一种安全壳钢束预应力时限老化分析方法技术

本发明专利技术公开了一种安全壳钢束预应力时限老化分析方法，包括如下步骤：1)原设计的分析核实，确认原设计文件的预应力损失计算过程中，服役时间是否能覆盖至申请的运行许可证延续期末；2)基于监测值开展预应力的分析与趋势预测a)采集筒体竖向钢束预应力的监测数据，对所述监测数据进行趋势分析，并外推至申请的运行许可证延续期末；b)建立钢束预应力与混凝土应变的本构关系，计算预应力损失并进行趋势分析，外推至申请的运行许可证延续期末；3)修正最小设计允许预应力值，并重新计算通过分析原设计中采取的保守条件和简化假设来降低最小设计允许预应力值，重新分析验证现有的时限老化分析是否可涵盖至运行许可证延续期末期。化分析是否可涵盖至运行许可证延续期末期。化分析是否可涵盖至运行许可证延续期末期。

【技术实现步骤摘要】
一种安全壳钢束预应力时限老化分析方法


[0001]本专利技术涉及一种核电厂压水堆安全壳钢束预应力时限老化分析方法。

技术介绍

[0002]M310/CPR1000型核电厂安全壳一般安装有筒体竖向钢束、筒体水平钢束和穹顶钢束。钢束中的应力在张拉过程中、张拉完成后以及随后的一段时间因各种因素会变小，此为预应力损失(loss of prestressing)。
[0003]预应力损失会降低预应力效果，从而降低安全壳混凝土结构的抗裂度(抵抗开裂的能力)和刚度，如果服役寿期内预应力损失过大，若发生LOCA事故时，混凝土将容易出现开裂，导致安全壳结构完整性和密封性降级乃至丧失。
[0004]引起混凝土安全壳钢束预应力损失的因素一般包括如下几个方面：a)瞬时损失：摩擦；锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩；混凝土弹性压缩；b)长期时变损失：混凝土收缩；混凝土徐变；预应力钢束应力松弛；c)其他损失：由于腐蚀或材料缺陷而引起的钢束部件失效；温度变化的影响。
[0005]在核电厂运行期间，预应力钢束应提供足够预应力以保证安全壳在设计基准工况下的结构完整性，基于预应力损失的时变特性，安全壳预应力评价是核电厂运行许可证延续论证时限老化分析(TLAA)重要内容之一。
[0006]核电厂许可证延续申请论证中，安全壳结构预应力的分析必不可少，但是目前国内压水堆安全壳结构预应力监测数据少，评价流程与方法缺失，针对国内核电厂许可证延续申请论证，尚未出现有基于安全壳监测数据建立TLAA分析方法。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本专利技术的目的是提供一种压水堆安全壳钢束预应力时限老化分析方法。
[0008]为了达到上述目的，本专利技术采用以下的技术方案：
[0009]一种安全壳钢束预应力时限老化分析方法，包括如下步骤：
[0010]1)原设计的分析核实
[0011]核实原设计文件，确认原设计文件的预应力损失计算过程中，服役时间是否能覆盖至申请的运行许可证延续期末；若能覆盖，则满足验收准则；若不能覆盖，则需要进行第二步计算；
[0012]2)基于监测值开展预应力的分析与趋势预测
[0013]a)基于预应力监测值的长期预应力预测分析
[0014]采集筒体竖向钢束预应力的监测数据，对所述监测数据进行趋势分析，并外推至申请的运行许可证延续期末，如果得到运行许可证延续期末的预应力值不小于最小设计允许预应力值，则筒体竖向钢束预应力评估可以涵盖到申请的运行许可证延续期末，满足验收准则；若得到的运行许可证延续期末的预应力值小于最小设计允许预应力值，则需要进
行第三步计算；步骤a)中的筒体竖向钢束为预埋有钢束测力计的预应力钢束组。
[0015]b)基于混凝土应变监测值的长期预应力预测
[0016]建立钢束预应力与混凝土应变的本构关系，计算预应力损失并进行趋势分析，外推至申请的运行许可证延续期末，如果运行许可证延续期末的预应力值不小于最小设计允许预应力值，则筒体竖向钢束、筒体水平钢束和穹顶钢束预应力评估可以涵盖到申请的运行许可证延续期末，满足验收准则；若运行许可证延续期末的预应力值小于最小设计允许预应力值，则需要进行第三步计算；步骤b)中的筒体竖向钢束为没有预埋钢束测力计的预应力钢束组。
[0017]3)修正最小设计允许预应力值，并重新计算
[0018]通过分析原设计中采取的保守条件和简化假设来降低最小设计允许预应力值，重新分析验证现有的时限老化分析是否可涵盖至运行许可证延续期末期；若得到的预应力预测值大于修正后的最小设计允许预应力值，则满足验收准则；若不然，则需要开展第四步工作；
[0019]4)加强老化管理
[0020]采取措施加强老化管理，并持续跟踪和分析，以确保在申请的运行许可证延续期内安全壳钢束预应力满足要求，满足验收准则。
[0021]根据本专利技术的一些优选实施方面，对于预埋有钢束测力计的钢束，采用步骤a)进行长期预应力预测分析；对于剩余的未预埋有钢束测力计的钢束，采用步骤b)进行长期预应力预测分析。
[0022]根据本专利技术的一些优选实施方面，步骤b)中预应力与混凝土应变的本构关系如下式所示：
