基于抗震鉴定试验的开关柜的抗震裕度分析
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１ ０ ０ ０ ８ ２ ： ２ ．中国原子 能科 学研 究院 ，北京 １ ０ ２ ４ １ ３ ）
摘要 ：核电厂发生超过设计基 准地震后 ，需要进行抗震裕度 分析 以便 于识 别核 电厂的薄 弱环节 本文利用 高置信度低概率失效来量化设备的抗震裕度 ，采 用保 守的确 定论 失效 裕度和 易损性分析两种方法 ，计算 了核 电厂设备的 高置信度低概率失效 ，梳理 了两种 方
２ ． １ 要求反应 谱和试验 反应谱 的修正
试 验 反应 谱 大 多 是 多 轴 激 励 的宽 频 谱 。应
用 两个 修 正 因 子 生 成 要 求 反 应 谱 Ｒ Ｒ Ｓ ，分 别
为 ：带 宽修 正 因子 ｃ 和 模 型 相 互 作 朋 修 正 因
子 ＣＭ Ｉ
失效 模式 。每种 失效 模式 有 不 同的裕 度 。例 如 ，
简称 Ｃ Ｄ Ｆ Ｍ ）和 易损 性分 析 （ Ｆ ｒ ａ ｇ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ Ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ， 简称 Ｆ Ａ）方 法对 基 于抗 震鉴 定 试验 的开 关柜 进 行 了抗震 裕度分 析 。
… … … … ：
。
／
／
１ 高置信度低概 率失效
抗震裕 度 的概念 最早 出现 在 Ｎ Ｉ Ｅ Ｇ ／ Ｃ Ｒ一
｝ 通讯作者 ：徐
宇， Ｅ — ｍ ． ｃ ｎ
６ ４
键勰 黎 毯 ｉ ｜ ｌ 蒜 热 精 瓣 ｌ 爨 嚣ｇ 氟 辍 袅 鞫 镶 》 筑
核 安
全
Ｖｏ １ ． １ ６， Ｎｏ ． １
边 界丧 失 、显 著 的 非 弹 性 变 形 、局 部 坍 塌 、支 承 功能 丧 失 、或 者 几 种 失 效模 式 的 组 合 。计 算 构筑 物 、系统或 部件 的高置 信 度低 概 率 失效 值 ， 通 过检 查不 同的 潜 在 失 效 模 式 从 而 确 定 主要 的
图１ 高置信 度低概 率失效
Ｆｉ ｇ ．１ Ｈｉ ｇｈ Ｃｏ ｎ ｆ ｉ ｄ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｌｏ ｗ Ｐｒ ｏ ｂａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ Ｆａ ｉ ｌ ｕ ｒ ｅ
每 个特定 部件 的高置信度 低概率 失效值 都来
源 于工 程 数 据 、试 验 数 据 或 实 际 的 地 震 经 验 和 工 程分 析 。导致 安 全 功 能丧 失 可 能 由 于 ：压 力
对于 ３ ． １ １福 岛事 故 ¨ ］ 和 美 国 的 ｍｉ ｎ ｅ ｒ ａ ｌ 地
震［ ２ ］ ，实 际发 生的地震 均超过 了核 电厂 的设计 基
准地震 。核 电厂发 生超过 设计基 准 地震 以后 ，核
安全级设 备 的抗震 性能评 估是个 难 点 问题 。对 于
在建和运 行核 电厂 ，通过抗 震裕 度分 析 能找 到核 电厂潜在 的薄弱 环节 ，进 行针 对性 的改 进 ，进而
法的计算步骤 ．明确 了计算过程 中关键 参数 的取值 范围。利用两种 方法计 算基 于抗震鉴
定试 验 的开 关柜 的 高置信 度 低概 率失 效 。 关键 词 ：抗震 裕 度 分析 ； 高置信 度低 概 率失 效 ；抗 震鉴 定 试验 ；开 关柜
中国分类号 ：Ｔ Ｌ ３ ６ ４ ． ５ 文章标志码 ： Ａ 文章编号 ：１ ６ ７ ２ — ５ ３ ６ ０（ ２ ０ １ ７ ）０ １ — ０ ０ ６ ３ — ０ ７
提升核 电厂 的整 体抗震 能力 。通 过对 基 于抗震 鉴
定试验设 备进行抗 震裕度 分析 ，能合 理地 评估 这
些设备 的抗震能 力 。本文 使用保 守 的确定 论 失效
裕度 （ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｅ ｒ ｖ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ Ｆ ａ ｉ ｌ ｕ ｒ ｅ Ｍａ ｒ ｇ ｉ ｎ ，
第ｌ ６卷 第 １ 期
２ ０ １ ７年 ３月
Ｖｏ １ ． １ ６， Ｎｏ ． １ Ｍａ ｒ ． ２ ０ １ ７
