王 照，馮丙辰

（蘇州熱工研究院有限公司，深圳 518000）

隨著我國海洋經(jīng)濟(jì)的逐步發(fā)展及國家海權(quán)維護(hù)的需要，我國對海上能源供給的需求日漸強(qiáng)烈。浮動(dòng)核電廠的浮動(dòng)平臺(tái)具有靈活性、機(jī)動(dòng)性以及核能的清潔高效性，可廣泛用于島礁開發(fā)和海洋資源開采，是為海洋開發(fā)提供能源保障的一種優(yōu)良的解決方案。目前，國內(nèi)已有多家研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)開始設(shè)計(jì)多種型號(hào)的浮動(dòng)核電廠[1，2]。

近年來，嚴(yán)重威脅核電廠安全穩(wěn)定運(yùn)行的外部災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，引發(fā)了核電業(yè)界的強(qiáng)烈關(guān)注。世界核電運(yùn)營者和組織在福島核事故后也為了適應(yīng)國際核安全形勢，在同行評估活動(dòng)中增加了一項(xiàng)設(shè)計(jì)信息審查科目，重點(diǎn)審查核電廠外部災(zāi)害設(shè)計(jì)的應(yīng)對能力。浮動(dòng)核電廠的設(shè)計(jì)研發(fā)通常以陸上核電廠為基礎(chǔ)，對其進(jìn)行小型化、船載化和海洋環(huán)境適應(yīng)性改進(jìn)，應(yīng)用的外部災(zāi)害設(shè)計(jì)方法通常也參考了陸上核電廠的方法。但是，浮動(dòng)核電廠面臨的外部環(huán)境與陸上核電廠有很大的不同。浮動(dòng)核電廠雖然可以有效規(guī)避地震等外部災(zāi)害，但是也存在一些影響安全穩(wěn)定運(yùn)行的特有外部災(zāi)害。海水是浮動(dòng)核電廠的載體，海浪是浮動(dòng)核電廠最為重要的海洋環(huán)境條件，海浪災(zāi)害也是對浮動(dòng)核電廠影響最為重要的外部災(zāi)害之一。

國內(nèi)已就浮動(dòng)核電廠海浪災(zāi)害安全設(shè)計(jì)開展了一些研究。文獻(xiàn)[3]對比了陸上核電廠和海洋船舶工程的外部災(zāi)害安全目標(biāo)、概率重現(xiàn)期的區(qū)別；文獻(xiàn)[4]調(diào)研了國外海上浮動(dòng)核電站政策和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；文獻(xiàn)[5]分析了海上核電平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀及標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)；文獻(xiàn)[6]調(diào)研了大型核動(dòng)力船舶外部環(huán)境參數(shù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。以上研究未就浮動(dòng)核電廠海浪災(zāi)害的具體設(shè)計(jì)基準(zhǔn)及設(shè)計(jì)方法展開系統(tǒng)、深入的探討。國家核安全局印發(fā)了《浮動(dòng)核動(dòng)力裝置設(shè)計(jì)中所選擇的外部災(zāi)害（試行）》，給出了對浮動(dòng)核電廠16類外部災(zāi)害的監(jiān)管要求，對海浪災(zāi)害提出了具體的最低設(shè)計(jì)基準(zhǔn)[7]，但是沒有給出在工程項(xiàng)目中貫徹實(shí)施設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的技術(shù)指導(dǎo)。

浮動(dòng)核電廠的設(shè)計(jì)研發(fā)是海洋船舶工程和核動(dòng)力工程的結(jié)合，兩大學(xué)科相互耦合，因安全設(shè)計(jì)目標(biāo)、方法、標(biāo)準(zhǔn)和特點(diǎn)的不同在銜接中尚存在較多問題。目前，國內(nèi)對浮動(dòng)核電廠海浪災(zāi)害的設(shè)計(jì)方法缺乏深入研究，現(xiàn)有的相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的適用性也存在局限性。本文從分析海浪災(zāi)害的特點(diǎn)出發(fā)，從多個(gè)角度分析海浪災(zāi)害對浮動(dòng)平臺(tái)和核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)的影響，探討海洋船舶工程和核動(dòng)力工程在浮動(dòng)核電廠海浪災(zāi)害安全設(shè)計(jì)中的銜接方法，并分析設(shè)計(jì)監(jiān)管中潛在的問題，為監(jiān)管政策的制訂和完善提供參考。

