对核电站工程抗震设防的十二条建议
对现行核电站抗震设计规范中若干问题的讨论与建议
对现行核电站抗震设计规范中若干问题的讨论与建议钱国桢1孙宗光2倪一清3（1. 原杭州市抗震办公室，杭州310016；2. 大连海事大学，大连116026；3. 香港理工大学，香港）提要：基于公开文献，对我国现行的核电站抗震设计规范中的若干问题进行了讨论。
指出现行规范在安全标准、解耦准则、概念设计等方面的不足。
我国现行的核电站抗震设计规范落后于实际建设需要，重新修订我国核电站抗震设计规范应该是当务之急。
就多道设防、变位与位移限值、地下结构的计算模型、土体斜坡的地震抗滑移安全系数、减振隔振、健康监测、抗震性能设计等方面，对修订规范提出了若干具体建议。
特别强调了对核电站抗震概念设计的重要性，同时要加大有关核电站抗震基本理论与应用技术研究、计算软件开发的力度。
关键词：核电站，抗震设计规范，概念设计，建议Discussions and Suggestions about the Code for SeismicDesign of Nuclear Power PlantsQian Guozhen1Sun Zongguang2Ni Yiqing3(1. The Hangzhou anti-seismic office, Hangzhou 310016; 2. Dalian maritime university, Dalian 116026;3. The Hong Kong polytechnic university, Hong Kong)Abstract：Based on public literature, some problems in the current standard of aseismatic design of nuclear power plants in China are discussed. Some defects of current standard in safety standards, decoupling criteria, concept design and so on are pointed out. China's current standard of nuclear power plant aseismatic design fall behind the actual construction need. It is urgent for us to revise the standard of aseismatic design for nuclear power plant. Some specific suggestions for standard revising are put forward including multi-channel fortification, vibration reduction and isolation, health monitoring, seismic performance design and so on.The importance of concept aseismatic design for nuclear power plants is specially emphasized. Also, it should be given more attention and effort on the basic theory, applying technology and computer software about earthquake resistant of nuclear power plant.Keywords：Nuclear Power Plant, Code for seismic design, Concept design, Suggestions.1. 引言自日本福岛第一核电厂由于地震而造成核泄漏事故以来，人们普遍对核电站的抗震安全产生了怀疑。
核电厂建筑隔震的一般规定
