一種自復位搖擺內筒減震水箱的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種減震水箱，尤其涉及一種自復位搖擺內筒減震水箱。
【背景技術】
[0002]以AP1000、ACP1000、CAP1400等為代表的第三代核電站，普遍采用了非能動的技術路線和設計思想，非能動安全殼冷卻系統(tǒng)(PCCS)是非能動技術的重要內容。PCCS系統(tǒng)就是應用物質的重力，流體的自然對流、擴散等基本自然規(guī)律，在事故應急時，不用人員干預和外部能源，冷卻反應堆廠房(安全殼)的重力水箱噴水，并通過水變成蒸汽帶走堆芯余熱，進而保證核電系統(tǒng)的安全。以AP1000為例，當事故較小時，該PCCS系統(tǒng)采用鋼制安全殼的內部自然循環(huán)和鋼制安全殼外部自然循環(huán)，帶走堆芯余熱。當嚴重事故時，通過重力驅動PCCS頂部水箱，實施安全殼外部噴淋，帶走余熱，保證安全殼安全。AP1000頂部水箱在不用人員干預和外部能源情況下，可以維持工作三天，可以有效地防止核事故發(fā)生。
[0003]頂部水箱結構是提供PCCS非能動功能的水源，具有重要的作用。核電站不允許地震作用下發(fā)生破化，與一般民用工業(yè)建筑相比，具有較高的抗震要求。核電安全殼屬于第一類抗震結構物，它是用來防止發(fā)生最大設計事故時放射性物質泄漏到周圍環(huán)境中。在某種意義上講，PCCS水箱是核電安全保障系統(tǒng)的關鍵部件之一。目前，儲液類結構的抗震性能并不能滿足社會的要求。從美國阿拉斯加地震(Ms8.4，1964)，日本新潟地震(Ms7.5，1964)，美國戈達盆地地震(Ms7.7，1980)，土耳其Kocaeli地震(Ms7.4，1999)，印度古吉拉特地震(Ms.7.4，2001)等地震災害中，都有儲罐類結構發(fā)生破壞。2011年日本仙臺3.11地震(Ms.8.9，2001)，在造成重大核電事故的同時，也引發(fā)儲油罐發(fā)生破壞，并引起儲油罐爆炸。美國NRC報告指出，PCCS水箱的抗震安全應該得到保證。
[0004]在地震作用下，PCCS頂部重力水箱產生的液體動壓力可以簡化為兩部分:一部分是沖擊分量，考慮液體與罐壁同步運動而產生沖擊的動水壓力?’另一部分是對流分量，考慮液體與罐壁之間有相對運動而發(fā)生液面晃動，導致罐底和罐壁的對流動水壓力。根據(jù)結構振動理論可知，提高水箱整體結構阻尼比，會減小沖擊分量和對流分量的液動壓力，進而減小其產生的基底剪力。
[0005]建筑結構支座是結構構件之間連接的一種常用方式。在工程上，將結構或構件連接在支承物上的裝置，稱為支座。常常通過支座將構件支承在基礎或某一構件上。同時，支座對它所支承的構件提供約束。根據(jù)受力情況來分，建筑結構的支座通常分為固定支座、鉸支座、滑移支座等類別。支座是影響建筑結構抗震性能的關鍵部件。以水箱結構為例，Housner發(fā)現(xiàn)1980年智利地震中多數(shù)固定支座方式建造的水塔結構破壞嚴重，但少數(shù)以高爾夫球座(Golf-ball-on-a-tee)方式建造的水塔結構基本完好。隨后，Chopra、Hamid、Chung、周福霖、歐進萍、呂西林等采用隔震的技術實現(xiàn)結構的搖擺。我國臺灣學者鄭錦銅等運用機械機構的搖晃及滾動機理研宄給出了自復位搖晃式隔震支座。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的是為了提高水箱結構的抗震性能和減震效果而提供一種結構簡單、造價低的自復位搖擺內筒減震水箱。
[0007]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:包括安裝在下部支撐結構上的基座、安裝在基座上的外筒壁和安裝在外筒壁內部的內筒壁，內筒壁與外筒壁之間裝有儲液水，所述基座上沿內筒壁所在位置均勻設置有六個自復位搖擺支座，每個所述自復位搖擺支座包括通過基座埋件安裝在基座上的下耳板、通過插銷與下耳板連接的上耳板和對稱設置在下耳板與上耳板之間的四根預應力桿，所述內筒壁的下端均勻設置有數(shù)量與自復位搖擺支座數(shù)量相等的內筒壁埋件，內筒壁通過內筒壁埋件與對應的上耳板固定連接，所述內筒壁與外筒壁之間的上端還設置有阻尼器。
[0008]本發(fā)明還包括這樣一些結構特征:
[0009]1.所述相鄰的兩根預應力桿之間的距離相等。
[0010]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明借鑒建筑結構的搖擺剪力墻框架結構體系，提出并實現(xiàn)通過調整內筒壁與基座之間的連接方式，實現(xiàn)內筒壁在地震荷載作用下的搖擺，而內筒壁的大幅晃動與剛性外筒壁的微小變形，使得水箱內部的水出現(xiàn)大幅的非線性運動，提高了結構耗能能力，增加了結構內阻尼，應用自復位搖擺支座轉動剛度小、結構轉動靈活同時在內筒壁與外筒壁之間布置阻尼器，進一步提高了結構內阻尼，減小了水箱的基底剪力，提高了結構的抗震性能。本發(fā)明適用于核電安全殼頂部水箱結構的設計，同時也適用于大型工業(yè)儲罐類水箱結構的設計，具體是提高了水箱結構及下部支撐結構在地震作用下的抗震性能。本發(fā)明具有抗震性能穩(wěn)定、減震效果好等優(yōu)點，同時也具有減小結構造價、具有工廠模塊化生產等優(yōu)勢。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的結構示意圖；
[0012]圖2是圖1的A-A方向的示意圖；
[0013]圖3是本發(fā)明自復位搖擺支座部分的結構示意圖；
[0014]圖4是圖3的B-B方向的示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0016]結合圖1至圖4，為減小結構地震作用，本發(fā)明提出并實現(xiàn)了核電安全殼頂部水箱的內搖擺結構，本發(fā)明包括安裝在下部支撐結構7上的基座6、安裝在基座6上的外筒壁2和安裝在外筒壁2內部的內筒壁1，內筒壁I與外筒壁2之間裝有儲液水4，所述基座6上沿內筒壁I所在位置均勻設置有六個自復位搖擺支座5，每個所述自復位搖擺支座5包括通過基座埋件13安裝在基座6上的下耳板12、通過插銷11與下耳板12連接的上耳板9和對稱設置在下耳板12與上耳板9之間的四根預應力桿10，所述內筒壁I的下端均勻設置有數(shù)量與自復位搖擺支座5數(shù)量相等的內筒壁埋件8，內筒壁I通過內筒壁埋件8與對應的上耳板9固定連接，也即是在內筒壁I與基座6之間設置了自復位搖擺支座5，從而減小了內筒I結構的轉動剛度，實現(xiàn)了地震作用下內筒壁I的搖擺，基于內筒壁與外筒壁的相對變形，在所述內筒壁I與外筒壁2之間的上端還設置有阻尼器3，可以大幅度增加結構阻尼，而提高水箱結構的阻尼，會大幅度減小結構基底剪力，進而提高水箱結構及其下部支撐結構7抗震性能和安全性。所述相鄰的兩根預應力桿10之間的距離相等。
[0017]本發(fā)明提出并實現(xiàn)了應用預應力