1 海浪災(zāi)害的類型和特點(diǎn)

海浪是發(fā)生在海洋中的一種海水波動(dòng)現(xiàn)象，其周期為0.5 s 到幾十秒，波長為幾十厘米到幾百米，波高為幾厘米到二十多米，極端情況下可能達(dá)到30 m。海浪主要分為風(fēng)浪、涌浪和近岸浪3種。風(fēng)浪是海平面在風(fēng)的直接作用下產(chǎn)生的不規(guī)則海浪，通常是用統(tǒng)計(jì)規(guī)律和特征參數(shù)對這種不規(guī)則波進(jìn)行近似描述；涌浪是從其他區(qū)域傳來的海水波動(dòng)，或由于當(dāng)?shù)仫L(fēng)浪下降、風(fēng)向改變或風(fēng)平息之后形成的海浪，涌浪的形態(tài)和排列比較規(guī)則，波及的區(qū)域也比較大，近似于規(guī)則波；近岸浪是指由于外海的風(fēng)浪或涌浪傳到海岸或淺灘附近，受地形作用而改變波動(dòng)性質(zhì)的海浪。

本文的“海浪災(zāi)害”不是指浮動(dòng)核電廠長期所處的海洋環(huán)境，而是指瞬時(shí)或短時(shí)間內(nèi)可能對浮動(dòng)核電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成干擾或破壞的海浪。通常，波高較大的災(zāi)害性海浪都屬于風(fēng)浪。中國近海位于歐亞大陸，面向太平洋，受世界上最大的海洋和最大陸地的影響，冷暖空氣交換活躍，具備大風(fēng)浪的形成條件。中國近海災(zāi)害性海浪通?？砂凑债a(chǎn)生途徑分為3類：熱帶氣旋浪（包含熱帶低壓、熱帶風(fēng)暴、臺(tái)風(fēng)引發(fā)的海浪）、溫帶氣旋浪和寒潮浪。表1給出了3類風(fēng)浪在中國近海及鄰近海域引發(fā)的浪高在6 m以上海浪的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)[8]，由表可知，在南海地區(qū)，6 m以上的災(zāi)害性海浪平均每年都會(huì)出現(xiàn)14 次以上；在東海地區(qū)，6 m 以上的海浪平均每年會(huì)出現(xiàn)15 次以上。

2 海浪災(zāi)害的數(shù)學(xué)模型

海浪可以被視作由無限多個(gè)振幅不同、頻率不同、方向不同、相位雜亂的波組成，這些波構(gòu)成了海浪譜。通常用經(jīng)驗(yàn)公式化描述海浪能量相對于頻率和方向的分布，典型海浪譜有ITTC雙參數(shù)譜、JONSWAP譜、P-M譜等。

表1 1966—1990年中國近海及鄰近海域浪高6 m以上海浪次數(shù)統(tǒng)計(jì)Table 1 Statistics on the number of waves with wave height over 6m in China's offshore waters and adjacent waters from 1966 to 1990

若某一隨機(jī)過程是由大量的相互獨(dú)立的隨機(jī)因素形成的，其中，每個(gè)因素在總影響中所起的作用都是微小的，這種隨機(jī)過程通常近似服從正態(tài)分布。風(fēng)浪基本滿足上述條件，因此，波幅、波浪引起船體運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)值都服從正態(tài)分布。瞬時(shí)值服從正態(tài)分布的平穩(wěn)隨機(jī)過程，其幅值服從瑞利分布。因此，風(fēng)浪的波幅、船體的搖蕩幅值、應(yīng)力幅值等都近似服從瑞利分布。

