核电站常规岛汽轮机基础底板温控分析及施工控制措施

发布时间：2020-04-01 14:42

【摘要】：核电站建设通常分为两大部分:核岛和常规岛。常规岛是维护核电站运行人员的工作间,其中最关键的部位是汽轮机基础结构,用于承受机器荷载。因此对施工裂缝要求严格,属于大体积混凝土浇筑。在核电站常规岛汽轮机基础建设中,国内一般采用多次浇筑,施工周期长,对工程质量容易造成不利影响。随着核电建设步伐的日益加快,为缩短工程工期,需将汽轮机基础一次浇筑成型。因此如何有效控制温度裂缝成为当前面临的最主要问题。首先在混凝土浇筑前期,水泥遇水释放大量水化热。浇筑完成后,随着环境的变化,热量向空气中传递,温度开始下降。如果温降过快,会形成温度梯度产生温度应力,这是大体积混凝土裂缝出现的主要原因,其次材料、施工工艺、施工人员、环境气温,也是造成混凝土裂缝的其他原因。在核电站建设中,表面裂缝虽不影响结构使用,但仍要严格控制。由于导致裂缝产生的条件众多且各不相同,因此需要从对应的方面进行分析。本文为解决上述问题,从以下几个方面展开研究:1、本文围绕大体积混凝土温度场和温度应力两方面,具体阐述了温度裂缝的形成机理和危害,推导了温度场的形成过程。使用有限元软件分别模拟不同厚度混凝土的温度变化情况推导出绝热温升和混凝土厚度之间的关系表达式,将计算得到的降温系数与规范的降温系数比较。2、应用有限元分析软件对大体积混凝土温度场和温度应力进行仿真模拟分析,得到核电站汽轮机基础底板早期温度和温度应力分布情况,分析有限元模拟得出的温度及温度应力数据。3、根据应力分布情况得出最不利截面出现的位置及表现形式:温度裂缝主要出现在阴角位置处,以阴角顶点为起点,沿浇筑体核心区45o方向延伸。最不利截面的确定,为温度监测和后期保温养护措施的制定提供了方向和依据。4、运用一维差分法理论公式,计算混凝土早期温度。运用理论计算与仿真模拟两种方法,有针对性的制定大体积混凝土施工控制措施。5、监测早期混凝土养护期间温度变化情况,将理论数据与实际测量数据对比,及时调整实际施工中动态养护工作。将模拟数据与实际测量数据对比,检测模型的仿真程度,提前预测温度变化情况,为工程初期施工选择合适的方案提供科学依据,结果表明有限元模拟温降趋势与实际情况大致相同。实践表明在本研究过程中,通过有限元模拟、动态监控等方法,为施工方案的选择提供了合理的依据,保证了混凝土的浇筑质量,为后续核电站大体积混凝土的建设提供了坚实的基础。
【图文】：

宏观裂缝

（a）表面裂缝；（b）深层裂缝；（c）贯穿裂缝图 2.1 宏观裂缝Fig.2.1 Macro Cracks凝土裂缝产生的原因料，由于施工因素造成混凝土早期裂缝占 80%，他因素占 5%[27]。在大体积混凝土结构中所产生的水泥水化热、环境温度、结构约束、施工工艺、化热是大体积混凝土裂缝出现的主要原因。热是引起大体积混凝土裂缝的主要原因，水泥的水程前期快，，后期较慢。试验证明每克普通硅酸盐混凝土浇筑时核心区温度急剧上升，1-3 天释放的3-5 天温度增长速率快，之后放缓。由于大体积混

示意图,热量,路径,示意图

场产生、发展、变化的整体过程有助于了解温度场的变化境、施工工艺以及混凝土自身的属性等条件，通过热传导时温度场就转化为已知初始条件和边界条件求解某一瞬时法同样适用于核电站建设中大体积混凝土温度及温度应力程求解混凝土温度场，适用于结构规则的情况。对于较复用有限元法进行求解。热传导方程微分方程凝土浇筑将产生大量水化热，产生的热量引起浇筑体受力体内外温差达到一定程度时，混凝土浇注体将产生裂缝，土温度裂缝产生的最常见的一种变化。计算大体积混凝土为复杂。目前主要使用理论解法和数值解法。数值解法又法、有限元法[34]。其中使用有限元法和差分法居多。
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM623

【参考文献】