期667-672,共6页
安全壳内部爆炸和恐怖袭击可能导致放射性物质的泄露,会造成严重的灾难。运用非线性有限元软件LS-DYNA,采用分离式建模方法和流构耦合算法,建立钢筋混凝土安全壳有限元模型,对钢筋混凝土安全壳遭受内部爆炸进行了数值分析,研究了内爆炸... 安全壳内部爆炸和恐怖袭击可能导致放射性物质的泄露,会造成严重的灾难。运用非线性有限元软件LS-DYNA,采用分离式建模方法和流构耦合算法,建立钢筋混凝土安全壳有限元模型,对钢筋混凝土安全壳遭受内部爆炸进行了数值分析,研究了内爆炸冲击波作用下安全壳内的动力响应,并与Henrych公式和TM5-1300结果进行了比较。结果表明,在比例距离为3.258 m/kg1/3、爆炸源距基底48 m的内爆作用下,数值模拟能保持较好的精度。 展开更多
关键词 爆炸力学 动力响应 有限元方法 钢筋混凝土安全壳 内部爆炸 比例距离
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混凝土安全壳整体性能试验峰值压力持续时间探讨 被引量:1
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作者 孙锋 潘蓉 +2 位作者 严天文 付强 吴晗 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1846-1852,共7页
核电站建造阶段必须进行安全壳整体性能试验(CTT),验证在设计基准事故时安全壳结构的完整性。本文针对某核电厂3号机组预应力混凝土安全壳CTT进行非线性有限元分析。结果表明:筒体闸门洞口标高附近径向变形最大,预应力钢束承担了峰值压... 核电站建造阶段必须进行安全壳整体性能试验(CTT),验证在设计基准事故时安全壳结构的完整性。本文针对某核电厂3号机组预应力混凝土安全壳CTT进行非线性有限元分析。结果表明:筒体闸门洞口标高附近径向变形最大,预应力钢束承担了峰值压力0.483MPa作用下大部分设计内压,安全壳整体结构处于受压状态,与实际试验状态基本吻合。同时,对国内外法规标准关于安全壳峰值压力持续时间的规定进行总结,提出相关结论及建议,可为安全壳CTT方案设计提供参考。 展开更多
关键词 预应力混凝土安全壳 整体性能试验 峰值压力 设备闸门 预应力钢束
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核电厂新型预应力混凝土安全壳及其非能动冷却系统设计与分析 被引量:1
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作者 谭效时 李晓伟 +1 位作者 李笑天 何树延 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期271-276,共6页
本文以CAP1700核电厂为例,提出了一种新的核电厂预应力混凝土安全壳及其非能动冷却方案,介绍了新式非能动安全壳冷却系统热工水力计算方法,并给出事故工况下新非能动安全壳冷却系统的运行参数。结果表明,CAP1700非能动安全壳冷却系统的... 本文以CAP1700核电厂为例,提出了一种新的核电厂预应力混凝土安全壳及其非能动冷却方案,介绍了新式非能动安全壳冷却系统热工水力计算方法,并给出事故工况下新非能动安全壳冷却系统的运行参数。结果表明,CAP1700非能动安全壳冷却系统的设计是可行的,能满足事故工况下的冷却需求。贮水箱水量有很大的裕量,可通过计算进一步优化贮水量。 展开更多
关键词 非能动 热工水力 预应力混凝土安全壳
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基于荷载时程分析法的商用飞机撞击钢板混凝土结构安全壳的有限元分析 被引量:11
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作者 朱秀云 潘蓉 +1 位作者 林皋 李亮 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期1-5,共5页
由于钢板混凝土墙背部钢板能够有效地约束混凝土在撞击方向上的运动以及限制混凝土碎片的飞溅,为了抵御商用飞机撞击,新型核电机组的核岛厂房外墙通常设计为钢板混凝土结构(SC)。基于荷载时程分析法,运用经典的显式非线性动力分析软件AN... 由于钢板混凝土墙背部钢板能够有效地约束混凝土在撞击方向上的运动以及限制混凝土碎片的飞溅,为了抵御商用飞机撞击,新型核电机组的核岛厂房外墙通常设计为钢板混凝土结构(SC)。基于荷载时程分析法,运用经典的显式非线性动力分析软件ANSYS/LS-DYNA,进行了波音707-320型号商用飞机撞击某钢板混凝土结构安全壳的响应分析。计算结果表明,即使在安全壳筒身最不利撞击部位冲击作用下,像波音707-320型号的商用飞机对该安全壳的影响是较小的,且增大钢板的厚度能够有效的减小冲击作用下结构的响应。 展开更多
关键词 荷载时程分析法 飞机撞击 钢板混凝土结构安全壳
