作者:闫明星 严佳川 来源:哈尔滨工业大学 发布时间:2023/6/22 19:51:28
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世界最大尺寸安全壳模型热压耦合试验圆满完成

 

哈工大全媒体(闫明星 严佳川/文 严佳川/图)6月20日,在坐落于廊坊市的中国核电工程有限公司研发基地中,由中国核电工程有限公司和哈工大范峰教授团队联合开展的严重事故下“华龙一号”安全壳结构性能试验,圆满完成了热压耦合工况全部试验任务。该试验为世界上最大尺寸安全壳模型高温-高压耦合加载工况下的结构性能试验,填补了国际上安全壳结构在严重事故导致的高温-高压-高湿复杂环境作用下的试验空白。

试验模型以“华龙一号”预应力混凝土安全壳为原型,按照1:3.2的缩尺比进行设计,是目前世界上最大尺寸的安全壳试验模型。试验模拟严重事故下安全壳结构极限性能,试验工况复杂,难度极大,试验前期准备工作历时3年。试验在国内外首次实现预应力混凝土安全壳模型高温-高压耦合加载工况,可以真实地模拟安全壳在严重事故下的高温-高压-高湿复杂环境及其对结构的耦合作用。

安全利用核能是核电发展的前提和最高原则。核安全壳在服役期内面临多种极端作用的严峻威胁,但世界范围内有关安全壳结构严重事故下的结构性能研究试验手段滞后。该试验解决了国内外已有研究成果中因为模型尺寸小、无法反映原型结构失效路径和破坏模式的关键问题,高温-高压耦合加载工况能够更真实地反映安全壳在严重事故下的力学行为和失效机理,为“华龙一号”安全壳原型结构在严重事故下力学性能和薄弱环节的安全评估提供了重要科学依据和技术支撑。

试验团队建立了考虑预应力影响、非线性影响、温度场影响、热压耦合等多因素的安全壳试验全过程仿真模型,进行了系统的试验设计,同时考虑了安全壳的大容积给高压和高温协同加载带来的技术挑战、高温-高压-高湿环境下的实时监测难度、高温-高压耦合加载下安全可靠的防护设置,进行了系统、精细、完备的安全壳试验预分析和实时同步仿真,为圆满完成试验奠定了坚实的基础。试验成功按照预设的温度-压力加载曲线进行加载,验证了安全壳高温、高压长时间持荷下的结构性能。

哈工大空间结构研究中心在沈世钊院士、范峰教授的带领下,立足于国家重点工程和重大需求,积极与中国核电工程有限公司合作,在先进核电厂安全壳结构抗爆抗冲击性能、新型结构体系、精细化施工控制、极端环境的复杂试验方法等领域开展系统研究,取得了一系列突破性进展,为严重事故下安全壳系统性能全面提升、“华龙一号”后续新一代核电技术研发和在役核电厂安全运行提供了有力支撑。

哈工大试验团队由范峰教授带领,支旭东教授、钱宏亮教授、严佳川教授、王化杰副教授、张荣博士、张志伟博士、博士生杨青屿参与相关研究工作,威海校区新能源学院谭建宇教授、郝晓文副教授、于秋红副教授、王方舟副教授参与加载系统的相关研究工作。


试验现场

穹顶吊装

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