局部隔振技术在核电工程中应用探究

 局部隔振技术在核电工程中应用探究

王扣1  ,王亮2

1.2.中国电建集团核电工程有限公司 250102

摘要：核电工程作为我国发展过程中非常重要的工程项目，保护核电工程的安全稳定运行显得十分重要。核电工程具有较强的辐射性，在建设过程中要保障建筑的质量，避免因为地震等自然灾害对其造成过大的破坏而出现严重后果，如此则需要采取隔振技术，降低地震对核电工程的影响。基于此，本文就针对局部隔振技术进行探究，首先阐述隔振原理，然后探讨核电工程隔振特点，最后分析局部隔振技术在核电工程中应用，希望通过文章探讨能够为其他从业人员提供一定参考。

关键词：核电工程；隔振技术；应用

前言：地震是地球自然灾害之一，是不可避免，在建设核电工程时只能够尽量避免地震频发地区。核电工程由于其本身的特殊性，建设过程中需要考虑到各个方面影响因素，尽量降低其他因素所造成的不良影响，而地震便是其中之一。为了能够保障核电工程在地震中依然能够保持稳定运行，降低地震对核电工程的破坏，应当将隔振技术应用于核电工程中，充分发挥出该技术在抵御地震方面的作用。下面笔者就针对局部隔振技术的相关内容进行详细阐述。

一、隔振原理

以往所采取的抗震措施主要是通过提高材料性能与增加结构构件截面两种方式，对结构整体刚度进行强化，从而降低地震对建筑结构所造成的破坏。但是，由于结构本身刚度的增加还会增加建筑结构的重量，导致建筑结构受到地震作用的影响也被放大，此时则需要更大的刚度抵御地震产生的振动。因此，该抗震方法虽然能够取得一定效果，但是却会增加材料的浪费，并且对相关构件进行修复与更换时也存在很高的难度[1]。在此种情况，人们将隔震技术引入了核电工程建筑结构中。隔震技术从本质上来说，主要是利用较为特殊的措施对两个物体进行隔离，削减振动能量传递，降低振动影响所采用的方法，振动能量主要被隔震支座等装置吸收，对设备、建筑结构等进行保护，使得重要的仪表与设备能够一直保持正常运行的状态。

通常情况下，钢筋混凝土建筑物本身刚性较大，周期较短，当受到了地震的作用以后加速度反应较大，而位移的反应则很小。当对建筑物周期进行延长处理时，让阻尼一直保持不变，那么加速度反应将会下降，位移反应有所增加。除了延长建筑物周期以外，增加结构阻尼，此时加速度反应降低，位移反应也得到了有效抑制。从上述内容中能够了解到，通过对结构周期进行延长处理，同时给予适当阻尼能够明显降低结构反应。根据隔振装置设置的位置，可将其分为设备隔振、楼层隔振和基底隔振，其中前两种方法还被称之为局部隔振技术。

二、核电工程隔振特点

相较于其他民用工程来说，核电工程所面临的环境更为复杂，除了会受到环境因素所产生的影响以外，而且还要担心放射性污染的问题[2]。在核电工程中，由于其内部的结构与设施更为复杂，同时也非常脆弱，如此则要求核电工程不论是在可靠性方面还是安全性要远远高于其他建筑。从隔振技术的整体情况来看，最为基础的隔震形式为基底隔振，这也是在工程项目中应用最广且最多的隔振形式。所谓基底隔振主要指的是将隔震装置安装在建筑基础与上部结构间，形成一层隔震层，当发生地震时能够降低地震能量向上传递，从而降低对建筑上部结构所造成的破坏，起到良好的隔震效果。在进行核电厂选址时，通常有着非常严格的要求，从当前我国核电厂的分布情况来看，主要位于东南沿海地区，该地区不仅水源充足，而且地震设防烈度小，当下核电工程标准化设计可以满足防震设计要求，起到了较为理想的效果，不需要再使用基底隔震技术[3]。所以，基底隔震技术在我国依然处于研究阶段，此项技术还不成熟，无法得到有效应用，当前我国核电工程中应用最多的是设备隔振与楼层隔振。