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基于贝叶斯估计的核电厂安全壳内压概率安全评估
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作者 田澳楠 郑志 +2 位作者 潘晓兰 苏春阳 王勇 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期836-847,共12页
核电厂安全壳的内压易损性评估多采用简化的对数正态分布模型,缺乏严格的理论分析。本文基于贝叶斯理论提出一种适用于核电厂安全壳的内压易损性评估方法。该方法首先建立了安全壳在内压作用下的确定需求模型,并通过添加修正项对需求模... 核电厂安全壳的内压易损性评估多采用简化的对数正态分布模型,缺乏严格的理论分析。本文基于贝叶斯理论提出一种适用于核电厂安全壳的内压易损性评估方法。该方法首先建立了安全壳在内压作用下的确定需求模型,并通过添加修正项对需求模型进行修正,然后利用贝叶斯估计逐步对修正项进行筛选,从而获得准确的概率需求模型,最终通过建立安全壳极限状态方程给出易损性评估结果。在此基础上,引入内压概率模型实现了安全壳概率安全评估,并与采用传统易损性评估的概率安全评估结果进行了对比。结果表明,安全壳的总失效概率随着混凝土损伤面积比的增大而逐渐减小,采用贝叶斯估计方法获得的安全壳总失效概率均值大于传统易损性评估方法,而变异系数小于传统易损性评估方法。本文方法可为计算核电厂安全壳在内压下的概率安全评估提供更为精准和保守的结果。 展开更多
关键词 预应力混凝土安全壳 损伤状态 贝叶斯估计 易损性评估 概率安全评估
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内压作用下纤维混凝土预应力安全壳破坏机理研究 被引量:1
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作者 孙晔 郑志 +1 位作者 苏春阳 潘晓兰 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期502-507,558,共7页
核电厂安全壳作为防止核放射性物质泄漏的最后一道屏障,提升安全壳的承载力尤为重要。大量研究显示纤维混凝土在力学性能、耐久性等方面具有显著优势,为了探究纤维混凝土在安全壳结构上的适用性并准确描述内压作用下纤维混凝土预应力安... 核电厂安全壳作为防止核放射性物质泄漏的最后一道屏障,提升安全壳的承载力尤为重要。大量研究显示纤维混凝土在力学性能、耐久性等方面具有显著优势,为了探究纤维混凝土在安全壳结构上的适用性并准确描述内压作用下纤维混凝土预应力安全壳的破坏机理,利用ABAQUS有限元软件,建立钢纤维、钢聚丙烯纤维、钢聚乙烯醇纤维增强安全壳精细化模型,施加内压荷载进行有限元分析。结果表明:(1)纤维混凝土安全壳破坏机理及变形规律与普通混凝土安全壳类似,混凝土中不同纤维的掺入均能有效延缓混凝土裂缝出现的时间,抑制裂缝开展的速度,减少钢衬里塑性损伤,大幅提升安全壳的极限内压。(2)钢纤维具有最佳的增强效果,但恶劣的服役环境下混杂纤维值得优先考虑。(3)局部替换纤维混凝土尤其是洞口区域附近,更有利于保持安全壳结构经济性与安全性的平衡。 展开更多
关键词 纤维混凝土 预应力混凝土安全壳 数值模拟 内压作用 加固区域 破坏机理
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核电安全壳混凝土气密性研究 被引量:7
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作者 石亮 刘建忠 +6 位作者 刘加平 穆松 姜骞 谢德擎 秦晓川 蔡景顺 周霄骋 《混凝土》 CAS 北大核心 2018年第8期144-148,共5页
综述了国内外围绕核电安全壳混凝土气密性的最新研究进展,介绍了国际上常用的混凝土现场气密性测试方法,总结了实际工程混凝土气密性影响因素,探讨了混凝土气密性与其他耐久性参数之间的对应关系,提出了进一步研究的建议。
关键词 安全壳混凝土 气密性 现场测试方法 影响因素 耐久性
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CNP1000核电厂安全壳1:10模型拟动力试验 被引量:16
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作者 钱稼茹 赵作周 +2 位作者 段安 夏祖讽 王明弹 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期7-13,53,共8页