基 于 抗 震 鉴 定 试 验 的 开 关 柜 的 抗 震 裕 度 分 析
ｆ １ ． 环境保护部核与辐射安全中心， 北京 ，董 晓璐 ，凌 礼 恭 ，杨 红 义 李海龙 ，徐 宇 ，
４ ３ ３ ４ ［ ３ ］ 中 ，其定 义为 ：会威 胁核 电厂 的安全 ，尤
其会导致 反应堆 堆芯损伤 的地 震运 动水 平 。通过 计算部件 、系统 和构筑物 的抗 震裕 度 ，进 而 可 以 计算得 到整个核 电厂 的抗震 裕度 。Ｎ ＵＲ Ｅ Ｇ ／ Ｃ Ｒ一 ４ ３ ３ ４首次使 用高置信 度低概率 失效 （ Ｈｉ ｇ ｈ Ｃ ｏ ｎ ｉ ｆ ． ｄ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｌ ｏ ｗ Ｐ ｒ ｏ ｂ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ Ｆ ａ ｉ ｌ ｕ ｒ ｅ ． 简 称 ＨＣ Ｌ Ｐ Ｆ ） 来
量化抗震 裕度 。高置信度 低概率 失效 是核 电厂构
收稿 日期：２ ０ １ ６ — ０ ８ ． １ １ 修回 日期 ：２ ０ １ ６ ． ０ ９ ． ２ ４ 基 金 项 目 ：环 保 部公 益 性 行业 科 研 专 项 ．项 目编 号 ：２ ０ １ ３ ０ ９ ０ ５ ６ 作者简介 ：李海龙 （ １ ９ ７ ６ 一） ，男 ，陕西凤翔人 ，研究 院／ 博士 ，现 主要从事核安全相关工作
非 弹性 失 效 时 延 展性 可 能 很 大 ．但 通 常 对裕 度
贡献很 小 ．
设备 的故 障不但依 赖反 应谱 的峰 值 ，而且依
赖 波形 。
Ｂ：
设 备 的高 置 信 度 低 概 率 失 效 用 下 列 方 法 中 的一种 来 确 定 ：保 守 的 确 定 论 失 效 裕 度 （ Ｃ Ｄ— Ｆ Ｍ） ］ ；易 损 性 分 析 （ Ｆ Ａ） 、试 验 结 果 、通 用 易损 性 数据 。美 围进 行抗 震 裕 度分 析 比较早 ， 劳伦 斯 利 物 英 国 家 实 验 室 （ Ｌ Ｌ ＮＬ） 、核 管 会 （ ＮＲ Ｃ） 电力 研 究 院 （ Ｅ Ｐ Ｒ Ｉ ）对 压水堆＿ ６ Ｊ 、沸 水 堆 进 行 抗 震 裕 度 分 析 ． 比如 Ｍａ ｉ ｎ ｅ Ｙａ ｎ ．
摘要 ：核电厂发生超过设计基 准地震后 ，需要进行抗震裕度 分析 以便 于识 别核 电厂的薄 弱环节 本文利用 高置信度低概率失效来量化设备的抗震裕度 ，采 用保 守的确 定论 失效 裕度和 易损性分析两种方法 ，计算 了核 电厂设备的 高置信度低概率失效 ，梳理 了两种 方
２ ． １ 要求反应 谱和试验 反应谱 的修正
试 验 反应 谱 大 多 是 多 轴 激 励 的宽 频 谱 。应
用 两个 修 正 因 子 生 成 要 求 反 应 谱 Ｒ Ｒ Ｓ ，分 别
为 ：带 宽修 正 因子 ｃ 和 模 型 相 互 作 朋 修 正 因
子 ＣＭ Ｉ
失效 模式 。每种 失效 模式 有 不 同的裕 度 。例 如 ，
简称 Ｃ Ｄ Ｆ Ｍ ）和 易损 性分 析 （ Ｆ ｒ ａ ｇ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ Ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ， 简称 Ｆ Ａ）方 法对 基 于抗 震鉴 定 试验 的开 关柜 进 行 了抗震 裕度分 析 。
… … … … ：
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１ 高置信度低概 率失效
抗震裕 度 的概念 最早 出现 在 Ｎ Ｉ Ｅ Ｇ ／ Ｃ Ｒ一
｝ 通讯作者 ：徐
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６ ４
键勰 黎 毯 ｉ ｜ ｌ 蒜 热 精 瓣 ｌ 爨 嚣ｇ 氟 辍 袅 鞫 镶 》 筑
核 安
全
Ｖｏ １ ． １ ６， Ｎｏ ． １
边 界丧 失 、显 著 的 非 弹 性 变 形 、局 部 坍 塌 、支 承 功能 丧 失 、或 者 几 种 失 效模 式 的 组 合 。计 算 构筑 物 、系统或 部件 的高置 信 度低 概 率 失效 值 ， 通 过检 查不 同的 潜 在 失 效 模 式 从 而 确 定 主要 的
图１ 高置信 度低概 率失效
