模拟安全壳截锥体极限承载力的缩尺试验装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种模拟安全壳截锥体极限承载力的缩尺试验装置及其方法。缩尺试验装置包括安装基础、截锥体结构试件、安全壳施力模拟机构、应变片以及位移计；截锥体结构试件包括试件本体，试件本体整体上通过等比例缩小既有安全壳截锥体的尺寸而得到，且试件本体上设置有与既有安全壳截锥体承力部位对应的承力部，以与所述的安全壳施力模拟机构的动力输出端连接，安全壳施力模拟机构通过所述的安装基础支撑。安全壳施力模拟机构所输出的动力，通过试件本体的相应承力部承接，试件本体在受力过程中产生的应变通过应变片检测、位移则通过位移计检测，从而真实模拟安全壳截锥体的受力情况，可以为安全壳截锥体的设计提供准确的理论依据。论依据。论依据。

【技术实现步骤摘要】
模拟安全壳截锥体极限承载力的缩尺试验装置及其方法


[0001]本专利技术涉及一种模拟安全壳截锥体极限承载力的缩尺试验装置及其方法，属于安全壳截锥体模拟设备


技术介绍

[0002]安全壳是核电站的安全屏障，在正常运行时或失水事故造成的温度和压力下，保证释放到环境的放射性物质在允许的限制内。安全壳能够承受龙卷风、地震、海啸等自然灾害，能承受外来飞击物的冲击，无论在以上何种恶劣环境条件下，安全壳应具有良好的密封性和承受失水事故压力的结构抗力。
[0003]目前，国内外对核电安全壳结构的研究主要分为以下几个方面：（1）安全壳预应力损失的研究；（2）安全壳整体性能试验方法的研究；（3）内压作用下的研究，分为设计基准压力下和超设计基准压力下的研究；（4）地震荷载作用下的研究；（5）失水事故（LOCA）所产生的高温作用下的研究（6）冲击荷载作用下的研究。
[0004]由于核电安全壳中截锥体部位一般不是最先破坏部位，关于截锥体部位的数值模拟研究较少，试验研究更是寥寥无几。但是截锥体作为安全壳底部的重要部位，其安全性对于安全壳来说至关重要。
[0005]因此我们有必要通过缩尺试验的方式来研究核电安全壳中截锥体部位的复杂受力性能。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提出一种模拟安全壳截锥体极限承载力的缩尺试验装置及其方法，以实现模拟安全壳截锥体的真实受力状态，并获取准确的试验结果。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种模拟安全壳截锥体极限承载力的缩尺试验装置，包括安装基础、截锥体结构试件、安全壳施力模拟机构、应变片以及位移计；其中：所述的截锥体结构试件，固定在安装基础上，包括试件本体；所述试件本体整体上通过等比例缩小既有安全壳截锥体的尺寸而得到，并以既有安全壳截锥体的受力分析为基础，在试件本体上设置有与既有安全壳截锥体承力部位一一对应的承力部；所述的安全壳施力模拟机构，通过所述的安装基础支撑，且安全壳施力模拟机构的动力输出端与所述的试件本体上的承力部连接；所述的应变片，贴附在试件本体上，用于检测试件本体在承力过程中的应变情况；所述的位移计，安装在安装基础上，用于检测试件本体在承力过程中的位移情况；安全壳施力模拟机构所输出的动力，通过试件本体的相应承力部承接，促使试件本体产生应变并发生可能的位移，其中，试件本体在承力过程中所产生的应变通过所述应变片检测而得，而试件本体在承力过程中所发生的位移则通过所述的位移计检测而得。
[0008]优选地，所述的试件本体上分别设置有模拟安全壳台座承接底面、模拟安全壳台