[0023]Δσ＝Δσ
s
+E
×
ε
c+s
[0024]式中，Δσ为预应力时变损失值；Δσ
s
为钢束应力松弛值；E为钢束弹性模量；ε
c+s
为混凝土的收缩与徐变，即混凝土的应变监测值。
[0025]根据本专利技术的一些优选实施方面，步骤b)中基于混凝土应变监测值展开预应力时变分析计算，主要步骤如下：
[0026]1)根据原设计文件计算钢束松弛导致的预应力损失最终值；
[0027]2)整理钢束张拉结束后所测得的混凝土应变监测值ε
c+s
；
[0028]3)应变监测值ε
c+s
乘以E，即计算因混凝土收缩与徐变导致的预应力损失值；
[0029]4)钢束张拉结束后的预应力值减去步骤1)和3)的预应力损失值即为长期预应力时变值。
[0030]根据本专利技术的一些优选实施方面，混凝土应变监测值ε
c+s
的选取规则如下：筒体钢束应取筒体竖直和水平取变形量最大处筒壁内外层应变平均值，穹顶钢束则取最危险截面处的平均应变值。
[0031]根据本专利技术的一些优选实施方面，步骤3)中修正最小设计允许预应力值包括如下步骤：采用混凝土、钢束、钢筋的材料力学和物理性能试验以及安全壳打压试验确定安全壳结构的实际状态参数，采用原设计标准基于实际参数重新计算确定最小设计允许预应力值。
[0032]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述状态参数包括钢筋或钢束间距、安全壳弹
性模量、混凝土抗压强度、泊松比、混凝土相对湿度和温度。
[0033]根据本专利技术的一些优选实施方面，步骤2)中的监测值在进行趋势分析前需对异常数据进行剔除处理，处理方法与原则如下：
[0034]1)监测值大于张拉结束后最大理论应力的需要剔除；
[0035]2)测试过程中发现数据波动较大值的需要剔除，即相邻两次变动值不能超过温度效应、收缩与徐变的波动性和测试精度误差引起的变化之和。
[0036]由于采用了以上的技术方案，相较于现有技术，本专利技术的有益之处在于：本专利技术的压水堆安全壳钢束预应力时限老化分析方法，基于已有的安全壳混凝土预应力和应变监测值开展分析，充分结合安全壳当前和历史状态数据，分析流程简洁、预测精准度高且符合安全壳的实际服役工况。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0038]图1为本专利技术优选实施例中压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种安全壳钢束预应力时限老化分析方法，其特征在于，包括如下步骤：1)原设计的分析核实核实原设计文件，确认原设计文件的预应力损失计算过程中，服役时间是否能覆盖至申请的运行许可证延续期末；若能覆盖，则满足验收准则；若不能覆盖，则需要进行第二步计算；2)基于监测值开展预应力的分析与趋势预测a)基于预应力监测值的长期预应力预测分析采集筒体竖向钢束预应力的监测数据，对所述监测数据进行趋势分析，并外推至申请的运行许可证延续期末，如果得到运行许可证延续期末的预应力值不小于最小设计允许预应力值，则筒体竖向钢束预应力评估可以涵盖到申请的运行许可证延续期末，满足验收准则；若得到的运行许可证延续期末的预应力值小于最小设计允许预应力值，则需要进行第三步计算；b)基于混凝土应变监测值的长期预应力预测建立钢束预应力与混凝土应变的本构关系，计算预应力损失并进行趋势分析，外推至申请的运行许可证延续期末，如果运行许可证延续期末的预应力值不小于最小设计允许预应力值，则筒体竖向钢束、筒体水平钢束和穹顶钢束预应力评估可以涵盖到申请的运行许可证延续期末，满足验收准则；若运行许可证延续期末的预应力值小于最小设计允许预应力值，则需要进行第三步计算；3)修正最小设计允许预应力值，并重新计算通过分析原设计中采取的保守条件和简化假设来降低最小设计允许预应力值，重新分析验证现有的时限老化分析是否可涵盖至运行许可证延续期末期；若得到的预应力预测值大于修正后的最小设计允许预应力值，则满足验收准则；若不然，则需要开展第四步工作；4)加强老化管理采取措施加强老化管理，并持续跟踪和分析，以确保在申请的运行许可证延续期内安全壳钢束预应力满足要求，满足验收准则。2.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，对于预埋有钢束测力计的钢束，采用步骤a)进行长期预应力预测分析；对于剩余的未预埋有钢束测力计的钢束，采用步骤b)进行长期预应力预测分析。3.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，步骤b)中预应力与混凝土应变的本构关...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖开星，方奎元，马健，王春晖，黄瑛，安英辉，汤志杰，颜永贵，
申请(专利权)人：广东核电合营有限公司中国广核集团有限公司中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：