通常用波高來度量海浪災(zāi)害破壞力和災(zāi)害強(qiáng)度。風(fēng)浪不是規(guī)則波，波幅呈統(tǒng)計(jì)分布形態(tài)。在衡量海浪的強(qiáng)度時(shí)，通常會(huì)使用一些特征波幅，如平均波幅、三一波幅（又稱有義波幅）、十一波幅等。使用最多的是有義波幅。有義波幅接近于目測的波幅，是在海浪災(zāi)害的所有波中，有1/3波的波高是平均波高的1.6倍。

如圖1所示，圖中給出了兩個(gè)呈瑞利分布的海浪災(zāi)害的波高概率分布曲線，分別標(biāo)記為海浪災(zāi)害A 和海浪災(zāi)害B，h31 和H31 分別是兩個(gè)海浪災(zāi)害的有義波高值，曲線代表海浪災(zāi)害的波高的概率密度分布。

圖1 海浪災(zāi)害的波高概率分布Fig.1 Distribution of hazard wave

由圖1可見，海浪災(zāi)害A的有義波高的波幅低于海浪災(zāi)害B的有義波高，因此，海浪災(zāi)害A的災(zāi)害強(qiáng)度低于海浪災(zāi)害B。

海浪災(zāi)害的特點(diǎn)導(dǎo)致了浮動(dòng)核電廠設(shè)計(jì)中出現(xiàn)一些潛在的沒有被法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定的重大問題，比如，國家核安全局印發(fā)的《浮動(dòng)核動(dòng)力裝置設(shè)計(jì)中所選擇的外部事件（試行）》要求浮動(dòng)核電廠關(guān)于風(fēng)浪流組合災(zāi)害的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為500年一遇[7]，但是在100 年一遇甚至50 年一遇的這些災(zāi)害強(qiáng)度更低的海浪災(zāi)害中，也可能出現(xiàn)比500年一遇的海浪災(zāi)害中出現(xiàn)的最大波高更大的波，這是一個(gè)概率問題。因此，建議監(jiān)管機(jī)構(gòu)通過概率論的方式充分細(xì)化對風(fēng)浪流組合的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)要求，更明確地給出浮動(dòng)核電廠的海浪災(zāi)害設(shè)計(jì)抵抗能力限值。

3 浮動(dòng)平臺(tái)對海浪災(zāi)害的響應(yīng)

浮動(dòng)平臺(tái)是浮動(dòng)核電廠的基礎(chǔ)和載體，海浪災(zāi)害通過浮動(dòng)平臺(tái)對核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。海浪災(zāi)害主要挑戰(zhàn)浮動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性，目前，船舶工業(yè)可以比較容易地確保平臺(tái)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度安全，因而穩(wěn)性是海浪災(zāi)害對核安全挑戰(zhàn)較大的方面。浮動(dòng)平臺(tái)在海浪災(zāi)害的作用下會(huì)發(fā)生6 種不同的運(yùn)動(dòng)形式，包括橫搖、縱搖、艏搖3種轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)形式以及縱蕩、橫蕩、垂蕩3種直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)形式。

目前，國內(nèi)設(shè)計(jì)的浮動(dòng)核電廠都為自航式，浮動(dòng)平臺(tái)也是單體船樣式的。浮動(dòng)平臺(tái)在海浪災(zāi)害作用下的6種運(yùn)動(dòng)形式的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度會(huì)受到諸多因素的影響，在浮動(dòng)平臺(tái)的幾何形狀和質(zhì)量分布確定后，最主要的影響因素包括浮動(dòng)平臺(tái)的航速、浪向和船向夾角、海浪波高和頻率。表2～表4 以美國企業(yè)號(hào)航空母艦為例，給出了其耐波性數(shù)值計(jì)算結(jié)果[9]。需要注意的是，表中的每一個(gè)數(shù)據(jù)都是有義值，其代表了一個(gè)運(yùn)動(dòng)幅值的分布，而不是一個(gè)固定值或者最大值。