座端部相接变截面、模拟安全壳内壳承接部、模拟安全壳外壳承接面以及外侧地平固定部；其中：所述的模拟安全壳内壳承接部，用于模拟既有安全壳的内壳与截锥体之间的连接处；所述模拟安全壳台座承接底面，用于模拟既有安全壳截锥体承接设备混凝土台座下部的底面；所述模拟安全壳台座端部相接变截面，用于模拟既有安全壳截锥体与设备混凝土台座的侧面相触接的上扬倾斜面；所述的模拟安全壳外壳承接面，用于模拟既有安全壳的外壳与截锥体之间的连接处；模拟安全壳台座承接底面、模拟安全壳台座端部相接变截面均布置在模拟安全壳内壳承接部的内侧，且模拟安全壳台座承接底面与模拟安全壳台座端部相接变截面的下端连接而成L形型面，而模拟安全壳台座端部相接变截面的上端则与所述的模拟安全壳台座端部相接变截面的上端邻接；模拟安全壳外壳承接面、外侧地平固定部呈台阶状布置在模拟安全壳内壳承接部的外侧，且模拟安全壳外壳承接面与安全壳内壳承接部邻近，而外侧地平固定部则靠近所述试件本体的底面设置，并配装有地锚螺栓；所述试件本体在模拟安全壳台座承接底面的外侧连接有混凝土块；所述混凝土块配装有若干地锚螺栓；所述的试件本体通过各地锚螺栓锚固。
[0009]优选地，所述的安全壳台座端部相接变截面在靠近安全壳台座承接底面的位置处设置第一承力部，安全壳内壳承接部的竖向顶面设置第二承力部、横向内侧面设置第三承力部，模拟安全壳外壳承接面上设置有第四承力部；所述的安全壳施力模拟机构，包括安全壳内壳施力模拟机构、安全壳外壳施力模拟机构以及安全壳台座膨胀施力模拟机构，其中：所述的安全壳内壳施力模拟机构，模拟既有安全壳的内壳对截锥体的施力情况而构建，包括横向施力机构以及竖向施力机构，所述横向施力机构的动力输出端与第三承力部连接，而竖向施力机构的动力输出端则与第二承力部连接；所述的安全壳外壳施力模拟机构，模拟既有安全壳的外壳对截锥体的施力情况而构建；所述安全壳外壳施力模拟机构的动力输出端与所述第四承力部连接；所述的安全壳台座膨胀施力模拟机构，模拟既有安全壳的设备混凝土台座因受热膨胀而对截锥体的施力情况而构建；所述安全壳台座膨胀施力模拟机构的动力输出端与所述第一承力部连接。
[0010]优选地，所述的安装基础包括分别固定在地面上的剪力墙以及承力架；所述的横向施力机构包括二号油压千斤顶，而竖向施力机构包括四号油压千斤顶；所述剪力墙上悬臂安装有钢柱；所述的二号油压千斤顶，呈水平置放；且二号油压千斤顶的一端通过矩形钢板b与第三承力部连接，另一端则通过矩形垫板a与钢柱的悬臂端连接；所述的四号油压千斤顶，呈竖直置放；且四号油压千斤顶的上端通过反力架与第二承力部连接，下端则通过承力架支撑。
[0011]优选地，所述承力架整体呈门形，包括一根横梁以及两根支撑立柱；两根支撑立柱
分设在试件本体处于纵向的两侧，且两根支撑立柱的下端均固定在地面，而横梁设置在试件本体的上方，且横梁的两端分别与两根支撑立柱的上端对接组成一个门形支架。
[0012]优选地，所述的反力架包括钢绞线、肋梁板以及矩形垫板a，肋梁板位于矩形垫板a的上方，且肋梁板各角部位置均锚固有一根钢绞线，各钢绞线的下端均穿出矩形垫板a后与所述矩形垫板a锚固；承力架的横梁位于肋梁板、矩形垫板a之间；四号油压千斤顶的上端与所述肋梁板的下表面连接，而四号油压千斤顶的下端则通过所述横梁支撑。
[0013]优选地，所述试件本体在纵向两侧各配置有一个侧向支撑；每一个侧向支撑均包括两个钢架以及一根钢梁，钢架刚接在地面上，钢梁刚接在钢架上，且钢梁的内侧配置有两个以上的滑轮，各滑轮均与试件本体的侧面抵接。
[0014]优选地，所述的安全壳外壳施力模拟机构包括三号油压千斤顶；所述的三号油压千斤顶呈竖向置放，且三号油压千斤顶的下端通过矩形钢垫板安装在第四承力部上，而三号油压千斤顶的上端与预应力钢绞线的上端锚接，预应力钢绞线穿过三号油压千斤顶的中心后，锚固于试件本体中，且预应力钢绞线在试件本体中的锚固位置靠近试件本体的下底面设置。
[0015]优选地，所述的安全壳台座膨胀施力模拟机构，包括一号油压千斤顶；所述的一号油压千斤顶，呈横向置放，且一号油压千斤顶的左侧与安装基础上悬臂设置的钢筋混凝土柱连接，右侧则通过锲形钢垫板与所述第四承力部连接。
