一种核电结构复合隔震减震系统的制作方法

1.本发明涉及一种复合隔震减震系统，特别涉及一种核电结构复合隔震减震系统。


背景技术：

2.近年来，小型核反应堆电站由于自身的各种优势逐渐受到各国的青睐。美国、俄罗斯以及我国均逐步投入较多的人力、物力、财力研发各种型号的堆型以提升国家自身的能源安全性。由于小堆电站建造主要为了满足不同地区民用以及军事相关的能源需求，因此小型反应堆核电站选址经常会遇到非常复杂的地质条件，给标准化设计带来巨大挑战。为了降低设计成本、改善标准设计的厂址适应性、提升核电站的整体安全性，国外部分小堆采用深埋、隔震设计方案，即将核岛部分结构埋置于地表以下并在基底安装隔震装置。
3.传统的隔震设计方法通常在结构底部增设刚度较小的隔震支座以改变结构整体动力特性，从而降低结构在地震作用下的响应。现有隔震工程设计案例多数致力于对水平地震的控制，然而大量的强震观测记录以及地震震害记录表明，在高烈度地区，地震动竖向分量对核电站等特殊结构的影响不容忽视。
4.国内外诸多学者已经对三维隔震技术展开研究，提出厚橡胶三维隔震支座、叠层橡胶+碟形弹簧组合三维隔震支座、空气弹簧橡胶垫三维隔震支座等方案。然而，多数隔震支座均通过降低竖向刚度来实现三维隔震目的。在竖向与水平耦合地震作用下，由于支座上部结构自身刚度不对称以及质心、刚心不完全重合等原因，上述三维隔震支座的使用会使得结构产生较大的摇摆运动，给支座与结构带来非常严重的破坏。
5.因此，特别需要一种核电结构复合隔震减震系统，以解决上述现有存在的问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种核电结构复合隔震减震系统，针对现有技术的不足，解决了核岛结构的摇摆倾覆问题，有效地控制结构的竖向响应，提升结构的抗震能力。
7.本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
8.一种核电结构复合隔震减震系统，其特征在于，包括由箱体侧墙和箱体底板组成的具有大刚度的箱体，所述箱体的内部具有用于布置深埋核岛结构的独立空间；在核岛结构的底部与箱体之间布置若干隔震支座，隔震支座与核岛结构的底部以及箱体的底部连接形成隔震系统；在核岛结构的侧墙与箱体侧墙之间布置若干层减震装置形成减震系统；竖向的减震装置通过伸臂悬挑结构与核岛结构的侧墙以及箱体侧墙相连接，水平的减震装置直接与核岛结构的侧墙以及箱体侧墙相连接。
9.在本发明的一个实施例中，所述箱体侧墙为扶臂式挡墙结构或锚拉式挡墙结构，根据核岛结构的埋深确定所述箱体侧墙的高度。
10.在本发明的一个实施例中，所述箱体底板为平板式结构、梁板式结构或桩筏结构。
11.在本发明的一个实施例中，在所述箱体底部设置有基础桩，所述基础桩采用预制桩或灌注桩等被工程充分验证的桩型。
12.在本发明的一个实施例中，所述隔震系统采用目前工程上广泛使用的隔震支座，所述隔震支座的数量通过计算确定，所述隔震支座的等效质心与刚心与上部的核岛结构基本重合。
13.在本发明的一个实施例中，所述减震装置采用液压黏滞阻尼器或其他成熟的拉压双向阻尼减震装置；所述减震装置布置的层数通过具体结构方案计算确定但不少于1层，每层所述减震装置布置的个数根据核岛结构变形特点以及受力计算确定，在变形较大的部位布置较多的减震装置。
14.在本发明的一个实施例中，所述箱体侧墙与核岛结构的侧墙之间净空间尺寸根据减震装置的安装要求以及隔震核岛位移要求确定。
15.在本发明的一个实施例中，所述核电结构复合隔震减震系统在地震发生时通过减震装置对隔震核岛结构施加反作用力来抑制隔震系统的摇摆效应，并控制结构的竖向加速度响应。
16.本发明的核电结构复合隔震减震系统，与现有技术相比，箱体作为附加辐射防护结构，降低核燃料泄漏风险；基于深埋结构布置特点，将隔震与减震装置联合使用，取长补短，极大提升核岛结构的在地震作用下的安全性与抵抗地震的能力；隔震系统布置综合考虑核岛结构的质量与刚度分布特点，通过质心与刚心重合来减少核岛在地震作用下的扭转运动；减震系统的空间布置方案满足核岛结构受力与变形特点，最大程度降低摇摆效应及竖向响应；极大改善小型反应堆电站的厂址适应性，可在复杂地质条件下进行电站建造；实现小型反应堆电站的标准化设计，对于不同的厂址，仅需对隔震与减震系统重新进行评估，大幅缩短电站设计周期，降低设计成本，实现本发明的目的。