由半球形穹顶、筒体和2根扶壁柱组成的预应力混凝土安全壳是我国最新开发的CNP1000先进核电厂的标志建筑物。为验证其在峰值加速度为0.2 g的设计地震水平SL-2工况下的安全,为该安全壳的技术系统集成提供模型结构动态试验依据,完成了该... 由半球形穹顶、筒体和2根扶壁柱组成的预应力混凝土安全壳是我国最新开发的CNP1000先进核电厂的标志建筑物。为验证其在峰值加速度为0.2 g的设计地震水平SL-2工况下的安全,为该安全壳的技术系统集成提供模型结构动态试验依据,完成了该安全壳一个11∶0预应力混凝土模型的单自由度拟动力试验。试验分两个阶段,加载方向分别与安全壳的扶壁柱连线垂直和一致;在有限元分析的基础上,确定了两个阶段试验单自由度体系的理论质量。采用人工波作为地震输入;每个阶段分别进行3个工况试验,地震峰值加速度分别为1 g、2 g和3 g,根据相似关系,对应于实体结构分别为0.1 g、0.2 g和0.3 g;模型结构阻尼比分别取为0.02、0.05和0.05。结果表明,在峰值加速度2 g地震作用下,筒体底部个别测点达到混凝土开裂应变,模型等效抗侧刚度降低仅5%;在峰值加速度3 g地震作用下,除筒体底部外的筒壁测点的应变都小于混凝土开裂应变,模型等效抗侧刚度降低约14%,结构处于弹性阶段。半球形穹顶安全壳具有大的抗震安全储备。 展开更多
关键词 预应力混凝土安全壳 半球形穹顶 1:10模型 拟动力试验 设计地震水平SL-2
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大型商用飞机撞击钢板混凝土结构安全壳的有限元分析 被引量:3
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作者 朱秀云 林皋 +1 位作者 路雨 潘蓉 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期510-517,共8页
为研究不同场地条件对大型商用飞机撞击核电厂结构的冲击响应影响,采用规范推荐的集总参数场地动力模型考虑不同的均质场地条件。基于荷载时程分析法进行了某大型商用飞机撞击钢板混凝土结构安全壳的冲击响应对比分析。分析结果表明,随... 为研究不同场地条件对大型商用飞机撞击核电厂结构的冲击响应影响,采用规范推荐的集总参数场地动力模型考虑不同的均质场地条件。基于荷载时程分析法进行了某大型商用飞机撞击钢板混凝土结构安全壳的冲击响应对比分析。分析结果表明,随场地剪切波速的增大,安全壳的冲击响应减小,当考虑为固定端时,其响应最小;当场地的剪切波速较大,即场地较硬时,假设为固定端的边界条件是合理的,当场地较软时,应考虑场地的弹性作用;场地阻尼效应对于冲击响应的影响很小,可忽略不计。针对某特定场地,大型商用飞机对钢板混凝土结构安全壳的冲击响应较小,不会引起结构的整体破坏,是可接受的。 展开更多
关键词 大型商用飞机 不同均质场地 荷载时程分析法 钢板混凝土结构安全壳 冲击响应
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考虑预应力损失影响的安全壳安全性能研究 被引量:3
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作者 苏春阳 郑志 +3 位作者 潘晓兰 孙晔 王勇 田澳楠 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期600-608,共9页
预应力损失对安全壳在内压作用下的安全性能影响不可忽略,本文通过考虑安全壳不同龄期下的预应力损失来研究安全壳在设计基准期内40年及设计基准期后60年不同内压水平作用下的安全性能。采用ABAQUS有限元软件建立了精细化安全壳三维有... 预应力损失对安全壳在内压作用下的安全性能影响不可忽略,本文通过考虑安全壳不同龄期下的预应力损失来研究安全壳在设计基准期内40年及设计基准期后60年不同内压水平作用下的安全性能。采用ABAQUS有限元软件建立了精细化安全壳三维有限元分析模型,通过非线性有限元方法分析了钢衬里屈服、预应力筋屈服、混凝土裂缝演化等性能指标。研究结果表明,考虑预应力损失后,安全壳混凝土开裂与钢衬里失效时,所能承受的内压荷载减小;安全壳在极限内压作用下的变形表现为穹顶向外膨胀以及洞口向内收缩;安全壳穹顶部分在极限内压下破坏严重;考虑预应力损失后,安全壳变形明显增大。但安全壳在设计内压(0.4 MPa)作用下仍有足够的安全裕度。 展开更多
关键词 预应力混凝土安全壳 安全壳预应力损失 安全壳功能失效 安全壳结构失效 安全壳破坏模式
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混凝土徐变柔度函数的高效逼近方法 被引量:1
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作者 向华伟 荣华 +2 位作者 范兴朗 耿岩 白林洪 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1689-1696,共8页
