核能供熱堆是專門用于城市供熱的反應(yīng)堆,其直接應(yīng)用裂變產(chǎn)生的熱能,無需進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換,就直接可以接入城市供熱網(wǎng)。由于核能供熱堆距離城市近,抗震設(shè)防烈度高,因此它的抗震安全性非常重要。由于核能供熱堆屬于新型反應(yīng)堆,國內(nèi)外對(duì)其抗震研究較少,本文以核能供熱堆廠房結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,展開其結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部設(shè)備隔震的相關(guān)研究,力圖提高核能供熱堆廠房結(jié)構(gòu)的抗震安全性。本文的研究?jī)?nèi)容工作主要分為如下部分:(1)以某核能供熱堆廠房結(jié)構(gòu)實(shí)際工程為背景,建立了它的ANSYS有限元整體模型。依據(jù)核電廠設(shè)計(jì)規(guī)范的相關(guān)要求,設(shè)計(jì)了水平隔震支座的參數(shù),完成了不同場(chǎng)地設(shè)計(jì)反應(yīng)譜分析,研究了核能供熱堆基礎(chǔ)水平隔震結(jié)構(gòu)的場(chǎng)地適應(yīng)性。比較了非隔震模型和水平隔震模型在安全停堆地震動(dòng)(SSE)作用下的地震時(shí)程反應(yīng),探討了不同場(chǎng)地地震波作用下不同模型的地震反應(yīng),進(jìn)一步研究了核能供熱堆廠房非隔震模型和隔震模型的場(chǎng)地適應(yīng)性。(2)基于隔震串并聯(lián)組合,構(gòu)造并實(shí)現(xiàn)了三維隔震支座。根據(jù)結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析理論和三維隔震結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性,建立了三維隔震結(jié)構(gòu)等效的單質(zhì)點(diǎn)桿系簡(jiǎn)化模型。基于單質(zhì)點(diǎn)桿系簡(jiǎn)化模型的參數(shù)分析結(jié)果,建立了三維隔震結(jié)構(gòu)實(shí)際模型,研究了三維隔震支座的豎向剛度對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性和地震反應(yīng)的影響。參數(shù)影響分析結(jié)果表明三維隔震對(duì)供熱堆廠房結(jié)構(gòu)的減震效果應(yīng)該謹(jǐn)慎對(duì)待,建議水平采用基礎(chǔ)隔震、豎向采用耗能減震等措施,以提高供熱堆的三維減震效果。同時(shí),建立了供熱堆內(nèi)部設(shè)備一體化小型反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)的有限元模型,完成了在SSE三向包絡(luò)反應(yīng)譜作用下的地震反應(yīng)和隔震性能分析。本文對(duì)核能供熱堆廠房結(jié)構(gòu)及內(nèi)部設(shè)備進(jìn)行了隔震研究,研究成果可以對(duì)核能供熱堆的推廣和發(fā)展提供一定支持作用。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM623;TU352.12
【部分圖文】：

第 1 章緒論景及意義賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。我國高緯度的北方大部分北方地區(qū)的冬季供暖是能源消耗巨大的重大工程。目前煤炭鍋爐進(jìn)行供暖，導(dǎo)致煤炭的消耗量巨大。而且，煤二氧化碳、二氧化硫以及其他氮氧化合物，導(dǎo)致了環(huán)境全清潔的新型能源之一，核能供熱相比其他能源，具有定、技術(shù)成熟度高等優(yōu)點(diǎn)，核能供熱為冬季綠色供暖提供，根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，核電的發(fā)電量已經(jīng)到達(dá)了全球發(fā)電量子能機(jī)構(gòu)發(fā)布的《世界核電反應(yīng)堆》表明，截止到 2016 6 臺(tái)正在運(yùn)行的核電站機(jī)組，其中有 56 臺(tái)機(jī)組實(shí)現(xiàn)了熱電

造成難以估計(jì)的生命財(cái)產(chǎn)威脅。文以核能供熱堆廠房結(jié)構(gòu)為主體研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行地術(shù)的應(yīng)用相關(guān)研究。對(duì)水平隔震技術(shù)在核能供熱堆廠房震作用下水平隔震技術(shù)對(duì)核能供熱堆廠房結(jié)構(gòu)的隔震效堆廠房結(jié)構(gòu)的三維隔震技術(shù)；并對(duì)供熱堆內(nèi)部核心設(shè)備震研究。研究現(xiàn)狀研究與應(yīng)用 世紀(jì) 50 年代就開始了對(duì)核能供熱的研究[2]。比如法國研Thermos 供熱堆（見圖 1.2），前蘇聯(lián)與聯(lián)邦德國等國家研，加拿大所研制的 SLOWPOKE 自然循環(huán)池式壓水堆，E 池式壓水堆等。

核電站結(jié)構(gòu)的地震安全問題。2018 年侯鋼領(lǐng)、王炳媛等[41]基于核電站隔震要求提出了 AP1000 核電站 BIS-TMD新型隔震結(jié)構(gòu)，對(duì)新型結(jié)構(gòu)建立了其參數(shù)優(yōu)化模型，分析了 BIS-TMD 新型結(jié)構(gòu)的抗震減震性能和場(chǎng)地適用性。上述研究關(guān)注的主要是基于水平隔震技術(shù)對(duì)水平方向地震反應(yīng)的隔震減震效果，對(duì)豎向的地震反應(yīng)和隔震減震研究較少。主要原因是普遍認(rèn)為核電站結(jié)構(gòu)的豎向剛度大，而豎向地震動(dòng)較水平方向更小，核電站在豎向是足夠安全的。但實(shí)際豎向地震作用也會(huì)對(duì)核電站結(jié)構(gòu)和設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p壞，對(duì)于抗震安全要求極高的核電結(jié)構(gòu)來說豎向地震作用是不可忽略的。2002 年 Bong Yoo 等[42]針對(duì) STAR-LM 反應(yīng)堆開發(fā)了一種由 LRB 疊層橡膠支座和鋼球組成的新型三維隔震支座（圖 1.3），利用 SAP2000 對(duì)反應(yīng)堆的非隔震模型、水平隔震模型和新型三維隔震模型進(jìn)行分析，表明了維隔震模型可以在一定程度上可以降低豎向加速度，但在超越設(shè)計(jì)基準(zhǔn)地震作用下的豎向隔震性能需要進(jìn)一步驗(yàn)證。
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