參考表2～表4，通常來說，波高越大，浮動(dòng)平臺(tái)在海浪的作用下的運(yùn)動(dòng)幅度也會(huì)越大；在浪向接近90°時(shí)，平臺(tái)橫搖幅度較大；在船向與浪向接近180°時(shí)，平臺(tái)縱搖幅度較大。

表2 企業(yè)號(hào)垂蕩運(yùn)動(dòng)響應(yīng)Table 2 "Enterprise"sagging motion response

表3 企業(yè)號(hào)縱搖運(yùn)動(dòng)響應(yīng)Table 3 "Enterprise"shaking motion response

表4 企業(yè)號(hào)橫搖運(yùn)動(dòng)響應(yīng)Table 4 "Enterprise"swing motion response

根據(jù)表4，在有義波高為8.9 m的情況下，航母的航速為0，對海浪入射角為90°時(shí)的義值橫搖角度4.73°進(jìn)行概率分布計(jì)算，可以得到圖2，由圖2可以看出，企業(yè)號(hào)航空母艦在該海浪入射情況下，橫搖角度超過了5.08°的概率為10%，橫搖角度超過7.18°的概率為1%?？梢岳^續(xù)推算橫搖角度超過8.79°的概率為0.1%，橫搖角度超過10.15°的概率為0.01%。越大的橫搖角對應(yīng)更低的超越概率。

圖2 企業(yè)號(hào)航母在8.9m有義波高的海浪災(zāi)害下的橫搖角度概率分布（航速0，浪向角90°）Fig.2 Distribution of"Enterprise"swing angle at 8.9m wave height（speed 0，wave angle 90°）

浮動(dòng)平臺(tái)的形狀特征使平臺(tái)在不同的浪向角下對相同海浪波的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)不同，因此，浮動(dòng)平臺(tái)在不可避免地遭遇到較強(qiáng)的海浪災(zāi)害時(shí)，可通過采取科學(xué)調(diào)整航速和船向的手段，維持對浮動(dòng)平臺(tái)有利的狀態(tài)。但是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)海浪災(zāi)害造成的浮動(dòng)平臺(tái)的響應(yīng)是核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)參數(shù)，為了安全，應(yīng)使用最不利的平臺(tái)響應(yīng)參數(shù)做包絡(luò)。目前，船舶工程已經(jīng)發(fā)展出眾多船舶減搖技術(shù)，可以應(yīng)用于浮動(dòng)核電廠平臺(tái)中。

目前，尚無核安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定對在海浪災(zāi)害作用下的浮動(dòng)核電廠平臺(tái)的橫搖、縱搖、垂蕩等運(yùn)動(dòng)的幅度許可值做出具體的、基準(zhǔn)性的要求。

4 核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)對海浪災(zāi)害的響應(yīng)

核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)在災(zāi)害性海浪的影響下可能有多種效應(yīng)。

在傾斜、垂蕩、搖擺、沖擊等載荷的作用下，核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)備、管道、支承結(jié)構(gòu)的應(yīng)力受到影響，可能導(dǎo)致的失效模式有：（1）設(shè)備及部件的本體錨固變形、斷裂、疲勞失效；（2）設(shè)備轉(zhuǎn)軸撓度過大而卡死；（3）潤滑油液面變化導(dǎo)致潤滑不足；（4）由于受力變化，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)部件不能動(dòng)作。這些失效模式嚴(yán)重影響了核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)的電氣、儀控、機(jī)械設(shè)備的可靠性。