核电厂建筑隔震的一般规定1、本章规定了对抗震安全性和使用功能有专门要求的核电厂建筑基底隔震设计方法，适用于采用隔震支座实现基底隔震的核电厂建筑。
除本章特殊规定之外，核电厂建筑隔震设计及隔震支座尚应符合本标准的相关规定。
2、核电厂隔震建筑的基本设防目标为：当遭受运行安全地震动影响时，需停堆进行安全检查，在确认核电厂保持安全功能的前提下可恢复正常运行。
当遭受极限安全地震动影响时，应能确保反应堆安全停堆并维持安全停堆状态，且放射性物质外逸不应超过国家限值。
3、采用基底隔震技术的核电厂建筑，应满足核电厂的整体安全要求。
确定隔震设计方案时，应与抗震结构的方案进行对比分析。
隔震支座及其附属结构物的设计，要求不应低于上部结构的设计要求。
4、隔震层应根据预期竖向承载力和地震响应控制要求，选择适当的隔震支座、阻尼装置、抗风装置及其他装置。
隔震支座产品性能参数应由试验确定，并应考虑使用环境对其性能的影响。
隔震支座应进行竖向承载力验算和极限安全地震动、运行安全地震动作用下水平位移的验算。
5、核电厂基底隔震工程主要适用于岩石和硬土场地，对于软弱土场地，应做专门研究。
6、隔震设计文件应注明对隔震支座的性能要求。
安装前应根据设计要求由第三方对工程中采用的各种类型和规格的原型部件进行全部检测，检测的合格率应为100％。
7、核电厂隔震建筑应设置地震监测与报警系统。
8、穿越隔震层的连接管线，应采用柔性连接或其他有效措施，其预留的水平变形量不应小于隔震层在极限安全地震动下的水平位移。
9、采用基底隔震的核电厂建筑设计除应符合本标准规定外，尚应符合现行国家标准《核电厂抗震设计规范》GB 50267的相关规定。
建设局工程抗震设防管理制度
建设局工程抗震设防管理制度一、背景和意义地震是一种灾难性的自然现象，对于工程建设而言，抗震设防是非常重要的。
建设局作为地方政府的直属部门，应当制定和执行一套科学、规范的工程抗震设防管理制度，以确保所有工程项目都能够在地震发生时保持安全稳定的状态，减少人员伤亡和财产损失，提升抗震能力，保障社会稳定。
二、管理目标1.制定和实施科学、规范的抗震设防标准和规范，确保工程项目符合国家和地方相关的抗震要求；2.加强对工程项目抗震设防的监督和检查，发现和纠正问题，降低工程施工中的安全风险；3.提升工程抗震技术和管理水平，不断提高抗震设防能力；4.加强与相关部门和专家的沟通合作，共同推动地震科学和抗震设防技术的发展。
三、制度内容1.抗震设防标准和规范制定建设局应制定自适应于当地地震活动特点的工程抗震设防标准和规范，包括但不限于结构设计、建材选取、施工工艺和监控措施等方面。
2.工程抗震设防审核和批准建设局应设立专门的工程抗震设防审核和批准机构，负责对各类工程项目的抗震设计文件进行审核和批准，确保其符合相关的抗震要求。
3.工程抗震监督检查建设局应组织定期的抗震设防监督检查，对已经批准施工的工程项目进行现场检查，发现问题及时整改，确保抗震设防符合要求。
同时，也可通过委托第三方检测机构对工程项目进行技术评估和监测。
4.工程抗震技术培训和推广建设局应加强工程抗震技术培训和推广工作，组织开展抗震专业知识和技能培训班，提升工程师和监理人员的抗震技术水平，推广新技术、新材料和新方法。
5.与相关部门和专家的合作建设局应建立与地震学研究机构、抗震设防专家和工程施工单位的密切合作机制，共同研究抗震设防技术和经验，开展科学实验和技术交流，推动抗震设防管理的不断优化和完善。
四、实施步骤1.调研和立项建设局应对本地区的抗震设防管理情况进行调研，了解存在的问题和需求，形成项目立项报告。
2.制定制度草案建设局应聘请专业人员编制关于工程抗震设防管理制度的详细方案，包括各项内容的具体规定和细则。
抗震设防等级与施工措施要求
抗震设防等级与施工措施要求地震是一种毁灭性的自然灾害，可以造成人员伤亡和财产损失。
为了保护人们的生命和财产安全，抗震设防成为了非常重要的工程要求。
抗震设防等级和施工措施是建筑行业中关注的热点问题。
本文将探讨抗震设防等级的划分以及相应的施工措施要求。
首先，抗震设防等级是根据地震活动性和建筑物的重要性来决定的。
一般来说，抗震设防等级可以分为几个级别。
