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1、核电厂外部灾害对布置的影响分析作者：何炜亭徐城杰周媛霞来源：科技创新导报2013年第31期何炜亭1徐城杰2周媛霞3(1.深圳中广核工程设计有限公司 广东深圳518000； 2.深圳中广核工程设计有限公司 广东深圳 518000；3.深圳中广核工程设计有限公司广东深圳518000)摘要：外部灾害对核电厂安全造成影响，核电厂总体布置阶段需要充分考虑外部灾害的影 响，以保证电站的安全运行。本文重点论述核电厂总体布置设计中需要考虑的外部灾害及影响 分析评估方法。关键词：外部灾害总体布置中图分类号:TM623文献标识码：A文章编号：1674-098X(2013)11(a)-0237-02Analysis
2、 of impact on general arrangement from external hazards on nuclear power plantHE Wei-ting1、 XU Cheng-jie2、 ZHOU Yuan-xia3(1.China Nuclear Power Designing Company, Shenzhen 518000 ,China 2. China Nuclear Power Designing Company, Shenzhen 518000 ,China 3. China Nuclear Power Designing Company, Shenzhe
3、n 518000 ,China )Abstract:External hazards could potentially affect plant safety. The hazards must be considered during the general arrangement design.This article mainly describe the kinds of external hazards need to be considered and the methods of analysis during the general arrangement on nuclea
4、r power plant.Key words:external hazards, general arrangement1概述外部灾害对核电厂安全造成影响，核电厂外部灾害的特征和影响严重性与厂址特性直接相 关，在核电厂设计当中需要充分考虑外部灾害的影响。在核电厂标准设计中不需要考虑所有的 灾害，如外部洪水、干旱、冰冻、腐蚀性及可燃气体等外部灾害，但在特定厂址中考虑上述灾 害，具体需要根据厂址情况确定设计基准。通常情况下，核电厂在总体设计阶段需要考虑的外 部灾害包括有：地震、飞机撞击、外部爆炸、外部洪水、极端气象条件(温度，风，雨等)， 目前国内核电厂总体布置设计中缺乏对于灾害防护系统性的研究
5、。核电厂外部灾害分析与核电 厂总体布置设计密切相关。12核电厂外部灾害防护原则核电厂设计外部基准灾害防护需要与其他事件一样遵守放射性释放准则，不能导致堆芯融 化。设计中通过限制灾害影响、灾害分析等方法来避免设备实效及影响电厂安全运行。同时，在外部灾害分析中，需要充分考虑事件的叠加影响，尤其是外部灾害自然灾害的组 合。通过对外部灾害的影响分析，可以指导核电厂厂房总体布置设计，优化功能区域划分。3核电厂外部灾害影响分析3.1地震影响分析地震作为一个自然的外部危害，在核电厂设计当中必须予以考虑。地震防护的目的是确保 使电厂返回和维持安全停堆状态的安全功能不受影响。因此对于核电厂安全级的机械设备，电
6、气系统和土建结构必须进行抗震分级。在核电厂建设初期，需要对现场进行勘测，尤其是勘测核岛筏基下面的基岩结构并得到基 岩的动态参数。对于后续的结构和设备分析，地震相关参数（频谱和土壤特性）在安全停堆中 需要充分考虑2。对于现场安全分级的厂房，则需要通过包络反应谱设计实现。在核电厂设计中，通过对比构筑物及设备设计中的地震载荷和地震位移与相应的规范进行 比较，从而达到验证的目的。另外，也可以通过抗震试验和现场测量等方法对构筑物和设备设 计进行验证。3.2飞机撞击影响分析飞机撞击是属于人类活动的外部危害。它必须在核电站设计中进行考虑。在飞机撞击事故 中，目标是确保需要限制放射性后果不受不可接受影响的系统