在傾斜、搖擺、垂蕩、沖擊等載荷的作用下，核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)的工質(zhì)流動(dòng)、熱量傳遞性能將改變，有一些效應(yīng)對安全是有利的，有一些對安全是不利的，正常運(yùn)行和事故響應(yīng)均可能因此受到影響。通常在工質(zhì)強(qiáng)迫循環(huán)的情況下，影響較輕，而在自然循環(huán)條件下可能由于高差變化和搖擺、垂蕩產(chǎn)生的應(yīng)力而受到影響。

5 海浪災(zāi)害的設(shè)計(jì)和監(jiān)管

5.1 海浪災(zāi)害設(shè)計(jì)基準(zhǔn)

核電廠的外部災(zāi)害的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是核電廠設(shè)計(jì)可抵抗的強(qiáng)度最高的外部災(zāi)害的限值，是核電廠最重要的總體設(shè)計(jì)參數(shù)之一。超出設(shè)計(jì)基準(zhǔn)限值的外部災(zāi)害可能對核電廠造成破壞性的影響，威脅工作人員和公眾的人身安全。外部災(zāi)害設(shè)計(jì)基準(zhǔn)常以概率方法推算而得，以確保超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)情況極不可能發(fā)生。

浮動(dòng)核電廠的海浪災(zāi)害設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與船舶設(shè)計(jì)和核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有如圖3所示的關(guān)系。

圖3 海浪災(zāi)害設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與船舶平臺(tái)設(shè)計(jì)和核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)系Fig.3 Relations among design basis of wave hazard and ship platform design&nuclear steam support system design

浮動(dòng)平臺(tái)設(shè)計(jì)和核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)通過海浪災(zāi)害的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)呈互相制約的關(guān)系。通常，根據(jù)海浪災(zāi)害的重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)和目標(biāo)作業(yè)地點(diǎn)的海浪災(zāi)害重現(xiàn)期關(guān)系可以得到海浪災(zāi)害的強(qiáng)度設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；結(jié)合船舶的形狀結(jié)構(gòu)和質(zhì)量分布，通過船舶的耐波性計(jì)算，可以得到平臺(tái)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)海浪災(zāi)害下的響應(yīng)情況；平臺(tái)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)海浪災(zāi)害條件下的響應(yīng)水平制約了核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)的抗傾斜、搖擺能力。反之，核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)的抗傾斜、搖擺能力將限制平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)，對浮動(dòng)平臺(tái)的耐波性優(yōu)化提出要求。同時(shí)，核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)的系統(tǒng)配置和布置將影響浮動(dòng)平臺(tái)的耐波能力，而浮動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)形狀系統(tǒng)配置等又影響核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和布置。

在船舶工程和海洋工程設(shè)計(jì)中，海浪災(zāi)害的強(qiáng)度通常用有義值度量，但是，有義值是一個(gè)代表分布概率性質(zhì)的量，無法通過有義值判斷一次災(zāi)害性海況的波高的最大值，而核電工程設(shè)計(jì)的外部災(zāi)害強(qiáng)度通常使用災(zāi)害的峰值強(qiáng)度度量，如強(qiáng)風(fēng)災(zāi)害的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)通常是考慮3 s最大陣風(fēng)風(fēng)速；地震災(zāi)害的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是考慮最大峰值地面加速度。如何將有義值轉(zhuǎn)變?yōu)樽畲笾凳歉?dòng)核電廠設(shè)計(jì)中船舶設(shè)計(jì)專業(yè)和核工程設(shè)計(jì)專業(yè)需要解決的重要問題。比較簡便的方式是，以船舶設(shè)計(jì)中的有義值代表的某一具有較高超越概率的值作為核電工程的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。例如，雖然圖1中波高分布曲線向高波高的方向無限延伸，這通常只是理論上的波高分布，極高的波高發(fā)生的可信性很低，因此，可對某一較大重現(xiàn)期（如500年一遇）的海浪災(zāi)害的較高超越概率的波高（如0.01%）進(jìn)行截?cái)?，作為核電工程的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。