例如，一级抗震设防等级适用于重要的基础设施，如核电站、大型水库等。
这些建筑物必须具备极高的抗震能力，能够在地震中保持结构的完整性和稳定性。
二级抗震设防等级适用于一般的工业和民用建筑物，如厂房、商业建筑等。
这些建筑物需要具备中等的抗震能力，以保护人们的生命安全。
三级抗震设防等级适用于较小规模的建筑物，如住宅楼、小型商铺等。
这些建筑物需要具备一定的抗震能力，但可以适度降低设计标准。
不同的抗震设防等级对于施工措施的要求也有所不同。
对于一级抗震设防等级的建筑物，施工措施要求非常严格。
首先，建筑物的结构必须采用可靠的材料，如高强度混凝土和钢材。
其次，结构的设计必须考虑到地震对建筑物的作用，采用适当的抗震构造形式，如剪力墙和框架结构。
此外，建筑物需要采取一系列的抗震措施，如加固地基、设置防震支撑器等。
所有这些措施都需要由专业的工程师进行设计和监督，以确保建筑物在地震中具备足够的抗震能力。
对于二级抗震设防等级的建筑物，施工措施要求也比较严格。
建筑物的结构材料需要具备一定的强度和韧性，以抵挡地震的破坏力。
同时，结构设计需要考虑到地震的影响，采用一定的抗震构造形式。
此外，建筑物还需要采取一些简单的抗震措施，如加固柱子、设置抗震支座等。
这些措施能够增加建筑物的抗震能力，保护人们的生命安全。
对于三级抗震设防等级的建筑物，施工措施相对较为简单。
建筑物的结构设计需要考虑到一定的地震力，采用合理的结构形式。
此外，建筑物还需要进行一些基础设施的加固，以增加整体的稳定性。
虽然这些措施相对较为简单，但仍然需要专业工程师的设计和监督，以确保建筑物的安全性。
核电厂抗震设计规范
核电厂抗震设计规范
核电厂抗震设计规范是指为了确保核电厂在地震发生时能
够安全运行而制定的技术规范。
以下是一些常见的核电厂
抗震设计规范：
1. 地震烈度等级：根据该地区的地震历史和地质条件，确
定核电厂所在地的地震烈度等级。
2. 设计基准地震动参数：确定核电厂在地震发生时所受到
的最大地震力，并确定其频谱特征，如加速度、速度和位
移等。
3. 地震动输入：根据设计基准地震动参数，模拟核电厂结
构在地震发生时所受到的地震动，用于进行结构响应分析。
4. 结构抗震设计：根据核电厂的特点和抗震要求，设计和
计算核电厂的结构，包括建筑物的基础、主体结构和设备
支撑系统。
5. 设备和管道设计：确保核电厂的设备和管道在地震发生
时能够正常工作，采取一些措施，如加强设备和管道的支
撑和固定。
6. 防洪设施设计：考虑到地震可能引发水灾，核电厂需要
设计防洪设施，确保设备和核材料能够安全。
7. 消防和安全设备：核电厂需要设计合适的消防和安全设备，以应对地震发生时可能出现的火灾、泄漏和其他危险。
8. 安全措施和应急预案：核电厂需要制定详细的安全措施
和应急预案，确保在地震发生时能够及时采取行动并保护
人员和环境安全。
以上是一些常见的核电厂抗震设计规范，具体要根据不同国家和地区的法规和标准进行设计。
核电厂建筑物抗震设计
核电厂建筑物抗震设计
1、建筑物应根据其对核安全的重要性进行核安全分析，其抗震设计应符合下列规定：
（1）当建筑物损坏或丧失功能后不会危及核电厂Ⅰ、Ⅱ类核安全物项时，应按非核用途的常规建筑物进行抗震设计。
（2）当建筑物发生破坏、坠落、移位或任何其他的空间反应，会危及核电厂Ⅰ类或Ⅱ类物项功能时，除应按非核用途的常规建筑物进行抗震设计外，尚应保证建筑物在Ⅰ类或Ⅱ类物项对应的基准地震动作用下不会倒塌或不会丧失功能。
2、常规岛建筑物抗震设计除应符合本规范的规定外，尚应符合现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 5022
3、《建筑抗震设计规范》GB 50011、《构筑物抗震设计规范》GB 50191和《电力设施抗震设计规范》GB 50260的有关规定。
3、常规岛抗震设防烈度及其厂址地震动参数，应按批准的地震安全性评价报告确定。
4、抗震设防烈度为6度及以上地区的常规岛建构筑物，应进行抗震设计。
抗震设防类别的划分应符合下列规定：
