6月20日,由中核集团中国核电工程有限公司牵头,联合哈尔滨工业大学开展的国家重点研发计划科研项目严重事故下安全壳结构性能试验,完成壳内检查后圆满完成全部试验任务。安全壳结构性能实验平台“玄武”完成了严重事故热压耦合工况全部试验内容,符合预期,实现了“世界最大尺寸”“高温高压耦合加载”等关键技术特征,为评估严重事故下安全壳结构性能提供重要科学依据。
本次试验以严重事故下安全壳结构性能为目标,试验前期准备工作历时三年,以“华龙一号”内层安全壳为原型,按照1:3.2的缩尺比进行设计,是目前世界上最大尺寸的安全壳试验模型。该试验模型解决了已有研究成果中因为模型尺寸小,无法反映原型结构失效路径和破坏模式的关键问题,为预应力钢筋混凝土安全壳原型结构在严重事故下力学性能和薄弱环节的安全评估提供了重要科学依据和技术支撑。
本次试验也创新地完成了国内外首次安全壳高温高压耦合加载工况。严重事故下高温对安全壳结构性能的影响不容忽视,但是安全壳的大容积给高压和高温协同加载带来很大技术挑战,加载过程中壳内的高温-高压-高湿环境又加大了实时监测的难度,高温高压耦合加载也需要更加安全可靠的防护装置,同时,由于试验过程中的不确定性,需要具备准确的安全壳预分析和实时同步仿真分析能力。受到以上条件制约,国际上的安全壳模型试验普遍仅进行压力加载试验。
科研团队克服技术难关,成功按照预设的温度-压力加载曲线进行加载,验证了该安全壳试验模型在高温、高压下长时间持荷,仍然能够保持良好的结构性能。
本次试验由中核工程和哈尔滨工业大学联合开展,携手北京建筑工程研究院等多家先进设备供应商共同实施。中核工程科学技术委员会,先进院创新中心、结构中心、研发中心,核工程院建筑结构所,哈工大空间结构研究中心组成了整个大壳结构性能试验技术队伍。试验团队为大型安全壳结构施工建设、系统性能监测、泄漏率监测等关键技术带来了突破,填补了国际上大型安全壳模型热压耦合加载试验数据方面的空白,为严重事故下安全壳系统性能全面提升、“华龙一号”后续新一代核电技术研发和在役核电厂安全运行提供了有力支撑,助力实现核能强国战略。