17.本发明的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。
附图说明
18.图1为本发明的核电结构复合隔震减震系统第一种实施方案的结构示意图；
19.图2为本发明的核电结构复合隔震减震系统第二种实施方案的结构示意图；
20.图3为本发明的核电结构复合隔震减震系统第三种实施方案的结构示意图；
21.图4为本发明的核电结构复合隔震减震系统第四种实施方案的结构示意图；
22.图5为本发明的核电结构复合隔震减震系统第五种实施方案的结构示意图。
23.其中，1
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箱体底板、2
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箱体侧墙扶臂、3
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箱体侧墙面板、4
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竖向的减震装置、5
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上部伸臂悬挑梁、6
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中部伸臂悬挑梁、7
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底部伸臂悬挑梁、8
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隔震支座、9
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核岛结构侧墙、10
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核岛结构底板、11
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水平减震装置、12
‑
挡墙锚索、13
‑
基础桩。
具体实施方式
24.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
25.实施例1
26.如图1所示，本发明的核电结构复合隔震减震系统，由隔震系统与减震系统组成。
27.隔震支座8为隔震系统的主要组成部件。隔震支座8与箱体底板1以及核岛结构底
板10连接。隔震支座8的个数主要根据承载力以及地震作用力计算得到。隔震支座8的平面布置需综合考虑核岛厂房结构的刚度、质量分布特点。确保隔震支座群的质心和刚心与核岛结构的质心和刚心重合。
28.减震系统主要由竖向的减震装置4以及上部伸臂悬挑梁5、中部伸臂悬挑梁6和底部伸臂悬挑梁7构成。竖向的减震装置分层布置，总层数与每层减震装置的个数根据地震力以及减震装置的承载力确定。由于地震作用下核岛结构顶部摇摆变形大于底部，较大变形行程更有利于减震装置发挥减震作用，因此顶部各层布置个数应多于底部。伸臂悬挑结构发挥重要传力作用，可选用劲性混凝土构件。
29.包围核岛结构的箱体主要由箱体侧墙和箱体底板构成。箱体侧墙选用扶臂式挡墙结构方案，包括箱体侧墙扶臂2与箱体侧墙面板3。箱体底板1采用平板式底板或梁板式底板。若采用梁板式底板，需根据隔震支座8布置要求确定基础梁平面布置形式。箱体侧墙和箱体底板的截面尺寸根据受力以及辐射屏蔽要求确定。
30.另外，为了使得本发明的核电结构复合隔震减震系统能发挥最优的结构振动控制作用，需根据具体厂址条件对箱体的动力特性进行控制。
31.实施例2
32.参考图2，实施例2中，将减震装置调整为水平布置，其余布置形式与实施例1相同。
33.实施例3
34.参考图3，实施例3中，将减震装置调整为水平和竖向组合布置，其余布置形式与实施例1相同。
35.实施例4
36.参考图4，实施例4中，增加挡墙锚索12的布置，其余布置形式与实施例1相同。
37.实施例5
38.参考图5，实施例5中，增加基础桩13的布置，基础桩13采用预制桩或灌注桩等被工程充分验证的桩型；其余布置形式与实施例4相同。
39.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。