[发明专利]一种针对核电厂冷却塔倒塌的地面减振方法

说明书

本发明属于核设施结构减振领域，具体涉及一种针对核电厂冷却塔倒塌的地面减振方法，用于核电厂厂区规划时确定反应堆的安全壳所在的核岛区、冷却塔所在的非核岛区之间的覆土层的厚度和范围，包括如下步骤：S1，计算由所述非核岛区内的所述冷却塔倒塌引起的所述核岛区内的关注点的地面振动数值；S2，计算所述覆土层的厚度和范围；S3，在所述冷却塔周围地基上覆盖计算得到的厚度的所述覆土层。该方法能够有效减小因为冷却塔倒塌造成的地面振动对核岛区的影响，确保核岛区的安全，具有方法经济、维护费用少、实施简单、可行性强的优点。

技术领域

本发明属于核设施结构减振领域，具体涉及一种针对核电厂冷却塔倒塌的地面减振方法。

背景技术

在内陆地区建造核电厂时，因工艺要求，需要同时建造冷却塔。从经济因素和厂区面积受限两方面考虑，相比建造数量较多的小型冷却塔而言，建造数量较少的大型冷却塔是合理的选择。我国目前处于研究的桃花江、彭泽等核电厂中，冷却塔均采用高200-215米左右、总重87500-174000吨左右的一个或若干个大型冷却塔方案。

如此大型的冷却塔出现在内陆核电厂中是过去没有的。一个后果是，需要关注偶然荷载作用下冷却塔倒塌引起的次生灾害。考虑的偶然荷载包括显著高于设防烈度的地震、飞机撞击、强风等。次生灾害包括地面振动、碎片冲击等。这些次生灾害可能会影响核岛内核设施的安全运行。可见，有必要发展地面振动的减振技术。

发明内容

本发明提出采用覆土层的减振技术。这种技术与地震工程中的抗震或减震技术不同。在地震工程中，震动源来自地下。为达到抗震或减震目的，厂区应尽可能全部位于岩石或硬土区域。而在针对结构倒塌致地面振动的覆土层减振技术中，振动源来自结构解体后的碎片与地面的撞击而产生的地表振动和地表波的传播。考虑到块体撞击软土所激发和传播的振动，均显著弱于硬土或岩石的情况，故强调地面振动区域应采用软弱覆土。由于内陆核电厂一般选址位于大河或大湖岸边，地势较低。为防汛要求，施工时一般需要大量填土以抬高地势，故采用覆土减振技术的方案具有可行性强、费用低的优点，并且可以根据减振目标，精确地确定解决方案。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种针对核电厂冷却塔倒塌的地面减振方法，用于核电厂厂区规划时确定反应堆的安全壳所在的核岛区、冷却塔所在的非核岛区之间的覆土层的厚度和范围，包括如下步骤：

(S1)计算由所述非核岛区内的所述冷却塔倒塌引起的所述核岛区内的关注点的地面振动数值；

(S2)计算所述覆土层的厚度和范围；

(S3)在所述冷却塔周围地基上覆盖计算得到的厚度的所述覆土层。

在步骤(S1)中，当所述冷却塔高度为200-215米、重量为87500-174000吨、且所述冷却塔的地面中心点距离所述核岛区的所述关注点200-500米时，使用如下公式计算所述地面振动数值：

其中，

a_max为地面振动加速度峰值；

R为所述关注点与所述冷却塔的地面中心点的距离；

v_S为所述核电厂计算厂区的地基的剪切波速；

k、m和n为曲面形状参数；

μ为覆土深度修正系数；

e为自然常数；

为荷载修正系数。

进一步，在步骤(S1)中计算所述地面振动数值之前还包括在所述核电厂厂区规划时，在岩石或硬土上划定所述核岛区。