Синтез тестовых воздействий для анализа сейсмостойкости объектов атомной энергетики

• Автор: Дурновцева, Светлана Александровна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 129 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы, цели и основные результаты исследований
Общая постановка и обсуждение рассматриваемых задач
Краткий обзор публикаций по теме исследования
ГЛАВА 1. ВОПРОСЫ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ РАСЧЕТОВ НА СЕЙСМОСТОЙКОСТЬ
1.1 Методы расчета на сейсмостойкость
1.2 Формализация задачи синтеза акселерограмм
1.3 Спектральный анализ сейсмических сигналов
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ СИНТЕЗА ТЕСТОВЫХ АКСЕЛЕРОГРАММ
2.1 Формирование требований к аксерерограммам
2.2 Вейвлет-синтез акселерограмм
2.3 Синтез акселерограмм, соответствующих семейству
спектров ответа
ГЛАВА 3. АНАЛИЗ СЕЙСМОСТОЙКОСТИ ТРУБОПРОВОДА ПИТАТЕЛЬНОЙ ВОДЫ
3.1 Оценка сейсмической опасности площадки АЭС «Бушер» .
3.2 Процедура получения данных для проведения
сравнительного анализа
3.3 Сравнение результатов расчетного анализа модели
трубопровода

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ЛИТЕРАТУРА
Приложение А. Вычисление спектра ответа по акселерограмме
Приложение Б. Интерфейс программы в^ег-М
ВВЕДЕНИЕ
1. Актуальность проблемы, цели и основные результаты
исследований
За более чем полувековой период существования атомной энергетики в мировой практике накоплен значительный опыт исследований для обеспечения безопасности атомных электростанций (АЭС).
Наглядным примером, демонстрирующим актуальность сейсмического проектирования, может служить авария на АЭС «Фукусима-1», произошедшая 11 марта 2011 г. Первый энергоблок станции был спроектирован на пиковое ускорение 0.18 g (1.74 м/с2) [46] и выдержал землетрясение, оцененное в 6 баллов [45] по японской шкале ЛМА, соответствующее 9 баллам по шкале М8К-64, т. е. приблизительный уровень ускорения доходил до 4 м/с2.
Известные повреждения были вызваны потерей электроснабжения (в том числе и от резервных дизельных электростанций) вследствие цунами. Однако в момент землетрясения энергоблок был остановлен действием системы аварийной защиты, которая сработала в штатном режиме. Это означает, что станция выдержала землетрясение как минимум на балл (по шкале МБК-64) превысившее максимальное, при котором ее проект мог гарантировать безопасный останов.
Принятие серьезных мер, направленных на увеличение безопасности АЭС, ощутимо повышает стоимость проектов. Атомные станции оказываются заметно дороже по капитальным затратам, что может привести к тому, что цена электроэнергии на них установится выше, чем на тепловых станциях. В связи с этим, в первую очередь, возникает острая необходимость в разработке и применении новых современных методик анализа безопасности АЭС, в том числе и сейсмической.

новится невозможным. К нелинейным системам, в отличие от линейных, не применим принцип суперпозиции решений: т. е. реакция системы на совокупность воздействий не равна сумме реакций на каждое из них.
Нелинейные системы не имеют собственных форм и частот (т. е. характеристик самой системы, зависящих только от распределения ее масс и жесткостей, но не от начальных условий). Таким образом, получить решение системы нелинейных дифференциальных уравнений путем разложения движения по ее собственным формам невозможно.
В этих случаях используются методы динамического анализа, связанные с интегрированием уравнений движения, которые в качестве входного воздействия используют акселерограммы движения основания. Нелинейность может быть геометрической (если в процессе движения системы ее характеристики изменяются вследствие больших перемещений, наличия зазоров, люфтов и пр.) и физической (например, нелинейная упругость или пластичность материалов, нелинейное демпфирование и т. п.). В качестве примеров нелинейных систем можно привести конструкции с зазорами, баки со свободной поверхностью жидкости, трубопроводы, оснащенные вязкими демпферами.
Отсюда и возникает задача получения (синтеза) акселерограммы, которая соответствовала бы имеющемуся семейству обобщенных СО. Существующие методы синтеза акселерограмм ориентированы на случай спектра только с одним уровнем демпфирования. Покажем на примере недостаток такого подхода.
На рис. 1.1.4-1.1.6 красными линиями показано семейство исходных обобщенных СО для различных уровней демпфирования (0.5, 2, 5, 10 и 20%). Известными методами были найдены три акселерограммы, соответствующие СО с уровнями демпфирования 0.5, 5 и 20 %, жирными синими линиями показаны соответствующие вычисленные спектры, тонкими синими линиями — все остальные СО в вычисленных семействах.