[发明专利]管线上设备的地震加速度响应放大系数的确定方法

说明书

本发明公开了一种管线上设备的地震加速度响应放大系数的确定方法，包括如下步骤：包括如下步骤：将管线及安装于管线的设备简化为具有两个自由度的弹簧‑质量系统，计算所述设备的加速度响应a₁；将直接安装于地面的设备简化为单自由度弹簧‑质量系统，得到所述的加速度响应S_a；计算管线对所述设备的加速度响应的影响系数R_a；计算管线对所述设备的加速度响应的放大系数γ，所述放大系数γ能够包络管线对设备加速度响应的放大效应。本发明的管线上设备的地震加速度响应放大系数的确定方法，分析了管线对安装于管线上的设备的地震加速度响应的放大作用，并给出用于描述这个放大作用的放大系数的确定方法。

技术领域

本发明具体涉及一种管线上设备的地震加速度响应放大系数的确定方法。

背景技术

核电厂有大量的安装于管线上的核级仪表和阀门。为了证明这些仪表或阀门(本发明中统称为设备)具有设计所要求的抗震能力，通常需要对它们开展抗震鉴定。抗震鉴定中这些设备的地震载荷输入的正确与否直接关系到抗震鉴定结果的有效性。核级阀门的地震载荷输入一般采用一个峰值约为4.5g的地震反应谱；某些核级仪表为了获得足够的保守性，地震载荷输入甚至采用峰值高达30g的地震反应谱。

规范《EJ1022.15-1996压水堆核电厂阀门抗震鉴定试验》中所描述，“6.3.5要求输入运动(RIM)由图1规定，图1上的加速度值并不包络所有核电厂的要求。对某一特定核电厂，阀门鉴定用的要求输入运动的加速度值由阀门技术规格书确定”。但是，在设计院向阀门厂家或仪表厂家提技术规格书时，往往没有给出具体的加速度谱或加速度值的要求。这就为制造厂家对所生产产品满足设计所需的抗震能力提出了难题。同时，在开展这些产品的抗震能力鉴定时，其地震载荷输入也成为了一个难题。问题的关键在于这些设备没有直接安装于厂房地板(若是直接安装于厂房地板，则设备的地震载荷输入可直接采用厂房的楼层谱)，而是安装于管线上。由于管线对于这些设备的响应的放大作为未知，从而造成这些设备的地震载荷输入未知。

发明内容

有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种管线上设备的地震加速度响应放大系数的确定方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：

一种管线上设备的地震加速度响应放大系数的确定方法，包括如下步骤：

将管线及安装于管线的设备简化为具有两个自由度的弹簧-质量系统，计算所述设备的加速度响应a₁；

将直接安装于地面的设备简化为单自由度弹簧-质量系统，得到所述的加速度响应S_a；

计算管线对所述设备的加速度响应的影响系数R_a，R_a＝a₁/S_a；

计算管线对所述设备的加速度响应的放大系数γ，γ＝max(R_a，1)，所述放大系数γ能够包络管线对设备加速度响应的放大效应。

根据本发明的一些优选实施方面，所述加速度响应a₁的计算步骤如下：

具有两个自由度的弹簧-质量系统的水平方向的运动方程为

其中，m₁、k₁、x₁分别为设备的质量、刚度和相对于地面的位移，m₂、k₂、x₂分别为管线的质量、刚度和相对于地面的位移，x_g为地震作用下地面的位移，为x对时间的二阶导数，为x_g对时间的二阶导数。

求解公式(1)的特征方程，令得到该系统的固有频率ω_s，