AP1000臨時頂蓋是核島建筑結構中的重要防護結構,其在日常吊裝使用時的便捷性對吊裝施工的質(zhì)量和工期有著較大的影響,該結構的力學性能決定了對安全殼內(nèi)部的設備保護程度以及關乎核島的安全。改進臨時頂蓋的結構,對降低可操作難度、提升安全防護性能、節(jié)約成本和縮短工期有著重要的意義。本文以應用于AP1000核電站工程建設為目的,以AP1000臨時頂蓋為研究對象,針對原有結構設計存在桁架高度過高、開口面積不足、抗風載能力不足等問題對頂蓋結構設計進行改進,并采用有限元軟件ANSYS對改進后的結構進行應力分析,最后再采用擴展后的滿應力法完成對結構桿件的截面優(yōu)化。主要研究內(nèi)容如下:(1)對連接桁架構造、開口部件、腹板空間桁架結構和運行結構進行了改進,將頂部桁架高度由6220mm降低為3105mm以及開口面積由210.6m~2拓寬到423.8m~2;為了便于運輸和拆裝,將整體結構分成了5個子模塊;根據(jù)頂蓋自身結構特點對吊裝的吊點布局進行研究,對比分析2種方案的優(yōu)缺點后最終采用8個吊點的布局設計。(2)基于有限元軟件ANSYS分別建立吊裝、工作、非作業(yè)有限元模型,通過分析吊裝工況下的力學特性驗證其吊裝方案的可行性;通過分析工作和非作業(yè)工況下頂蓋應力大小、位移大小以及屈曲特征值,并對比分析5種工況下頂蓋對筒體應力和應變的影響,從而驗證結構設計的合理性和安全性。(3)將臨時頂蓋的所有組成桿件分成6組,采用拓展后的滿應力法對桿件的截面積進行迭代計算,在滿足應力、位移以及穩(wěn)定性要求下完成對桿件截面優(yōu)化選型,經(jīng)過四次優(yōu)化后,頂蓋的總重由原來重86.1t降低為59.8t,其減少了31%的重量,從而進一步降低了其對下筒體的影響以及節(jié)約成本。
【學位單位】：南華大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TM623;TU318
【部分圖文】：

上研究背景之下，中國核工業(yè)建設集團公司發(fā)起了“AP1000/應堆廠房臨時頂蓋結構設計優(yōu)化及應用”項目研究，中國核工司承接了該課題研究工作，并與南華大學一起開展了對該課題化技術和開頂法吊裝技術在 AP1000 核電技術中均是大量使模塊化技術主要目的是為了保證施工的質(zhì)量和縮短整體施工工模塊放在特定環(huán)境下同時開展相應工作來達到目的。模塊化技在廠房內(nèi)進行大量的施工操作，避免了在外界施工受到環(huán)境的了工作效率和保證了質(zhì)量。同樣模塊化技術也帶來了現(xiàn)場無法在施工及運輸?shù)倪^程中其位移量的保障成為了難點。筒體內(nèi)大在反應堆廠房環(huán)吊及穹頂就位前，利用廠房外的大吊車，將主后，越過安全殼筒體直接將設備、模塊垂直吊裝就位[7]。AP1子模塊及相應的構造見圖 1.1。

架改進構設計中有兩層環(huán)形連接桁架（因為考慮從筒體 1架高頂蓋。避免臨時頂蓋與內(nèi)部已安裝物項發(fā)生碰效果。究在反應堆廠房 CV3 環(huán)的環(huán)軌梁做基礎，建造電部結構物項目進行成品保護。由于臨時頂蓋用于 3涉及與已安裝物項的碰撞。經(jīng)過分析，對連接桁架架，并根據(jù)實際情況對結構型式及高度進行修改設量降低高度，將臨時頂蓋頂部桁架鋼結構重新建模的距離，減小弧形鋼架的高度，同時減低頂蓋立桿計拓寬了開口面積，頂部桁架高度為 6220mm（見，在拓寬開口面積的基礎上，重新建模，將頂部桁，結構試圖見圖 2.3。其后期開口圖見圖 2.4。

圖 2.3 二次修改視圖 圖 2.4 后期開口Figure 2.3 Secondary modification view Figure 2.4 Late opening（2）頂部天窗設計改進本文根據(jù)某設計要求 “天窗開啟寬度應不小于 16m，且可開啟區(qū)域不小于00m2”，根據(jù)此要求需要開啟區(qū)域為 16x25m=400m2，而在徐大堡科研結構設中開啟區(qū)域面積為 9x23.4m=210.6m2，原設計無法滿足現(xiàn)有設計需求，此處需進行優(yōu)化。經(jīng)過對結構改進后，開口面積可達到 402.966+20.9 = 423.8 ㎡（見 2.6）。
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本文編號：2891747