混凝土徐变是引起安全壳预应力损失的主要因素之一,采用指数算法求解混凝土徐变效应时需要将混凝土徐变柔度函数采用Dirichlet级数表达,如何获得精确表征柔度函数的Dirichlet级数是实现指数算法的关键。基于连续延迟谱法,本文提出一种... 混凝土徐变是引起安全壳预应力损失的主要因素之一,采用指数算法求解混凝土徐变效应时需要将混凝土徐变柔度函数采用Dirichlet级数表达,如何获得精确表征柔度函数的Dirichlet级数是实现指数算法的关键。基于连续延迟谱法,本文提出一种求解拉普拉斯逆变换的Weeks方法来逼近Dirichlet级数。对工程中常用的CEB MC90徐变模型,构建了基于Weeks方法的Dirichlet级数逼近算法,并给出了提高方法效率的相关参数取值范围。结果表明,提出的方法仅需对原混凝土徐变柔度函数求1阶导数,即可返回时域函数的显示表达式,避免了高阶求导存在计算复杂和计算效率低的问题。将本文方法计算结果与原柔度函数解析解进行对比,验证了方法的有效性。 展开更多
关键词 混凝土安全壳 混凝土徐变 柔度函数 DIRICHLET级数 连续延迟谱 Weeks方法
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Evaluation of protective quality of prestressed concrete containment buildings of nuclear power plants
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作者 郑砚国 李惠强 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2011年第1期238-243,共6页
The permeability and sorptivity properties of the two prestressed concrete containment buildings (PCCBs) of a nuclear power plant in South China, which had been under operation for 5 years, were measured by using th... The permeability and sorptivity properties of the two prestressed concrete containment buildings (PCCBs) of a nuclear power plant in South China, which had been under operation for 5 years, were measured by using the autoclam permeability system. The air permeability, sorptivity and water permeability indexes of No.1 PCCB are smaller than or equal to 0.11 ln(102 Pa)/min, 0.98×10 ^7 m3/minl/2 and 1.93×10 ^7 m3/min1/2, respectively, and the air permeability, sorptivity and water permeability indexes of No.2 PCCB are smaller than or equal to 0.17 In(102 Pa)/min, 1.6×10 ^7 m3/min1/2 and 4.43 ×10 ^7 m3/min1/2, respectively. Based on the criteria for evaluating the protective quality of concrete structures in terms of their permeability and sorptivity properties, proposed by the research organization of the autoclam permeability system, the protective quality of No. 1 PCCB is still in very good grade and that of No.2 PCCB is not in very good grade but in good grade, and the in-service inspection of the protective quality of No.2 PCCB should be strengthened in the future. 展开更多
关键词 nuclear power plant prestressed concrete containment building permeability properties sorptivity properties
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