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

梁亞林

[摘要]日本福島核事故后，國(guó)家核安全局要求我國(guó)在建、新建核電廠需進(jìn)一步提高應(yīng)對(duì)全廠斷電事故（SBO）的能力，增強(qiáng)超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)工況下實(shí)現(xiàn)堆芯冷卻的應(yīng)急補(bǔ)水能力，特別增設(shè)《應(yīng)急設(shè)施存儲(chǔ)廠房與燃油補(bǔ)給中心》，以應(yīng)對(duì)全廠失電情況下的應(yīng)急要求。該廠房抗震設(shè)計(jì)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(zhǔn)地震動(dòng)SL2（相當(dāng)?shù)牡孛婕铀俣龋┻M(jìn)行校核。

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

文章編號(hào)：2095 - 4085（2018） 07 - 0026 - 02

日本福島核事故后，我國(guó)針對(duì)在建核電站進(jìn)行了大地震引發(fā)海嘯的災(zāi)害評(píng)估。評(píng)估要求在建核電站需進(jìn)一步提高對(duì)全廠斷電事故（SBO）的能力，增強(qiáng)超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)工況下實(shí)現(xiàn)堆芯冷卻的應(yīng)急補(bǔ)水能力，增設(shè)移動(dòng)泵、移動(dòng)電源、注水管線及相匹配的接口。建設(shè)應(yīng)急設(shè)施存儲(chǔ)與燃油補(bǔ)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(jì)基準(zhǔn)

水淹設(shè)計(jì)基準(zhǔn)：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(shí)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(jì)基準(zhǔn)洪水位Sm。

1.2應(yīng)急車輛簡(jiǎn)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(biāo)高）的二層。應(yīng)急車輛共八臺(tái)，包括①一臺(tái)380V移動(dòng)式應(yīng)急電源車，②一臺(tái)6.6kV移動(dòng)式應(yīng)急電源車，③一臺(tái)6.6kV試驗(yàn)負(fù)載箱，④兩臺(tái)油罐車，⑤三臺(tái)車載式移動(dòng)泵。

2 抗震設(shè)計(jì)要求

國(guó)家核安全局要求《應(yīng)急設(shè)施存儲(chǔ)廠房》的抗震設(shè)計(jì)：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(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，并按照設(shè)計(jì)基準(zhǔn)地震動(dòng)SL2（相當(dāng)?shù)牡孛婕铀俣龋┻M(jìn)行校核。

2.1 民用建筑抗震設(shè)計(jì)

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

三水準(zhǔn)：小震不壞、中震可修、大震不倒。

2.2核電廠抗震設(shè)計(jì)

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

本子項(xiàng)所在廠址的SL2設(shè)計(jì)基準(zhǔn)地面運(yùn)動(dòng)加速度反應(yīng)譜參數(shù)詳見表l。

2.3本子項(xiàng)抗震設(shè)計(jì)

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(jì)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(jìn)行校核。

本建筑物用于核事故應(yīng)急的八臺(tái)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(xiàng)所在廠址SL2最大水平向地面加速度最大值為0.4s時(shí)的0.47（詳見表1），大于國(guó)標(biāo)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》（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(xiàng)的設(shè)計(jì)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(jì)。該設(shè)計(jì)同時(shí)包絡(luò)了SL2（相當(dāng)?shù)牡孛婕铀俣龋┬：?，無需再進(jìn)行SL2校核。

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

3.1工程概況

應(yīng)急設(shè)施存儲(chǔ)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(jìn)行結(jié)構(gòu)中震彈性計(jì)算。

4.2抗震設(shè)計(jì)計(jì)算主要數(shù)據(jù)結(jié)果

采用振型分解總剛計(jì)算法，計(jì)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(yàn)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(yǔ)

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(jì)，同時(shí)包絡(luò)了SI2（相當(dāng)?shù)牡孛婕铀俣龋┬：?，無需再另外進(jìn)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(jì)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(jì)要求。建議核電廠新建廠址在規(guī)劃時(shí)把本子項(xiàng)布置在高海拔區(qū)域，以降低本子項(xiàng)的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要求和工程造價(jià)。

參考文獻(xiàn)：

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

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

[3]毛慶，吳應(yīng)喜，福島核事故后中國(guó)廣東核電集團(tuán)核電廠抗震設(shè)計(jì)和評(píng)估進(jìn)展[J].中國(guó)工程科學(xué)，2013，（04）：46- 51.