（1）汽轮发电机厂房、汽轮发电机基座、屋内配电装置楼、开关站控制楼和氢气站等，应划分为重点设防类建筑。
（2）除本条第1款以外的其他生产与辅助建筑，应划分为标准设防类建筑。
5、厂房结构布置应与工艺专业统一规划，宜选用抗震性能好且经济合理的结构体系。
不规则建筑抗震设计应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 500 11的有关规定。
6、当汽轮发电机厂房采用抗震性能化设计时，应对选定的抗震性能目标进行技术和经济可行性综合分析论证。
选定的性能目标不应低于现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011中规定的基本抗震设防目标。
工程抗震设防指导意见
工程抗震设防指导意见随着我国同全球经济的快速发展，建筑工程成为了我国不可或缺的一部分。
然而，由于自然灾害的频繁发生，特别是地震，工程抗震设防问题也愈发凸显。
为了保证工程建筑的质量和安全，国家出台了工程抗震设防指导意见，下面将从几个方面进行介绍。
一、抗震设防的基本原则在制定工程抗震设防方案时，需遵循以下基本原则：1、坚持以人为本的原则，把人员伤亡降到最低；2、建筑物在抗震设防时，应以土壤的承重能力为依据，结构形式应合理设计；3、把结构的整体稳定性作为抗震设计的基础；4、在抗震设计时，应考虑结构整体的性能而非单个构件的性能。
二、抗震设计的技术指标为了达到抗震设防的要求，需要制定一些技术指标。
主要包括以下几点：1、设计地震力要素，包括设计基本震动周期、设计基本加速度、设计地震分组、约束系数等；2、规定建筑抗震设防烈度，包括区域抗震烈度、场地分类、场地基本加速度、设计加速度反应谱等；3、规定建筑物的抗震性能要求，包括结构抗震等级、地震能量消耗能力、转换剪力系数、位移限值等。
三、结构抗震措施在设计中，需要采取一些措施来提高结构的抗震性能。
主要有以下几点：1、选取适当的支撑结构，在结构形式上尽可能减少承载体积，优化结构系统形态；2、合理配置构件的强度和刚度，充分发挥材料的性能和构件的优势；3、通过使用中国特色结构如预应力混凝土结构，增强结构的抗震性；4、使用钢筋混凝土牛腿墙、抗震支撑、锚固铁索等有针对性的结构抗震措施；5、提高结构的耐久性，延长建筑使用寿命。
四、建筑材料和结构的考虑在建筑材料方面，需要使用高质量的水泥、钢筋、夯土等建筑材料。
而在建筑结构方面，需要注意以下几点：1、针对不同的地域和场地，开展抗震、抗震、振动试验等相应的实验，在不断完善中提升建设质量；2、可不断添加各种材料，如金属、塑料等，增强结构的抗震性。
三、加强监督和检查由于工程抗震设计是一项重要的任务，需要加强监督和检查工作，确保抗震设计实施到位。
福岛核事故后对我国核电厂应急控制中心抗震设防的思考
第31卷第4期(总第184期)辐射防护通讯2011年8月#管理与决策#福岛核事故后对我国核电厂应急控制中心抗震设防的思考¹付强(环境保护部核安全管理司,北京,100035)陈晓秋岳会国潘蓉(环境保护部核与辐射安全中心,北京,100082)摘要结合福岛核事故后对我国核电厂进行的核安全检查,分析了我国核安全法规关于核电厂应急控制中心的要求以及福岛核事故的经验教训,提出目前我国核电厂应急控制中心采用民用抗震设防标准进行抗震设防,无法保证在由地震引发的应急事故工况下应急控制中心的功能,应该适当提高其抗震设防级别。
关键词:福岛核事故应急控制中心抗震设防中图分类号:TM623.1文献标识码:A文章编号:1004-6356(2011)04-0013-031引言日本3.11大地震引发福岛核电厂发生核事故受到世界的广泛关注,福岛核事故的基本过程是日本东部海域大地震之后的海啸造成应急柴油机失效,电站全场丧失电力,停堆后的堆芯余热不能有效导出,引发堆芯融熔,进一步导致大规模放射性物质释放。
在整个事故应急过程中,应急响应中心(我国称应急控制中心)发挥了至关重要的作用,应急指挥和救援工作主要是在福岛核电厂场内的应急响应中心完成的。
因此,应急响应中心在应急状况下发挥的作用作为福岛核事故的重要经验反馈之一受到重视,同时也是我国在福岛事故后进行核安全检查重点关注的问题之一。
