[发明专利]安全壳栓钉对钢衬里撕裂性能影响的测试装置

说明书

本发明公开了一种安全壳栓钉对钢衬里撕裂性能影响的测试装置，其包括：钢衬里试件，包括钢衬里板、焊接于钢衬里板上的栓钉，以及浇筑于钢衬里板之间的混凝土；预加载装置，作用于钢衬里试件的两端，用于对钢衬里试件施加预加拉伸载荷；以及加载装置，用于在对钢衬里试件施加预加拉伸载荷后对钢衬里试件施加载荷。相对于现有技术，本发明安全壳栓钉对钢衬里撕裂性能影响的测试装置，通过预加载装置可以在钢衬里板两端进行张拉使其达到不同的预加荷载，在混凝土保持钢衬里受力不变的情况下，加载装置通过混凝土向栓钉提供载荷，使得栓钉对钢衬里产生剪力，因此可得到在不同的预加荷载情况下栓钉对钢衬里撕裂机制的影响。

技术领域

本发明属于核电技术领域，更具体地说，本发明涉及一种安全壳栓钉对钢衬里撕裂性能影响的测试装置。

背景技术

近年来，随着我国核电建设进入高速发展时期，核电厂逐渐从沿海向内陆发展，核电厂的安全性必须引起高度重视。作为与核安全相关措施的最后一道屏障，安全壳能否充分应对严重事故条件下的高能荷载(高温、高压和高湿)，保证在高能荷载下不发生放射性物质泄漏或可将泄漏控制到对环境影响很小的程度，成为人们最为关心的性能。

安全壳钢衬里一般通过栓钉和角钢锚固在混凝土墙体中，在安全壳的标准段、设备和人员闸门处，以及贯穿件处，钢衬里锚固于安全壳墙体的方式各不相同。在超设计基准的严重事故荷载作用下，钢衬里与混凝土相互作用，再加上锚固系统对钢衬里的影响，导致钢衬里受力状态非常复杂，可能由于应力集中的影响使得钢衬里在较低的应力水平下发生撕裂破坏。如果安全壳结构无法承受超设计基准事故下的高能荷载而造成钢衬里撕裂，将会导致安全壳的密封性失效，势必会发生放射性物质的泄漏。钢衬里密封性能的好坏，直接决定了核电机组安全屏障是否完整，钢衬里的撕裂特性又与密封性能有直接关系，因此研究钢衬里在严重事故荷载下的撕裂机理显得尤其重要。

安全壳钢衬里与混凝土在荷载作用下由于变形的不一致而产生的变形差会使得混凝土通过栓钉给钢衬里传递一部分剪力，这部分剪力会引起栓钉与钢衬里连接部位产生附加应变。目前，核电厂安全壳对于栓钉和钢衬里的设计，主要根据工程经验和相应的计算理论，以材料截面尺寸和材料性能的差异确保栓钉先于钢衬里发生破坏。但是，这种设计方法仅考虑钢衬里本身没有预加荷载的情况。在严重事故荷载下，钢衬里本身会承受很大的荷载，当钢衬里所受应力达到其屈服强度时，栓钉所带来的附加剪力会引起钢衬里局部产生很大的塑性变形，可能会引起钢衬里局部率先发生撕裂，导致其密封性失效。

目前，尚缺乏相关的研究，钢衬里在预加荷载作用下栓钉所附加的剪力对钢衬里撕裂机制的影响尚不明确。因此需要进行系统的试验和理论研究，为安全壳钢衬里的设计提供参考。鉴于核电厂安全壳结构的特殊性，亟需设计一种安全壳栓钉对钢衬里撕裂性能影响的测试装置对上述问题进行研究，以得到可靠的试验数据，为核电厂安全壳钢衬里与栓钉的设计提供参考。

发明内容

本发明的发明目的在于：克服现有技术中的至少一个缺陷，提供一种安全壳栓钉对钢衬里撕裂性能影响的测试装置。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种安全壳栓钉对钢衬里撕裂性能影响的测试装置，其包括：

钢衬里试件，所述钢衬里试件包括钢衬里板、按核电厂安全壳焊接要求焊接于所述钢衬里板上的栓钉，以及浇筑于所述钢衬里板之间的混凝土；

预加载装置，作用于所述钢衬里试件的两端，用于对所述钢衬里试件施加预加拉伸载荷；以及

加载装置，用于在对所述钢衬里试件施加预加拉伸载荷后对所述钢衬里试件施加载荷。

根据本发明安全壳栓钉对钢衬里撕裂性能影响的测试装置的一个实施方式，所述钢衬里板布置在所述混凝土两侧，所述栓钉焊接在所述钢衬里板的中部。