[發明專利]核電用干式變壓器的抗震性能分析方法

有效

• 申請號: 201010253565.2
• 申請日: 2010-08-08
• 公開（公告）號: CN101944140A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發明（設計）人: 吳紅菊;劉燕;易吉良;肖勛;黃嘉培
• 申請（專利權）人: 順特阿海琺電氣有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 佛山市粵順知識產權代理事務所 44264
• 代理人: 唐強熙

技術領域

本發明涉及一種抗震性能分析方法，特別是一種核電用干式變壓器的抗震性能分析方法。

背景技術

核電設備不同于一般民用工業產品，尤其是與核安全有關的設備，其性能好壞和運行可靠與否直接影響到核電站運行的安全性和經濟性。因此，核電設備的設計需經過嚴格的設計驗證，核電設備要通過試制樣機進行設備鑒定，設計和制造核級產品的設計院和制造廠需按國家核監管部門的要求取得設計、制造許可證，方能從事核級產品的設計和制造活動。

核電用干式變壓器是為其他設施提供電源的干式變壓器。而核電站廠房內運行的變壓器一般為干式變壓器，被列為安全級設備。凡是列為安全級的設備都有抗震要求，稱為抗震1類，要求它們在安全停堆地震載荷下保持結構完整性或保持其功能。因此，對核電用干式變壓器抗震可靠度研究是必要的，也是必須的。

目前我國核電用干式變壓器抗震能力評定大部分是通過抗震臺抗震試驗來評估的，而每次的抗震試驗支出不僅在經濟上，人力上還是時間上都是很大成本。隨著計算機、有限元及抗震工程的發展，在建筑行業已有很多將抗震臺試驗搬進了計算機，不再將每次設計構想做成實物模型進行抗震臺抗震試驗，而是在計算機中進行多次模擬分析，改進模型，確定出最終模型再到抗震臺進行抗震校驗。對核電用干式變壓器抗震可靠度分析完全可以借鑒此方法，來降低試驗次數，減少樣機生產，縮短研發周期。

當然，建筑行業的抗震性能分析，主要是結構抵抗地震作用的能力分析。而對于帶電運行的核電用干式變壓器，為了更真實的模擬設備運行時遭遇地震作用，對其抗震可靠度分析應在考慮地震作用的同時，不應忽視電磁力的作用。

中國專利文獻號CN?101575885A于2009年11月11日公開一種建筑結構的抗震控制設計方法，根據密肋結構體系的使用場所，選擇各部件的組成形式；根據功率密度函數表達式，確定多遇地震、基本設防烈度地震和罕遇地震的輸入強度；結構計算模型的確立，即確定密肋結構彈性階段的等效彈性模型、彈塑性階段的鋼架斜壓桿模型、破壞階段的梁鉸框架模型。該抗震控制設計方法將結構設計控制有限值考慮為隨機變量，應用動力可靠度理論進行結構設計；可將地震作用細化為多個水準，并可考慮結構參數的變異性。使設計和建造的工程結構能在各種可能遇到的地震作用下，他的反應和破壞性態均在設計的預期范圍內，不僅能確保生命安全，而且能確保經濟損失最少，對地震反應和破壞進行了定量的控制設計。但是，卻沒有考慮電磁力的作用，而對于干式變壓器不考慮電磁力作用的結果是導致部分零部件，如拉板和壓釘等的應力計算值偏小，從而影響核電用干式變壓器的安全性。

發明內容

本發明的目的旨在提供一種提高核電用干式變壓器的研發效率、降低研發成本、適用范圍廣的核電用干式變壓器的抗震性能分析方法，以克服現有技術中的不足之處。

按此目的設計的一種核電用干式變壓器的抗震性能分析方法，其特征是包括以下步驟：

步驟一、結構初步設計，根據核電站相關技術要求，對干式變壓器做電磁設計和初步結構設計；

步驟二、計算模型確立，由初步結構設計及干式變壓器的安裝固定方案，利用計算機通過有限元軟件，合理選擇建模方式及模型邊界條件處理方式；

步驟三、電磁場分析，根據干式變壓器的電磁設計，確定干式變壓器在正常工作狀態下的電磁場載荷輸入條件，利用計算機通過有限元軟件進行電磁力分析；

步驟四、結構靜態分析，利用計算機通過有限元軟件，對干式變壓器進行地震作用前的裝配預緊分析；

步驟五、地震作用輸入條件確定，根據核電站提供的樓層反應譜，利用計算機通過高級計算機編程語言，擬合出人工地震波及人工地震波反應譜；

步驟六、計算模型強度計算，利用計算機通過有限元軟件，將預緊力、電磁力作為初始條件，擬合的人工地震波作為地震荷載，計算輸出干式變壓器的主要構件的位移、應力、應變及加速度結果；

步驟七、抗震性能評估，根據國內外核電抗震設計規范的相關要求，評定干式變壓器的抗震性能的可靠度；

步驟八、薄弱環節修正，當通過步驟七判定干式變壓器的抗震性能的可靠度不滿足要求時，應當對薄弱環節進行加固修正后，再然后重復步驟一至步驟七；

當通過步驟七判定干式變壓器的抗震性能的可靠度滿足要求時，結束分析，制造樣機；

步驟九、抗震驗證試驗，當干式變壓器在抗震驗證試驗中得到的實測值與干式變壓器在步驟六中得到的理論計算值之間的誤差落在允許范圍內時，產品設計投入生產。

所述允許范圍＜15％。