[发明专利]一种核电厂抵御商用大飞机撞击的简化防护方法及系统

说明书

本发明涉及一种核电厂抵御商用大飞机撞击的简化防护方法及系统，该方法针对反应堆厂房设置抗撞击结构进行防护，针对乏燃料池和主控制室邻近撞击方向一侧的本体结构进行抗撞设计，同时，将两列冗余的专设安全厂房及其功能支持厂房构筑物相对于所述抗撞击结构进行充分物理隔离布置。本发明实现了对大飞机撞击产生的四种效应(即整体稳定性、局部穿透效应、振动效应和火灾效应)的全面防护，并平衡经济性和厂址适应性，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于核电厂的外部事件防护设计技术，具体为一种核电厂抵御商用大飞机撞击的简化防护方法及系统。

背景技术

美国911事件后国际上关注商用大飞机袭击包括核电厂在内的国家关键设施的可能。各国对新核电厂申请者也有相关要求，包括美国联邦法规10CFR50、西欧核监管会WENRA的要求等。国内核安全法规HAF102也明确要求核动力厂设计时考虑商用大飞机的恶意袭击的可能，通过评价以证明设计可以维持反应堆堆芯的冷却或安全壳的完好，以及乏燃料的冷却或乏燃料水池的完整性。

目前国内外的第三代压水堆核电技术大多有各自的商用大飞机撞击防护方案，通常直接采用加强结构和安全系统冗余设计叠加地理隔离的措施。然而，根据核安全相关的法规导则要求，商用大飞机撞击核电厂产生的效应，除了对受撞击的厂房构筑物产生整体稳定性破坏和局部穿透效应外，还会通过与受撞击位置相连而未被破坏的部分产生振动影响、以及通过开门开洞造成燃油火灾蔓延，而振动和燃油这两种效应对物理损坏区域之外的更多安全相关机械设备(工艺系统、机械部件等)、电气设备(电缆、电气仪控机柜等)造成损坏，从而大大增加该类事件的影响范围，造成更多的安全系统失效以及相关电气设备、控制系统的丧失，使得核电厂无法维持堆芯冷却或安全壳完好，无法满足法规导则中要求的验收准则。

例如中国专利申请201820428160.X公开了一种核电厂抗飞机撞击结构，该结构在厂房的上部设置弧形结构墙体，并在弧形结构墙体上部设置弧形屋面，弧形结构墙体从厂房的楼板处开始设置并向厂房顶部延伸，弧形结构墙体与厂房的外墙和上部的弧形屋面均采用固结的连接方式。该结构在飞机撞击弧形结构墙体或弧形屋面后，弧形结构能够使机身发生转动，由开始的向下倾斜撞击弧形结构转变为向上倾斜飞离弧形结构，从而降低飞机对结构的撞击能量。该结构由于弧形墙体、弧形屋面与厂房都是固结在一起的，没有考虑飞机撞击产生的振动效应及燃油火灾，易造成厂房内部设备损坏或功能失效。

另一方面，目前一些堆型防大飞机方案中的地理隔离囿于形式，仅仅做到了常规要求的实体隔离，而没有考虑到地理隔离的充分性，及冗余布置的间距应至少大于所考虑的商用大飞机翼展发动机间的最大尺寸，使得冗余系统或设施不会被一次撞击所产生的次生飞射物和火灾蔓延等同时影响。

而且，目前的三代核电厂设计中，较为普遍且稳妥的防护方案为，在重要构筑物外增设一个抗大飞机撞击混凝土外壳，这种双壳防护的优势在于可以有效的防止大飞机撞击对设备、系统、部件产生振动影响，以及撞击后墙体碎甲飞射物对系统、部件造成伤害，但厚度较大的防护壳叠加厂房本身对于地基承耐力不够的厂址可能存在厂房沉降的问题，厂址适应性存在一定挑战，且增设大型外壳的经济代价也较为突出。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种核电厂抵御商用大飞机撞击的简化防护方法及系统，实现对大飞机撞击产生的四种效应的全面防护，即整体稳定性、局部穿透效应、振动效应和火灾效应，并平衡经济性和厂址适应性。

本发明的技术方案如下：一种核电厂抵御商用大飞机撞击的简化防护方法，该方法针对反应堆厂房设置抗撞击结构进行防护，针对乏燃料池和主控制室邻近撞击方向一侧的本体结构进行抗撞设计，同时，将两列冗余的专设安全厂房及其功能支持厂房构筑物相对于所述抗撞击结构进行充分物理隔离布置。

进一步，如上所述的核电厂抵御商用大飞机撞击的简化防护方法，其中，所述反应堆厂房的抗撞击结构与反应堆厂房外墙结构不相连，避免撞击产生的振动通过连续的结构直接沿厂房内部楼板向内传播以致重要安全物项失效。