[0016]本专利技术的另一个技术目的是提供一种模拟安全壳截锥体极限承载力的缩尺试验方法，基于上述的模拟安全壳截锥体极限承载力的缩尺试验装置而实现，包括以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟安全壳截锥体极限承载力的缩尺试验装置，其特征在于，包括安装基础、截锥体结构试件、安全壳施力模拟机构、应变片以及位移计；其中：所述的截锥体结构试件，固定在安装基础上，包括试件本体；所述试件本体整体上通过等比例缩小既有安全壳截锥体的尺寸而得到，并以既有安全壳截锥体的受力分析为基础，在试件本体上设置有与既有安全壳截锥体承力部位一一对应的承力部；所述的安全壳施力模拟机构，通过所述的安装基础支撑，且安全壳施力模拟机构的动力输出端与所述的试件本体上的承力部连接；所述的应变片，贴附在试件本体上，用于检测试件本体在承力过程中的应变情况；所述的位移计，安装在安装基础上，用于检测试件本体在承力过程中的位移情况；安全壳施力模拟机构所输出的动力，通过试件本体的相应承力部承接，促使试件本体产生应变并发生可能的位移，其中，试件本体在承力过程中所产生的应变通过所述应变片检测而得，而试件本体在承力过程中所发生的位移则通过所述的位移计检测而得。2.根据权利要求1所述的模拟安全壳截锥体极限承载力的缩尺试验装置，其特征在于，所述的试件本体上分别设置有模拟安全壳台座承接底面、模拟安全壳台座端部相接变截面、模拟安全壳内壳承接部、模拟安全壳外壳承接面以及外侧地平固定部；其中：所述的模拟安全壳内壳承接部，用于模拟既有安全壳的内壳与截锥体之间的连接处；所述模拟安全壳台座承接底面，用于模拟既有安全壳截锥体承接设备混凝土台座下部的底面；所述模拟安全壳台座端部相接变截面，用于模拟既有安全壳截锥体与设备混凝土台座的侧面相触接的上扬倾斜面；所述的模拟安全壳外壳承接面，用于模拟既有安全壳的外壳与截锥体之间的连接处；模拟安全壳台座承接底面、模拟安全壳台座端部相接变截面均布置在模拟安全壳内壳承接部的内侧，且模拟安全壳台座承接底面与模拟安全壳台座端部相接变截面的下端连接而成L形型面，而模拟安全壳台座端部相接变截面的上端则与所述的模拟安全壳台座端部相接变截面的上端邻接；模拟安全壳外壳承接面、外侧地平固定部呈台阶状布置在模拟安全壳内壳承接部的外侧，且模拟安全壳外壳承接面与安全壳内壳承接部邻近，而外侧地平固定部则靠近所述试件本体的底面设置，并配装有地锚螺栓；所述试件本体在模拟安全壳台座承接底面的外侧连接有混凝土块；所述混凝土块配装有若干地锚螺栓；所述的试件本体通过各地锚螺栓锚固。3.根据权利要求2所述的模拟安全壳截锥体极限承载力的缩尺试验装置，其特征在于，所述的安全壳台座端部相接变截面在靠近安全壳台座承接底面的位置处设置第一承力部，安全壳内壳承接部的竖向顶面设置第二承力部、横向内侧面设置第三承力部，模拟安全壳外壳承接面上设置有第四承力部；所述的安全壳施力模拟机构，包括安全壳内壳施力模拟机构、安全壳外壳施力模拟机构以及安全壳台座膨胀施力模拟机构，其中：所述的安全壳内壳施力模拟机构，模拟既有安全壳的内壳对截锥体的施力情况而构建，包括横向施力机构以及竖向施力机构，所述横向施力机构的动力输出端与第三承力部连接，而竖向施力机构的动力输出端则与第二承力部连接；
所述的安全壳外壳施力模拟机构，模拟既有安全壳的外壳对截锥体的施力情况而构建；所述安全壳外壳施力模拟机构的动力输出端与所述第四承力部连接；所述的安全壳台座膨胀施力模拟机构，模拟既有安全壳的设备混凝土台座因受热膨胀而对截锥体的施力情况而构建；所述安全壳台座膨胀施力模拟机构的动力输出端与所述第一承力部连接。4.根据权利要求3所述的模拟安全壳截锥体极限承载力的缩尺试验装置，其特征在于，所述的安装基础包括分别固定在地面上的剪力墙以及承力架；所述的横向施力机构包括二号油压千斤顶，而竖向施力机构包括四号油压千斤顶；所述剪力墙上悬臂安装有钢柱；所述的二号油压千斤顶，呈水平置放；且二号油压千斤顶的一端通过矩形钢板b与第三承力部连接，另一端则通过矩形垫板a与钢柱的悬臂端连接；所述的四号油压千斤顶，呈竖直置放；且四号油压千斤顶的上端通过反力架与第二承力部连接，下端则通过承力架支撑。5.根据权利要求4所述的模拟安全壳截锥体极限承载力的缩尺试验装置，其特征在于，所述承力架整体呈门形...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晋，孙赫，刘得龙，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：