EPR核电站内安全壳穹顶施工稳定性能研究

发布时间：2017-08-08 15:03

  本文关键词：EPR核电站内安全壳穹顶施工稳定性能研究

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【摘要】：本课题为国家自然科学基金青年科学基金项目“第三代核电站(EPR)安全壳结构施工关键技术研究”(项目批准号:51308155)的子课题。进入21世纪以来,随着能源危机与环境污染的加重,核能作为清洁、廉价能源的优势更加明显,许多国家都将核能列入本国中长期能源发展规划之中。目前第三代核电技术正在广泛应用,EPR(European pressurized water reactor)核电站作为第三代核电站的主要模式之一,在我国广东省台山市首次投入建设。安全壳结构对核电站是否正常安全运行起着至关重要的作用。由于跨度大、厚度薄以及施工条件限制,EPR核电站内安全壳钢衬里穹顶结构在施工过程中存在一定的稳定性问题,本文基于有限元分析软件ANSYS,系统地分析了EPR核电站内安全壳钢衬里穹顶结构的施工全过程稳定性能,并对内安全壳钢衬里穹顶结构进行了稳定性验算。主要内容如下:1、系统地进行了钢衬里穹顶稳定性全过程分析,分析了钢衬里穹顶的失稳机理,得到了结构的屈曲模态,对加载过程中结构的塑性发展全过程进行了详细描述,分析了初始几何缺陷对结构稳定性能的影响。2、利用生死单元和重叠单元技术,分析了混凝土浇筑过程中钢衬里穹顶的力学性能,并以缩短工期为目标提出和验算了新的混凝土浇筑过程。3、对钢衬里-混凝土组合穹顶结构进行了全过程分析,得到了结构的裂缝开展全过程和失效模式,并分析了钢衬里钢板厚度、加劲肋截面尺寸、混凝土强度等级对组合穹顶结构稳定性能的影响。4、进行了钢衬里穹顶的稳定性验算方法研究。根据等效刚度法和等效体积法,提出了钢衬里穹顶在均布面荷载作用下的稳定承载力近似计算公式。
【关键词】：安全壳 钢衬里 稳定性 全过程分析 施工过程
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM623
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 课题背景10-13
• 1.1.1 核电发展概况10-13
• 1.1.2 核岛安全壳结构发展概况13
• 1.2 核岛安全壳结构研究现状13-17
• 1.2.1 国外研究现状13-16
• 1.2.2 国内研究现状16-17
• 1.3 连续壳与网壳结构稳定性研究现状17-19
• 1.3.1 国外研究现状17-18
• 1.3.2 国内研究现状18-19
• 1.4 课题研究意义19-22
• 1.4.1 EPR核电站内安全壳穹顶施工全过程介绍19-20
• 1.4.2 主要研究内容20-22
• 第2章 钢衬里穹顶稳定性能分析22-44
• 2.1 引言22
• 2.2 钢衬里穹顶吊装过程和温度荷载作用下力学性能分析22-26
• 2.2.1 钢衬里穹顶计算模型22-24
• 2.2.2 吊装过程分析24-26
• 2.2.3 温度荷载作用下分析26
• 2.3 钢衬里穹顶钢板壳稳定性全过程分析26-30
• 2.3.1 钢衬里穹顶钢板壳计算模型26-27
• 2.3.2 全过程分析结果27-30
• 2.4 钢衬里穹顶加劲肋网壳稳定性全过程分析30-31
• 2.4.1 钢衬里穹顶加劲肋网壳计算模型30
• 2.4.2 全过程分析结果30-31
• 2.5 钢衬里穹顶稳定性分析31-42
• 2.5.1 概念简述31-32
• 2.5.2 特征值屈曲分析结果32
• 2.5.3 全过程分析结果32-41
• 2.5.4 考虑初始几何缺陷的全过程分析结果41-42
• 2.6 本章小结42-44
• 第3章 钢衬里穹顶混凝土浇筑全过程力学性能分析44-67
• 3.1 引言44
• 3.2 施工过程与模拟方法44-46
• 3.2.1 计算模型44-46
• 3.2.2 生死单元法与重叠单元法46
• 3.3 现场施工过程模拟46-56
• 3.3.1 现场施工过程46-49
• 3.3.2 分析结果49-56
• 3.4 新施工方案一56-61
• 3.4.1 方案一施工过程56-57
• 3.4.2 分析结果57-61
• 3.5 新施工方案二61-66
• 3.5.1 方案二施工过程61-62
• 3.5.2 分析结果62-66
• 3.6 本章小结66-67
• 第4章 钢衬里-混凝土组合结构稳定性分析67-82
• 4.1 引言67
• 4.2 算例验证67-70
• 4.3 组合结构稳定性分析70-75
• 4.3.1 计算模型70-71
• 4.3.2 特征值屈曲分析结果71-72
• 4.3.3 全过程分析结果72-75
• 4.4 组合结构承载力参数分析75-81
• 4.4.1 钢板厚度对组合结构稳定性的影响75-78
• 4.4.2 加劲肋截面对组合结构稳定性的影响78-80
• 4.4.3 混凝土强度对组合结构稳定性的影响80-81
• 4.5 本章小结81-82
• 第5章 钢衬里穹顶稳定性验算方法研究82-92
• 5.1 引言82
• 5.2 钢板壳结构稳定性验算82-83
• 5.2.1 理论介绍82
• 5.2.2 结果对比82-83
• 5.3 钢衬里穹顶稳定性验算83-91
• 5.3.1 等效体积法83-84
• 5.3.2 等效刚度法84-86
• 5.3.3 结果对比86-89
• 5.3.4 弹塑性材料结构稳定性验算89-91
• 5.4 本章小结91-92
• 结论92-93
• 参考文献93-99
• 致谢99

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本文编号：640567