5.2 確定論安全分析

在傾斜、搖擺的環(huán)境中，浮動(dòng)核電廠核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)工質(zhì)的流動(dòng)和換熱性能可能會(huì)發(fā)生一些改變，而這些改變可能是對安全不利的。

（1）流動(dòng)和傳熱公式的適用性。在開展核蒸汽系統(tǒng)熱工設(shè)計(jì)和安全分析計(jì)算時(shí)，首先應(yīng)確認(rèn)各類流動(dòng)和傳熱關(guān)系式的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)以及海浪災(zāi)害造成的最不利的傾斜搖擺下的適用性，以確認(rèn)流動(dòng)和換熱計(jì)算式中經(jīng)驗(yàn)系數(shù)在設(shè)計(jì)中的適用性。

（2）計(jì)算程序。目前，國家核安全局已經(jīng)開展了對計(jì)算程序的審查工作，在程序開發(fā)者提出申請后，對程序進(jìn)行鑒定和認(rèn)可。浮動(dòng)核電廠設(shè)計(jì)工作中使用系統(tǒng)程序、子通道程序、嚴(yán)重事故分析程序在開展事故安全分析時(shí)，均應(yīng)考慮最不利的海洋環(huán)境，以確保在事故工況下有足夠的熱工設(shè)計(jì)裕量。

（3）非能動(dòng)系統(tǒng)。通常情況下，相較于能動(dòng)系統(tǒng)，非能動(dòng)系統(tǒng)的性能更容易受到海浪造成的搖擺的影響，因此，在對浮動(dòng)核電廠在海浪災(zāi)害情況下的安全性進(jìn)行評估時(shí)，需要考慮或證明非能動(dòng)系統(tǒng)在海浪災(zāi)害條件下的功能可用性。

5.3 設(shè)備鑒定

浮動(dòng)核電廠需要驗(yàn)證和確認(rèn)與核安全相關(guān)的設(shè)備滿足或超過在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)海浪災(zāi)害條件下的設(shè)計(jì)能力要求，因此，需要在設(shè)備鑒定中進(jìn)行驗(yàn)證。浮動(dòng)核電廠設(shè)備面臨的機(jī)械環(huán)境較為復(fù)雜，可以表征機(jī)械環(huán)境惡劣程度的參數(shù)包括靜傾角度，橫搖、縱搖、艏搖最大傾角、角加速度、線速度、線加速度，縱蕩、橫蕩、垂蕩的加速度和速度等，給設(shè)備鑒定過程中極端環(huán)境條件下的設(shè)備工作條件的模擬增加了難度。

（1）鑒定參數(shù)?！逗Ｉ细∈窖b置入級規(guī)范》《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范》和國標(biāo)GB/T 14092.4—2009、國軍標(biāo)GJB 10660.1—1991 對振動(dòng)、傾斜搖擺、沖擊等都做出了一些規(guī)定，主要對靜傾傾角和橫搖、縱搖幅值和角加速進(jìn)行模擬和鑒定，還在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了試驗(yàn)搖擺的周期和時(shí)長。但是，這些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范在制定時(shí)都沒有考慮海上浮動(dòng)核電廠的特殊性。

文獻(xiàn)[10]指出，美、德、日、俄等國家目前已有的船舶核動(dòng)力裝置堆艙的位置都位于船舯或船舯附近，分析認(rèn)為，反應(yīng)堆堆艙布置的最優(yōu)位置是船舶重心所在的中央?yún)^(qū)域，因?yàn)樵谙嗤暮Ｑ髼l件下，船舯位置附近的機(jī)械環(huán)境更優(yōu)。施建榮、施詩、張燕在文獻(xiàn)[11]中指出，搖擺對具有旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的裝備來說，會(huì)對轉(zhuǎn)軸和軸承產(chǎn)生附加力矩，對具有液體和不平衡運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的裝備會(huì)產(chǎn)生離心力矩，因此，應(yīng)將有轉(zhuǎn)軸的設(shè)備盡量延艏艉線布置和安裝。