7、和设备的安全功能。考虑飞机撞击过程中，通常需要考虑：轻型飞机、军用飞机和大型商务飞机。在设计防飞 机撞击过程中，通常通过增加防护措施、安全系列分区布置等形式加以防护。例如，在EPR设 计当中，通过增加APC防飞机撞击壳，同时对厂房屋内备用系统进行局部保护，如安全厂房分 区2和3系列提供一个飞机撞击防护的外壳，而安全厂房分区1和4系列没有APC壳的防护， 因为当飞机撞击时，安全厂房1和4系列由于布置分区隔离，不会因飞机撞击同时失效4。同时，在厂房布置时需要考虑物理隔离来避免飞机撞击产生的二次飞摄物影响。主厂房群 外的构筑物需要考虑最少40m的隔离距离，对于地下设施（如埋管等）需要考虑最少13 m
8、的隔 离距离。3.3外部爆炸影响分析工业设备和运输路线可能对电厂造成外部爆炸的影响，通常分为移动危险源和固定危险源。 外部爆炸设计应不影响反应堆停堆和余热移出功能、乏燃料储存、放射性包容等功能。外部爆 炸分析所使用载荷按照技术导则，根据标准的荷载一时间函数，其事故最大超压100 mba、持 续期300 ms。对于水平的混凝土墙体及楼板设计时需要按照下式考虑，评估混凝土墙体及楼板设计是否 满足要求：静态压力（Pj）=最大超压X动态倍增系数X塑性因子在上式中，对于墙体，考虑墙壁的反射效应，最大超压取事故超压得2倍。对于地面和屋 顶，如果是高层平面墙体建筑物需要考虑简单的反射效应，最大超压取事故超压
9、得1.5倍；如 果是高层圆形和圆柱形墙壁建筑物、或者周围无高层建筑物，则地面和屋顶不需要考虑反射效 应，最大超压取等于事故超压。动态倍增系数一般情况下取2；塑性因子一般情况取0.7。对于固定危险源的评估，将采用公式对上述两种典型的固定危险源进行评估，以评估固定 危险源的安全距离3。r ir其中：Rip:距离爆炸现场的距离，单位为mW:TNT的质量或TNT等效的爆炸物的质量，单位为kg。安全距离的计算中，TNT的等效值取气体爆炸物的2.4倍。3.4外部洪水影响分析对于和电场外部洪水的防护，需要满足维持主系统完整性、反应堆停堆及余热导出、限制 可能的放射性物质释放在合理可行尽量低的水平。通常情况下
10、，核电厂设计中，外部洪水防护 通过合理布置、设计防护装置、合适的排水管网等保证。对于设计基准洪水水位按照下式计算 得出：设计基准洪水最高水位=最大风暴潮高水位+10%概率最大天文潮高水位+核电厂寿期内的水 位变化。其中，核电厂寿期内的水位变化通常考虑65年设计（考虑退役时间），充分考虑地球温室 效应造成的海平面上升等因素。在布置设计中，厂房平台标高设计需要考虑设计基准洪水最高水位加安全裕量。安全级设 备标高布置时必须高于设计基准洪水最高水位。3.5龙卷风影响分析对于龙卷风，需要考虑107年出现的最大风速考虑。龙卷风产生的动载按照下式计算，对于布置在室外的设备及管道，需要考虑风载影响:虻pM斓。
11、甫燧艇 pm对于龙卷风的飞射物，一般考虑沿地面推进的重型飞射物和来自任何高度和方向的轻型飞 射物（表1）。111RMIMH物It疝jihinm4结语1）外部灾害与核电厂总体布置密切相关，在核电厂总体布置阶段需要充分考虑外部灾害的 影响。本文通过经验的积累，系统的论述了核电厂外部灾害对总体布置得影响。2）在设计中需要充分考虑外部灾害的叠加影响，考虑最恶劣的工况组合。3）外部灾害的防护需要满足核电厂停堆、余热排出、放射性包容的要求。参考文献1 RCCP-1988,法国900mwe压水堆核电站系统设计和建造规则S.2 HAD101-01,核电厂厂址选择中的地震问题S.3 HAD101-04,核电厂厂址选择中的外部人为事件S.4 台山核电厂1、2号机组初步安全分析报告第三章.
核电厂外部灾害对布置的影响分析
