某核電廠應(yīng)急設(shè)施存儲廠房結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計

梁亞林

[摘要]日本福島核事故后，國家核安全局要求我國在建、新建核電廠需進一步提高應(yīng)對全廠斷電事故（SBO）的能力，增強超設(shè)計基準工況下實現(xiàn)堆芯冷卻的應(yīng)急補水能力，特別增設(shè)《應(yīng)急設(shè)施存儲廠房與燃油補給中心》，以應(yīng)對全廠失電情況下的應(yīng)急要求。該廠房抗震設(shè)計要求：按照廠址所在地區(qū)地震基本烈度提高一度，并按照廠址基準地震動SL2（相當(dāng)?shù)牡孛婕铀俣龋┻M行校核。

[關(guān)鍵詞]核電廠；抗震設(shè)計；彈性設(shè)計；SL2校核

文章編號：2095 - 4085（2018） 07 - 0026 - 02

日本福島核事故后，我國針對在建核電站進行了大地震引發(fā)海嘯的災(zāi)害評估。評估要求在建核電站需進一步提高對全廠斷電事故（SBO）的能力，增強超設(shè)計基準工況下實現(xiàn)堆芯冷卻的應(yīng)急補水能力，增設(shè)移動泵、移動電源、注水管線及相匹配的接口。建設(shè)應(yīng)急設(shè)施存儲與燃油補給中心廠房，以滿足全廠失電情況下的應(yīng)急要求[1-3]。

1 洪水問題

1.1水淹設(shè)計基準

水淹設(shè)計基準：洪水位疊加最大可能暴雨。在廠址遭受設(shè)防地震（全廠斷電）導(dǎo)致廠區(qū)防洪系統(tǒng)、排水系統(tǒng)全部失效情況下，同時遭遇區(qū)域最大暴雨導(dǎo)致的廠區(qū)水淹。最終確定水淹高度需高于設(shè)計基準洪水位Sm。

1.2應(yīng)急車輛簡介

為了滿足防洪水的要求，應(yīng)急車輛、設(shè)施布置在高4.40m（建筑標高）的二層。應(yīng)急車輛共八臺，包括①一臺380V移動式應(yīng)急電源車，②一臺6.6kV移動式應(yīng)急電源車，③一臺6.6kV試驗負載箱，④兩臺油罐車，⑤三臺車載式移動泵。

2 抗震設(shè)計要求

國家核安全局要求《應(yīng)急設(shè)施存儲廠房》的抗震設(shè)計：按民用建筑規(guī)范，取廠址所在地區(qū)地震基本烈度提高一度進行抗震設(shè)計，并按照設(shè)計基準地震動SL2（相當(dāng)?shù)牡孛婕铀俣龋┻M行校核。

2.1 民用建筑抗震設(shè)計

依據(jù)民用建筑物國家標準《建筑工程抗震設(shè)防分類標準》（GB 50223），民用建筑的抗震設(shè)防目標是“三水準”，兩階段設(shè)計。

三水準：小震不壞、中震可修、大震不倒。

2.2核電廠抗震設(shè)計

依據(jù)《核電廠抗震設(shè)計規(guī)范》（GB 50267），確定本建筑物為核安全Ⅲ類物項。

本子項所在廠址的SL2設(shè)計基準地面運動加速度反應(yīng)譜參數(shù)詳見表l。

2.3本子項抗震設(shè)計

某核電廠抗震設(shè)防烈度與基本地震加速度為。6度（0.05g）。提高一度后的抗震設(shè)計設(shè)防烈度與基本地震加速度為。7度（0. lOg）。為了滿足SL2（0.20g）校核，應(yīng)取8度（0.20g）進行校核。

本建筑物用于核事故應(yīng)急的八臺應(yīng)急車輛布置于二樓，為了保證應(yīng)急車輛在設(shè)防地震（SL2）地震工況下可以順利駛出參與應(yīng)急救援，本建筑物或結(jié)構(gòu)構(gòu)件不能發(fā)生破壞，以保證應(yīng)急車輛可以投入應(yīng)急救援。

本子項所在廠址SL2最大水平向地面加速度最大值為0.4s時的0.47（詳見表1），大于國標《建筑工程抗震設(shè)防分類標準》（GB 50223）中8度（0.20g）的水平地震影響系數(shù)最大值0.46（詳見表2）。

綜合上述要求，本子項的設(shè)計采用自定義地震曲線包絡(luò)SL2反應(yīng)譜的中震彈性設(shè)計。該設(shè)計同時包絡(luò)了SL2（相當(dāng)?shù)牡孛婕铀俣龋┬：耍瑹o需再進行SL2校核。

3 應(yīng)急設(shè)施存儲廠房結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計計（圖1，2）

3.1工程概況

應(yīng)急設(shè)施存儲廠房為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)。

3.2地震反應(yīng)譜

4 整體模型分析（圖3）

4.1結(jié)構(gòu)模型

采用PKPM的SATWE軟件進行結(jié)構(gòu)中震彈性計算。

4.2抗震設(shè)計計算主要數(shù)據(jù)結(jié)果

采用振型分解總剛計算法，計算主要結(jié)果數(shù)據(jù)如表3。

最大位移和最大層間位移角主要是用來確保結(jié)構(gòu)應(yīng)具備的剛度，避免產(chǎn)生過大的位移而影響結(jié)構(gòu)的承載力、穩(wěn)定性和使用要求。最大層間位移角都小于1/550，抗震變形驗算滿足規(guī)范要求，結(jié)構(gòu)處于彈性狀態(tài)（表4）。

5 結(jié)語

通過以上論述，可以得出結(jié)論：采用自定義地震曲線包絡(luò)SI2反應(yīng)譜的中震彈性設(shè)計，同時包絡(luò)了SI2（相當(dāng)?shù)牡孛婕铀俣龋┬：耍瑹o需再另外進行SL2校核。

本建筑物為了保證車輛在SL2工況下的可使用性，抗震設(shè)計地震反應(yīng)譜取值高于核安全局要求。且超大重量應(yīng)急車輛和設(shè)施布置于二層，可變荷載大，且不能發(fā)生建筑物或結(jié)構(gòu)構(gòu)件損壞，提高了結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計要求。建議核電廠新建廠址在規(guī)劃時把本子項布置在高海拔區(qū)域，以降低本子項的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計要求和工程造價。

參考文獻：

[1]GB50011（2016），建筑抗震設(shè)計規(guī)范[s].

[2]GB50267 - 97，核電廠抗震設(shè)計規(guī)范[s].

[3]毛慶，吳應(yīng)喜，福島核事故后中國廣東核電集團核電廠抗震設(shè)計和評估進展[J].中國工程科學(xué)，2013，（04）：46- 51.