三、局部隔振技术在核电工程中应用

（一）楼层隔振

楼层隔振通常是应用于上部楼板和竖向构件顶端之间进行防震，将隔震支座安装其中起到隔振的效果，此种隔振结构是所近些年出现的新的隔震形式。从隔震原理上来看，楼层隔振也是削减地面运动能量的传递，而且建筑上部结构也会因为隔震装置的设置降低对下部结构振动所产生的影响[4]。楼层隔振在和核电工程中的应用具有以下优势：（1）施工方便。隔震层的软管等相关隔震装置都是位于地面上，这对于施工、维修等方面工作的展开是非常方便的。（2）降低造价成本。采用楼层隔振时，并不需要再设置梁板式楼盖，这主要是因为隔震层上面的结构为整体结构，能够降低隔振支座数量，从而降低了造价成本。（3）提高结构抗倾覆能力。原本所采用的隔振支座本身抗拉性能很差，而在楼层隔振中隔振层所处的位置较高，那么抗倾覆力矩与倾覆力矩两者的比值则会变得很大，这在一定程度上大大了抗倾覆能力。（4）采用楼层隔振技术，并不需要为了地震时隔振层所出现的位移预留空间，同时也就不需要为了预留空间安装相关的装置与设施。通过采用楼层隔振技术能够让核电工程即使是受到了地震的作用，主控室的环境也能够保持平稳的状态，这在一定程度上能够大大降低操作人员在地震过程中出现失误的概率，从而有效实现安全停堆。总体来说，将局部隔振技术应用于核电工程中，相较于对整个核岛进行隔振处理，不仅能够对隔振造价进行了有效控制，还为重点区域的稳定运行提供了保障。

（二）设备隔振

设备隔振主要是指将隔震装置安装设备和楼板两者间，当发生地震以后即便楼板出现了强烈振动，因为隔震装置的存在也会大幅度削减传递给设备的能量，如此则能够对设备起到良好的保护作用。另外，设备隔振装置还能够降低设备振捣对楼板所产生的影响。在核电工程中，拥有着各种专业设备，如电气设备、仪控设备等等，部分设备对振动非常敏感，仅仅是凭借其本身的结构设计是无法抵御地震所带来的振动[5]。我国在选择核电厂的建筑地址时，主要是在地震设防烈度较小的地方，如此则导致了建设过程中对常规岛与核岛厂房都没有使用基底隔振技术。当受到了地震的作用以后，虽然结构上能够达到抗震要求，但是对于部分在振动上要求很高的设备则无法满足，此时则需要利用设备隔振技术，确保此部分设备即便处于地震状态也能够保持正常运行。设备隔振通常是应用于其自身隔振设备不满足要求或是对振动特别敏感的设备中，与对核岛进行隔振处理，仅仅是利用设备隔振技术实现对局部区域的隔振，不仅能够对造价进行了有效控制，而且还能够确保重要设备不会受到地震过大的干扰继续保持使用，所以在对核电工程进行隔振处理时应当重视设备隔振技术的应用，充分发挥出该隔振技术的作用。

总结：总之，通过对楼层隔振与设备隔振进行分析，能够了解到局部隔振技术能够产生较为理想的隔振效果，将其应用于核电工程拥有十分大的优势，应当对这两种局部隔振方式给予重视，并将其广泛应用于核电工程防震中。合理利用局部隔振技术能够对核电工程本身的安全性与可靠性加以改善，有利于相关设备的国产化发展，对隔振造价进行有效控制，为重点设备与区域的正常运行提供保障，也能够有效降低地震对核电工程所造成的破坏。

参考文献：

[1] 甄强. 晶体振荡器的机械隔振技术分析[J]. 数字化用户, 2018, 24(003):85.

[2] 文国想, 洪勇, 郑景军,等. 浅谈弹簧隔振技术在动力机器基础中的应用[J]. 环境技术, 2020.

[3] 邱晓光, 孙军. 建筑隔振消能技术分析[C]// 2018年4月建筑科技与管理学术交流会. 2018.

[4] 郭利, 张爽华. 微振动隔振技术及应用[J]. 内燃机与配件, 2018(12):3.

[5] 谢建树. 房建工程叠层隔振技术控制措施研究[J]. 江西建材, 2017(20):1.