CN107369483A - 一种空间减震核电厂结构体系 - Google Patents

Abstract

一种空间减震核电厂结构体系，包括核岛结构，其特征是：所述的核岛结构设在一安全壳内，所述的安全壳又设在一保护壳内，所述的安全壳与保护壳之间布设有减震装置；所述的内设有核岛的安全壳下部直接或通过隔震装置固定在所述保护壳底面上，所述的减震装置设有若干个，分布支撑在所述安全壳的外侧面和顶部与保护壳的内侧面和顶部之间。本发明的减震装置竖向刚度合适、整体结构刚度对称、摇摆响应小、有效保护了支座和解决结构倾覆、使结构的竖向及水平加速度响应适当，实现核岛结构的三维空间减震，提高核电厂结构的安全性。

Description

一种空间减震核电厂结构体系

技术领域

本发明涉及一种核电厂结构体系，尤其是涉及一种双壳体空间减震核电厂结构体系。

背景技术

核电作为一种新型高效清洁能源在我国得到大力推广，是我国发展低碳经济的必然选择。核电结构在地震作用下遭到破坏所引发的后果异常严重，不仅经济损失巨大，还有可能造成危害极重的核泄漏问题。目前人们对核能源利用最大的担忧依旧来源于核设施的安全性。

目前核电结构的选址多在东南沿海平坦地区，造成土地浪费，存在飞机撞击等瞬间巨大冲击的危险，也存在出现破坏难以控制核泄漏的潜在危险。目前人们对于发展核电的担忧仍是安全问题，其中核电结构的抗震是其中重要的研究课题与方向。现有核电结构的隔震大多采用水平隔震技术，对结构竖向加速度响应会放大，造成内部重要设备的损毁。为使结构竖向地震响应得到控制所提出的核电三维隔震技术同样有不足之处——因隔震支座竖向刚度过小、整体结构刚度不对称而造成摇摆响应过大、支座破坏甚至结构倾覆等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提出一种空间减震核电厂结构体系，其隔震支座竖向刚度合适、整体结构刚度对称、摇摆响应小，有效保护了支座和解决结构倾覆问题，同时控制结构的竖向加速度响应，实现核岛结构的三维空间减震，提高核电厂结构的安全性。

解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种空间减震核电厂结构体系，包括核岛结构，其特征是：所述的核岛结构设在一安全壳内，安全壳又设在一保护壳内，所述安全壳的下部直接固定在所述保护壳底面上，所述的安全壳与保护壳之间布设有若干减震装置，分布支撑在所述安全壳的外侧面与保护壳的内侧面、以及所述安全壳与保护壳两者的顶部之间。

或：一种空间减震核电厂结构体系，包括核岛结构，其特征是：所述的核岛结构设在一安全壳内，安全壳又设在一保护壳内，所述安全壳的下部通过隔震装置固定在所述保护壳底面上，共同构成底部隔震层，所述的隔震装置包括若干现有技术的隔震支座及耗能装置，所述隔震支座的上部与安全壳下部固定、下部与保护壳的底面固定；安全壳与保护壳之间布设有若干减震装置，分布支撑在所述安全壳的外侧面与保护壳的内侧面、以及所述安全壳与保护壳两者的顶部之间。

优选地，所述的减震装置为：现有减震技术目前工程上广泛认可使用的阻尼器，例如黏滞阻尼器。

优选地，所述的安全壳和保护壳具有侧壁和顶部。

优选地，所述的减震装置在拱形顶部设置至少1个、所述的减震装置在侧面设置至少1个。

所述的保护壳为人工壳或是天然岩体形成的壳体。

所述的空间减震核电厂结构体系应用于地上、地下、山洞内或内陆山地内。

本发明的最外层保护壳体可为人工构筑，也可将核电厂选址在内陆山地从而利用天然岩体作为保护壳体，核岛结构下部采用基础固定或基础隔震技术，核岛结构安全壳之外再设保护壳，并在两壳体之间布置减振装置。

与现有技术相比，本发明具有如下突出优点：

1)相比普通核电厂结构，本发明的双壳体空间减震核电厂结构将隔震与减震系统联合使用，在多方向上控制结构地震响应，保护核岛结构；

2)相比普通核电厂结构，本发明的双壳体空间减震核电厂结构在核岛安全壳外增设保护壳，并在两壳之间合理布设减震装置，实现空间减震，提高安全性；

3)采用底部水平隔震联动核岛安全壳、保护壳间减震，解决目前核电厂三维隔震结构体系摇摆过大造成核岛内部重要设备损毁的问题；

4)采用底部水平隔震联动核岛安全壳、保护壳间减震，解决目前核电厂普通水平隔震体系对结构竖向响应放大的问题；

5)可提供一种新的核电结构选址思路：相比普通沿海核电结构，本发明提出双壳体结构，最外层保护壳可人工构筑也可利用天然岩体构筑。我国内陆自然环境中山地占比较大，可有效缓解沿海地区的土地资源紧张，总体符合我国核能发展国策及规划，具有重要意义。

6)相比普通沿海核电结构，本发明的双壳体空间减震核电厂结构在处理核泄漏问题方面有较大优势，在一定程度上控制核电结构损坏的危害；

7)相比普通沿海核电结构，本发明的双壳体空间减震核电厂结构可最大程度降低飞机撞击爆炸等潜在危害。

附图说明

图1是本发明的空间减震核电厂结构体系实施例一的结构示意图；

图2是本发明的空间减震核电厂结构体系实施例二的结构示意图；

图3是沿图1或图2的A-A线剖视图之一(具有拱形顶部、圆形侧壁的安全壳，具有拱形/或平整顶部、四边形侧壁的保护壳)；图4是沿图1或图2的A-A线剖视图之二(具有拱形顶部、圆形侧壁的安全壳和保护壳)；

