[发明专利]核电用干式变压器的抗震性能分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗震性能分析方法，特别是一种核电用干式变压器的抗震性能分析方法。

背景技术

核电设备不同于一般民用工业产品，尤其是与核安全有关的设备，其性能好坏和运行可靠与否直接影响到核电站运行的安全性和经济性。因此，核电设备的设计需经过严格的设计验证，核电设备要通过试制样机进行设备鉴定，设计和制造核级产品的设计院和制造厂需按国家核监管部门的要求取得设计、制造许可证，方能从事核级产品的设计和制造活动。

核电用干式变压器是为其他设施提供电源的干式变压器。而核电站厂房内运行的变压器一般为干式变压器，被列为安全级设备。凡是列为安全级的设备都有抗震要求，称为抗震1类，要求它们在安全停堆地震载荷下保持结构完整性或保持其功能。因此，对核电用干式变压器抗震可靠度研究是必要的，也是必须的。

目前我国核电用干式变压器抗震能力评定大部分是通过抗震台抗震试验来评估的，而每次的抗震试验支出不仅在经济上，人力上还是时间上都是很大成本。随着计算机、有限元及抗震工程的发展，在建筑行业已有很多将抗震台试验搬进了计算机，不再将每次设计构想做成实物模型进行抗震台抗震试验，而是在计算机中进行多次模拟分析，改进模型，确定出最终模型再到抗震台进行抗震校验。对核电用干式变压器抗震可靠度分析完全可以借鉴此方法，来降低试验次数，减少样机生产，缩短研发周期。

当然，建筑行业的抗震性能分析，主要是结构抵抗地震作用的能力分析。而对于带电运行的核电用干式变压器，为了更真实的模拟设备运行时遭遇地震作用，对其抗震可靠度分析应在考虑地震作用的同时，不应忽视电磁力的作用。

中国专利文献号CN 101575885A于2009年11月11日公开一种建筑结构的抗震控制设计方法，根据密肋结构体系的使用场所，选择各部件的组成形式；根据功率密度函数表达式，确定多遇地震、基本设防烈度地震和罕遇地震的输入强度；结构计算模型的确立，即确定密肋结构弹性阶段的等效弹性模型、弹塑性阶段的钢架斜压杆模型、破坏阶段的梁铰框架模型。该抗震控制设计方法将结构设计控制有限值考虑为随机变量，应用动力可靠度理论进行结构设计；可将地震作用细化为多个水准，并可考虑结构参数的变异性。使设计和建造的工程结构能在各种可能遇到的地震作用下，他的反应和破坏性态均在设计的预期范围内，不仅能确保生命安全，而且能确保经济损失最少，对地震反应和破坏进行了定量的控制设计。但是，却没有考虑电磁力的作用，而对于干式变压器不考虑电磁力作用的结果是导致部分零部件，如拉板和压钉等的应力计算值偏小，从而影响核电用干式变压器的安全性。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种提高核电用干式变压器的研发效率、降低研发成本、适用范围广的核电用干式变压器的抗震性能分析方法，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种核电用干式变压器的抗震性能分析方法，其特征是包括以下步骤：

步骤一、结构初步设计，根据核电站相关技术要求，对干式变压器做电磁设计和初步结构设计；

步骤二、计算模型确立，由初步结构设计及干式变压器的安装固定方案，利用计算机通过有限元软件，合理选择建模方式及模型边界条件处理方式；

步骤三、电磁场分析，根据干式变压器的电磁设计，确定干式变压器在正常工作状态下的电磁场载荷输入条件，利用计算机通过有限元软件进行电磁力分析；

步骤四、结构静态分析，利用计算机通过有限元软件，对干式变压器进行地震作用前的装配预紧分析；

步骤五、地震作用输入条件确定，根据核电站提供的楼层反应谱，利用计算机通过高级计算机编程语言，拟合出人工地震波及人工地震波反应谱；

步骤六、计算模型强度计算，利用计算机通过有限元软件，将预紧力、电磁力作为初始条件，拟合的人工地震波作为地震荷载，计算输出干式变压器的主要构件的位移、应力、应变及加速度结果；

步骤七、抗震性能评估，根据国内外核电抗震设计规范的相关要求，评定干式变压器的抗震性能的可靠度；

步骤八、薄弱环节修正，当通过步骤七判定干式变压器的抗震性能的可靠度不满足要求时，应当对薄弱环节进行加固修正后，再然后重复步骤一至步骤七；

当通过步骤七判定干式变压器的抗震性能的可靠度满足要求时，结束分析，制造样机；

步骤九、抗震验证试验，当干式变压器在抗震验证试验中得到的实测值与干式变压器在步骤六中得到的理论计算值之间的误差落在允许范围内时，产品设计投入生产。

所述允许范围＜15％。