本文结合核安全检查以及我国现行核安全法规要求和福岛核事故经验教训分析,对我国核电厂应急控制中心的抗震设防问题进行了探讨,其目的是充分汲取日本福岛核事故的经验和教训,使我国核电建设健康发展。
2我国现行核安全法规中的相关要求福岛核事故之后,国务院组织检查组对我国运行核电厂和在建核电厂进行了全面的核安全检查。
按照国务院的要求,要/全面审查在建核电站。
要用最先进的标准对所有在建核电站进行安全评估,存在隐患的要坚决整改,不符合安全标准的要立即停止建设。
0为此,有必要了解我国现行核安全法规对于核动力厂应急控制中心的要求。
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对核电站工程抗震设防的十二条建议
在东日本大地震后，造成福岛第一核电厂的事故以来，人们普遍对核电站的抗震安全性产生了怀疑。
我认为人类认识自然的历史过程总是曲折的，和平利用核能的方向不能动摇，人类的任何工业发展活动对环境都会有影响。
核电站相对火电站来说还是一种更清洁的能源，只要保证了它的安全性、可靠性，那么它不但比火电站运行成本低得多（其燃料运输量只有火电站的数千分子一），而且泄露的放射性物质也不会高于火电站（因为在不少燃煤中也存在放射性物质），更不要说其他污染方面吧，当然设计都应保证在容许范围之内。
因此关键是如何保证它的安全性与可靠性。
现在第四代高温气冷石墨球床反应堆，可以说在工艺本身的安全方面已经到了比较完满的地步，不过它在工艺和设备方面有没有考虑地震作用尚不知道。
总之，技术进步与完善是没有止境的，很多方面常常来源于事故的教训。
人类建造核电站的历史还仅仅只有50多年，其中发生过三次大事故，即1) 1979年3月28日凌晨发生在美国宾夕法尼亚州萨斯奎哈纳河三里岛核电站的一次部分堆芯融毁事故； 2)1986年4月25日凌晨发生在原苏联的切尔诺贝利核电站的反应堆爆炸事故；3）今年3月11日的东日本大地震和海啸造成福岛第一核电厂的应急供电系统遭到海啸袭击损毁，而造成冷却系统失效，进而导致大面积的核泄漏的事故。
从有关资料中可以知道，这些事故其主观原因可归纳为设计不周（包括对自然灾害的考虑不足、方案较陈旧等）、
管理不善、操作失误、对紧急事件的处理能力不足等等几方面。
如切尔诺贝利核电站事故导火线是操作失误，但是其设计方案的落后，没有安全壳，其中压力管式石墨慢化沸水反应堆的设计缺陷，尤其是控制棒的设计问题才是导致事故的根本原因；再如美国三里岛核电站事故的直接原因也是设备机械故障和运行人员的操作错误，当然深层次的原因，也是上述的几方面。
但是，此事故没有对公共安全和经济方面造成严重损害，主要是安全壳发挥了重要作用，这说明了安全壳作为核电站最后一道安全防线的重要作用；还有今年3月11日福岛第一核电厂的事故，当然导火线是地震与海啸，但是如果设计上再考虑周到一些，也许会大大减少其后患，如它的热能利用是采用一回路的老式沸水堆方案，这样在供汽轮机发电的高压蒸汽中就带有放射性；它的备用电源单一；土建设施考虑预防自然灾害能力偏低（如地震与海啸）；可能对工艺与设备设计中没有考虑地震作用产生的动力效应，如此等等。
从这里知道，如果我们以后的核电站能够吸取以往的教训，进一步完善设计（除了采用更先进的工艺外，应该考虑更多方面的不利因素影响）、完善管理监督体系、完善灾害产生后的应急体系等等，这样核电站完全能够做到十分安全的。
以下仅仅从我自己的专业出发，对此就技术和管理两方面提出十二点建议，仅供有关方面参考，其中错误希望得到有关专家不吝指正：
一）抗震技术方面的建议：
1）考虑到以往工程的抗震设防主要是侧重于建筑结构。
对工艺设备设计安装，很少考虑地震响应的影响。
比如对在核电站的设计反应堆
中就存在多处容易受地震影响的地方：其一，是悬臂的或悬挂构件（如经常需要上下移动的控制棒），在地震激发下它们可能成为一个局部的高频区，很容易被震坏、移位或者变形，造成控制棒无法插入，这样就会失去对反应堆的调控能力；其二，因为核反应堆堆芯需要处于微超临界状态，才能控制反应堆的温度，这种微超临界状态控制是和核燃料棒的质量、几何形状有关，如果地震作用改变了它们的有序排列，造成核燃料无序堆积，就会破坏这种微超临界状态，其后果是较难预测的。