图5是本发明应用于山洞内的示意图；

图6是本发明应用于地下、内陆山地内的示意图。

图中附图标记指代：1-核岛结构，2-安全壳，3-保护壳，4-水平隔震装置，5-减震装置，6-核岛结构的蒸汽发生器，7-核岛结构的反应堆压力容器。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实例来详细说明本发明。

如图1、图3和图4所示，为本发明的空间减震核电厂结构体系实施例一，包括核岛结构1，其设在一安全壳2内，安全壳2又设在一保护壳3内，其中安全壳2的下部直接固定在保护壳3内，安全壳2与保护壳3之间布设有减震装置5，分布支撑在安全壳的外侧面与保护壳的内侧面、以及安全壳与保护壳两者的顶部之间。

参见图3和图4，安全壳2具有拱形顶部和圆形侧壁，保护壳3则具有拱形顶部、圆形侧壁或是具有拱形顶部、四边形侧壁。

减震装置在拱形顶部及侧面合理设置，减震装置为：现有减震技术目前工程上广泛认可使用的阻尼器，例如黏滞阻尼器，例如橡胶减振器。

图2所示的本发明实施例二，与实施例一的不同之处仅在于所述的安全壳2的下部通过水平隔震装置4固定在保护壳3的底面上，水平隔震装置包括若干现有技术的隔震支座及耗能装置，共同构成底部隔震层，水平隔震支座4的下部与保护壳3底面固定，上部与安全壳2下部固定。

图5和图6显示本发明的空间减震核电厂结构体系应用于山洞内、地下或是埋在山地内，可防止飞机撞击。

本结构体系工作原理如下：

在核岛结构安全壳2外再增设保护壳3，具有较大刚度、硬度及强度，较大程度抵抗飞机撞击及炮弹炸裂等瞬间巨大冲击，保护内部核电结构的安全。在安全壳2与保护壳3之间合理布设减震装置5，控制竖向地震作用下核岛结构的动力响应，减弱竖向地震带来的危害，同时控制核岛结构在水平隔震下的摇摆放大响应，提高结构安全性。水平隔震装置4构成水平隔震层，减弱核岛结构1在水平地震作用下的动力响应，保护核岛结构1及内部设备的安全。核岛结构1、安全壳2、保护壳3、水平隔震装置4及减震装置5构成双壳体空间减震核电厂结构，实现空间减震，隔震减震的联动及优势互补，对结构安全性的提高有重大意义。在小震作用下，空间双壳减震结构体系可保证一定的刚度，不会产生过大变形，保护核岛结构内部重要设备的安全及运行；在大震作用下隔震层发生变形吸收隔离水平向所输入的地震能量，联动空间减震体系即双壳及之间所布置的减震装置5减弱竖向地震作用，减少核岛结构1可能产生的摇摆，实现核岛结构1空间减震。本结构体系在大震小震下均可实现空间减震的设计目标。本结构体系应用于实际工程时，可根据不同情况灵活设置隔震层中隔震装置4及减震装置5，本结构体系可利用现有施工技术达到设计目标，安全可靠。

本发明的双层壳体减震结构也完全可以应用于重要普通电厂，即：将整个普通电厂设在一安全壳内，所述安全壳又设在一保护壳内，普通电厂安全壳的下部直接或通过隔震装置固定在保护壳底面上；安全壳与保护壳之间布设有若干减震装置，分布支撑在所述安全壳的外侧面与保护壳的内侧面、以及所述安全壳与保护壳两者的顶部之间。

Claims (7)

1.一种空间减震核电厂结构体系，包括核岛结构，其特征是：所述核岛结构设在一安全壳内，安全壳又设在一保护壳内，所述安全壳的下部直接固定在所述保护壳底面上；安全壳与保护壳之间布设有若干减震装置，分布支撑在所述安全壳的外侧面与保护壳的内侧面、以及所述安全壳与保护壳两者的顶部之间。

2.一种空间减震核电厂结构体系，包括核岛结构，其特征是：所述核岛结构设在一安全壳内，安全壳又设在一保护壳内，所述安全壳的下部通过隔震装置固定在所述保护壳底面上，所述的隔震装置包括若干隔震支座及耗能装置，所述隔震支座的上部与安全壳的下部固定、下部与保护壳的底面固定；安全壳与保护壳空间之间布设有若干减震装置，分布支撑在所述安全壳的外侧面与保护壳的内侧面、以及所述安全壳与保护壳两者的顶部之间。

3.根据权利要求1或2所述的空间减震核电厂结构体系，其特征是：所述的减震装置为阻尼器。

4.根据权利要求3所述的空间减震核电厂结构体系，其特征是：所述的安全壳和保护壳都具有侧壁和顶部。

5.根据权利要求4所述的空间减震核电厂结构体系，其特征是：所述的减震装置在顶部设置至少1个、所述的减震装置在侧壁设置至少1个。

6.根据权利要求5所述的空间减震核电厂结构体系，其特征是：所述的保护壳为人工壳或是天然岩体形成的壳体。

7.根据权利要求6所述的空间空间减震核电厂结构体系，其特征是：所述的空间减震核电厂结构体系应用于山洞内、地上、地下或内陆山地内。