Ｆｉ ｇ ．１ Ｈｉ ｇｈ Ｃｏ ｎ ｆ ｉ ｄ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｌｏ ｗ Ｐｒ ｏ ｂａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ Ｆａ ｉ ｌ ｕ ｒ ｅ
每 个特定 部件 的高置信度 低概率 失效值 都来
源 于工 程 数 据 、试 验 数 据 或 实 际 的 地 震 经 验 和 工 程分 析 。导致 安 全 功 能丧 失 可 能 由 于 ：压 力
对于 ３ ． １ １福 岛事 故 ¨ ］ 和 美 国 的 ｍｉ ｎ ｅ ｒ ａ ｌ 地
震［ ２ ］ ，实 际发 生的地震 均超过 了核 电厂 的设计 基
准地震 。核 电厂发 生超过 设计基 准 地震 以后 ，核
安全级设 备 的抗震 性能评 估是个 难 点 问题 。对 于
在建和运 行核 电厂 ，通过抗 震裕 度分 析 能找 到核 电厂潜在 的薄弱 环节 ，进 行针 对性 的改 进 ，进而
法的计算步骤 ．明确 了计算过程 中关键 参数 的取值 范围。利用两种 方法计 算基 于抗震鉴
定试 验 的开 关柜 的 高置信 度 低概 率失 效 。 关键 词 ：抗震 裕 度 分析 ； 高置信 度低 概 率失 效 ；抗 震鉴 定 试验 ；开 关柜
中国分类号 ：Ｔ Ｌ ３ ６ ４ ． ５ 文章标志码 ： Ａ 文章编号 ：１ ６ ７ ２ — ５ ３ ６ ０（ ２ ０ １ ７ ）０ １ — ０ ０ ６ ３ — ０ ７
提升核 电厂 的整 体抗震 能力 。通 过对 基 于抗震 鉴
定试验设 备进行抗 震裕度 分析 ，能合 理地 评估 这
些设备 的抗震能 力 。本文 使用保 守 的确定 论 失效
裕度 （ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｅ ｒ ｖ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ Ｆ ａ ｉ ｌ ｕ ｒ ｅ Ｍａ ｒ ｇ ｉ ｎ ，
第ｌ ６卷 第 １ 期
２ ０ １ ７年 ３月
Ｖｏ １ ． １ ６， Ｎｏ ． １ Ｍａ ｒ ． ２ ０ １ ７
基 于 抗 震 鉴 定 试 验 的 开 关 柜 的 抗 震 裕 度 分 析
ｆ １ ． 环境保护部核与辐射安全中心， 北京 ，董 晓璐 ，凌 礼 恭 ，杨 红 义 李海龙 ，徐 宇 ，
４ ３ ３ ４ ［ ３ ］ 中 ，其定 义为 ：会威 胁核 电厂 的安全 ，尤
其会导致 反应堆 堆芯损伤 的地 震运 动水 平 。通过 计算部件 、系统 和构筑物 的抗 震裕 度 ，进 而 可 以 计算得 到整个核 电厂 的抗震 裕度 。Ｎ ＵＲ Ｅ Ｇ ／ Ｃ Ｒ一 ４ ３ ３ ４首次使 用高置信 度低概率 失效 （ Ｈｉ ｇ ｈ Ｃ ｏ ｎ ｉ ｆ ． ｄ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｌ ｏ ｗ Ｐ ｒ ｏ ｂ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ Ｆ ａ ｉ ｌ ｕ ｒ ｅ ． 简 称 ＨＣ Ｌ Ｐ Ｆ ） 来
量化抗震 裕度 。高置信度 低概率 失效 是核 电厂构
收稿 日期：２ ０ １ ６ — ０ ８ ． １ １ 修回 日期 ：２ ０ １ ６ ． ０ ９ ． ２ ４ 基 金 项 目 ：环 保 部公 益 性 行业 科 研 专 项 ．项 目编 号 ：２ ０ １ ３ ０ ９ ０ ５ ６ 作者简介 ：李海龙 （ １ ９ ７ ６ 一） ，男 ，陕西凤翔人 ，研究 院／ 博士 ，现 主要从事核安全相关工作
非 弹性 失 效 时 延 展性 可 能 很 大 ．但 通 常 对裕 度
贡献很 小 ．
设备 的故 障不但依 赖反 应谱 的峰 值 ，而且依
赖 波形 。
Ｂ：
设 备 的高 置 信 度 低 概 率 失 效 用 下 列 方 法 中 的一种 来 确 定 ：保 守 的 确 定 论 失 效 裕 度 （ Ｃ Ｄ— Ｆ Ｍ） ］ ；易 损 性 分 析 （ Ｆ Ａ） 、试 验 结 果 、通 用 易损 性 数据 。美 围进 行抗 震 裕 度分 析 比较早 ， 劳伦 斯 利 物 英 国 家 实 验 室 （ Ｌ Ｌ ＮＬ） 、核 管 会 （ ＮＲ Ｃ） 电力 研 究 院 （ Ｅ Ｐ Ｒ Ｉ ）对 压水堆＿ ６ Ｊ 、沸 水 堆 进 行 抗 震 裕 度 分 析 ． 比如 Ｍａ ｉ ｎ ｅ Ｙａ ｎ ．