某核電廠應急設施存儲廠房結構抗震設計

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對全廠斷電事故（SBO）的能力，增強超設計基準工況下實現堆芯冷卻的應急補水能力，特別增設《應急設施存儲廠房與燃油補給中心》，以應對全廠失電情況下的應急要求。該廠房抗震設計要求：按照廠址所在地區地震基本烈度提高一度，并按照廠址基準地震動SL2（相當的地面加速度）進行校核。

[關鍵詞]核電廠；抗震設計；彈性設計；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海嘯的災害評估。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，增強超設計基準工況下實現堆芯冷卻的應急補水能力，增設移動泵、移動電源、注水管線及相匹配的接口。建設應急設施存儲與燃油補給中心廠房，以滿足全廠失電情況下的應急要求[1-3]。

1 洪水問題

1.1水淹設計基準

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

1.2應急車輛簡介

為了滿足防洪水的要求，應急車輛、設施布置在高4.40m（建筑標高）的二層。應急車輛共八臺，包括①一臺380V移動式應急電源車，②一臺6.6kV移動式應急電源車，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 抗震設計要求

國家核安全局要求《應急設施存儲廠房》的抗震設計：按民用建筑規范，取廠址所在地區地震基本烈度提高一度進行抗震設計，并按照設計基準地震動SL2（相當的地面加速度）進行校核。

2.1 民用建筑抗震設計

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

三水準：小震不壞、中震可修、大震不倒。

2.2核電廠抗震設計

依據《核電廠抗震設計規范》（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設計基準地面運動加速度反應譜參數詳見表l。

2.3本子項抗震設計

某核電廠抗震設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計設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，應取8度（0.20g）進行校核。

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

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《建筑工程抗震設防分類標準》（GB 50223）中8度（0.20g）的水平地震影響系數最大值0.46（詳見表2）。

綜合上述要求，本子項的設計采用自定義地震曲線包絡SL2反應譜的中震彈性設計。該設計同時包絡了SL2（相當的地面加速度）校核，無需再進行SL2校核。

3 應急設施存儲廠房結構抗震設計計（圖1，2）

3.1工程概況

應急設施存儲廠房為現澆鋼筋混凝土框架剪力墻結構。

3.2地震反應譜

4 整體模型分析（圖3）

4.1結構模型

采用PKPM的SATWE軟件進行結構中震彈性計算。

4.2抗震設計計算主要數據結果

采用振型分解總剛計算法，計算主要結果數據如表3。

最大位移和最大層間位移角主要是用來確保結構應具備的剛度，避免產生過大的位移而影響結構的承載力、穩定性和使用要求。最大層間位移角都小于1/550，抗震變形驗算滿足規范要求，結構處于彈性狀態（表4）。

5 結語

通過以上論述，可以得出結論：采用自定義地震曲線包絡SI2反應譜的中震彈性設計，同時包絡了SI2（相當的地面加速度）校核，無需再另外進行SL2校核。

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

參考文獻：

[1]GB50011（2016），建筑抗震設計規范[s].

[2]GB50267 - 97，核電廠抗震設計規范[s].

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