核岛厂房三维隔震动力模型与响应控制

Nuclear energy is one important energy for human being, and its development is also an significant policy of energy construction in China.The nuclear accident of Fukushima Nuclear Power Station induced by great earthquake occurred in March 2011 in Japan challenged the seismic saftey of nuclear power project．Three-dimensional(3D) seismic isolation technologies are of importance in protecting nuclear power plant and equipment facilities safety. This project aimed at nuclear island structure adopted 3D isolation techniqe, by means of theoretical researches, numerical simulation analyses and shaking table tests，systemly studies 3D isolation mechanisms, the coupling effects and control methods of horizontal and vetical seismic responses.The nuclear island structure response characteristics, the equipments and ivbration isolated pipelines inside nuclear island response rules and its coupling effect under strong seismic action are studied,too.Through the researches under this project, it is able to build a full set of nuclear island computational model, isolation effect analysis method and disaster control method for nuclear island 3D isolated structure, This project can benefit to expand the appropriate site types for isolated nuclear power plant structures and facilitating the standardization of nuclear power plant design and construction, which is in line with national development plans and major strategic scientific needs.

核能已成为人类使用的重要能源，也是我国能源建设的一项重要政策，2011年日本大地震所造成的福岛第一核电站事故，为核电工程结构的抗震安全性提出了新的挑战。三维隔震在保护核电厂结构和内部设备设施安全具有重要意义。本项目针对核岛厂房采用三维隔震技术，通过理论研究、数值模拟分析和三维隔震结构模型振动台试验验证等方法，系统研究核岛厂房三维隔震结构减震机理、水平与竖向地震反应耦合效应及控制方法和强震作用下核岛厂房三维隔震结构反应特征、核岛内部设备、隔振管线的地震响应规律以及与核岛结构地震响应的耦合效应等基础性内容。本项目研究可以建立一套完整的核岛厂房三维隔震结构的计算模型、隔震效应的分析方法和灾变控制方法，为核电厂建造选址的拓展应用以及促进未来核电厂设计和建造的标准化和国产化都具有重要的战略价值，符合国家科学发展规划和重大战略需求。

核电能源是一种不造成污染排放的清洁能源，其核电建设得到我国积极响应。为推进核能的和平利用，核能也成为我国能源建设的一项重要政策。地震的不确定性给核电厂的抗震安全带来巨大的挑战，其在遭遇强震时可能造成结构构件、管道、设备等损伤与破坏，引发环境污染、危害公众安全等。本项目围绕针对屏蔽核反应堆的核岛厂房结构开展抗震及其控制研究，有以下研究工作：.1. 研究了AP1000核岛厂房结构在安全停堆地震(加速度峰值0.3g)和超设计地震(加速度峰值(0.4g~1.0g)输入下的地震响应分析。分析表明：在安全停堆地震下，核岛结构安全壳应力在材料容许应力范围内，结构整体变形小，结构处于弹性工作状态；在超设计地震下，屏蔽厂房顶部和安全壳环形吊车处水平和竖向振动加速度响应过大，对结构、管道安全构成威胁。.2. 引入基础隔震技术对AP1000核岛结构进行震动控制研究，研究了隔震周期、刚度比、屈重比等隔震层参数对AP1000核岛结构动力响应的影响，获得了规律性结论，可为AP1000核岛结构开展隔震分析与设计提供参考和技术支撑。.3. 分别研究了三维地震输入下AP1000核岛结构弹性模型和弹塑性模型的动力响应以及弹塑性模型的弹塑性损伤累积效应。分析表明：结构的整体损伤情况随地震动输入的增大而增大，核岛结构在经历主震损伤后，余震的作用使结构的损伤进一步加深。.4. 建立了AP1000核电站未隔震与隔震结构有限元分析模型，并制作了该核电厂振动台试验模型，对比实测结果和仿真分析计算结果。