；其三，因为所有管道的连接和支座处是刚度突变的地方，而且在地震时管道两端常常不会同步振动，因此很容易产生应力集中而发生破坏；其四是所有焊缝连接处，因为焊缝附近的主体金属材料受焊接高温影响，而改变性能，抗震能力一般都不如构件本身，一旦焊缝附近金属材料破坏，设备就会解体。
我们怀疑日本福岛第一核电站的事故，不完全是冷却系统失效造成，很可能是反应堆中某些构件与连接在大地震中出了问题，据报导其附近的海水放射性污染程度还在增加，后果到现在都无法估计。
为此我们建议有必要以后对反应堆的工艺、设备、每一个构件与连接都必须进行抗震设计（即把地震时的响应作为一种设计工况）。
2）建议把新建的核电站的主要设施都安置在地下建筑中。
这样做有很多好处：其一，因为地面上的建筑对地震作用都有放大作用，而地下建筑受地震影响相对较小；其二，一旦出事故产生核泄漏，就比较容易隔离；其三容易隐蔽，一旦发生战争不易成为攻击目标：其四，在相同壁厚时，具有更大的防护能力。
而且根据我国目前的地下建筑
施工设计能力，要设计建造一个几万平米大的，十多米深度的地下室不是一件难事。
如果单跨30米左右的地下工程，深度再深也是可行的。
当然会增加一些造价，但是比起事故处理的花费，也许不到其零头。
3）建议把新建的核电站做成地下双层结构。
即将地下承受土压力和地下水压力的衬砌结构，与核电站结构分离。
这样做的好处是：其一增加了一道保险；其二便于检查，特别对基底情况的检查；其三是一旦产生事故比较容易加固或者封堆处理，避免产生像切尔诺贝利核电站事故后对底部封堆时化了很多生命和物质的代价；其四便于采取减震措施。
4）建议将核电站的主要设备，尽可能全部放在同一块混凝土厚板上。
这样做不但可使所有设备在地震时同步振动，不易使连接管道产生相对位移而破坏，而且还可以减少地震响应和绝对位移。
5）建议在地下双层结构的两层底板间设置隔振垫，在两层侧壁间设置阻尼器。
我国的隔振建筑已经建造了上万栋，在杭州市也建造了四栋，隔振垫寿命一般可到50年左右，技术上是成熟的。
采用隔振垫后地震响应可以减少一半以上，如果再采用阻尼器来吸收未隔除的地震能，这样对核电站厂房来说，大地震对它的影响将能够减少到可以容许的水平。
6）建议核安全壳不宜采用高强度钢筋施力的预应力混凝土（这是现在常用的结构方案）。
因为在出事故安全壳过热时，存在温度梯度，预应力钢筋内侧的混凝土比预应力钢筋温度高得多，所以这时预应力
钢筋的应力就会增加，到一定限值就会屈服而失去承载力，这时就会造成安全壳的突然破裂。
因此建议采用一般钢筋混凝土，或者采用添加膨胀剂的自应力混凝土，相对较安全。
而且考虑混凝土外壳主要用于屏蔽，所以强度等级不宜过高，因为弹性模量越高温度应力越大，而且可能会减少破坏的延时过程。
也可以在混凝土壳外再包裹一层钢板壳，这样就更安全了。
二）抗震管理方面的建议：
1）应该完善核电站的工艺与设备设计规范，其中应该增加相应的抗震计算和抗震措施内容。
2）应该立法规定对核电站工程除以往的常规审查外，还应组织有关专家委员会进行抗震技术论证（对超限高层建筑工程的抗震专题审查早在全国实施），以及对此举行由当地省级人大、政协组织的听证会。
3）应该立法规定核电站工程的建设和运行必须实施第三方鉴定与监督，不能搞同系统的老子监督儿子，以增加严密性、公正性与透明度。
4）核电站工程选址必须考虑抗震安全。
不能建在地震不利地段，包括有活动断层、滑坡、液化、淤泥等地质不稳定区域，以及容易受海啸影响的海拔高度较低的海边。
选址过程应该有地震、抗震专家参与，并且必须经过有关专家委员会的抗震技术论证。
5）所有核电站在制定的各种事故预案中，应该包括抗震设防内容，以及应该规定定期进行检查与演习。
6）对已建成和在建核电站的安全检查，应该包括对建筑、工艺和设备本身的抗震能力、抗震措施方面的内容。
并且必须及时进行抗震加
固或者采取减震处理，或者增加多道设防。
建议人銭国桢于杭州市 2011-4-18。