陸上堆對設(shè)備的地震鑒定主要考慮水平和豎直向的加速度參數(shù)，在目前已有的一些標(biāo)準(zhǔn)中，針對極限海洋機(jī)械環(huán)境橫搖進(jìn)行鑒定時(shí)，只考慮橫搖的角度幅值和橫搖周期，沒有考慮處于不同艙室不同位置的設(shè)備，其在相同橫搖情況下，線加速度不同，而線加速度必定會(huì)對設(shè)備的錨固、功能和性能造成影響。由此可見，目前相關(guān)設(shè)備鑒定標(biāo)準(zhǔn)對鑒定參數(shù)的選擇可能是不充分并且缺乏論證的，因此，鑒定參數(shù)的選擇需要結(jié)合設(shè)備在浮動(dòng)平臺(tái)中的布置位置進(jìn)行鑒定，這是應(yīng)該考慮和論證的問題。

建議盡快組織制定核安全相關(guān)設(shè)備在海浪災(zāi)害條件下的功能鑒定標(biāo)準(zhǔn)，在鑒定參數(shù)的選擇中，全面考慮各種海浪災(zāi)害導(dǎo)致的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的影響，對核安全重要的設(shè)備制訂更全面的鑒定標(biāo)準(zhǔn)，鑒定的標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)低于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。

（2）鑒定方法。在海浪災(zāi)害條件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)下，浮動(dòng)核電廠的響應(yīng)因海浪入射角和航速的不同而改變，鑒定應(yīng)采用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)下的最不利響應(yīng)狀態(tài)。

設(shè)備鑒定方法主要分為兩類：試驗(yàn)法和分析法。一些尺寸或質(zhì)量較大的設(shè)備難以具備實(shí)驗(yàn)條件或?qū)嶒?yàn)成本較大，可以在分析功能失效模式的基礎(chǔ)上綜合使用兩種方法開展鑒定。

各種類型的設(shè)備在鑒定時(shí)是否應(yīng)保持在線，或后期再開展功能再鑒定，也是鑒定標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)明確的問題。

5.4 運(yùn)行策略

目前，我國已經(jīng)具備很強(qiáng)的海洋預(yù)報(bào)能力，可以提前多日預(yù)報(bào)海域海況，因此，浮動(dòng)核電廠具備很強(qiáng)的避離海浪災(zāi)害能力。浮動(dòng)核電廠應(yīng)在監(jiān)管機(jī)構(gòu)的監(jiān)督下建立躲避海浪災(zāi)害的決策機(jī)制，明確在未來多長時(shí)間內(nèi)將可能遇到多大的海浪災(zāi)害的前提下，進(jìn)行避離，并確定在何處避浪以及避離的路線。同時(shí)，監(jiān)管機(jī)構(gòu)也應(yīng)據(jù)此考慮是否可以放寬海浪災(zāi)害設(shè)計(jì)基準(zhǔn)水平，以提高浮動(dòng)核電廠經(jīng)濟(jì)性。

如果浮動(dòng)核電廠不可抗地遭遇了海浪災(zāi)害，此時(shí)維持何種運(yùn)行狀態(tài)以及是否應(yīng)提前停堆，應(yīng)根據(jù)浮動(dòng)核電廠的系統(tǒng)配置和安全分析結(jié)論得出最佳的策略，并獲得監(jiān)管機(jī)構(gòu)的認(rèn)可。

6 總結(jié)

從安全重要性角度來看，核安全相較船舶浮動(dòng)平臺(tái)安全更重要，但是，平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)形態(tài)和海損也必定會(huì)影響核安全，因此，在浮動(dòng)核電廠的設(shè)計(jì)、運(yùn)行、監(jiān)管中，應(yīng)以核安全為主導(dǎo)，船舶結(jié)構(gòu)、布置、耐波性設(shè)計(jì)要服從和配合核安全設(shè)計(jì)，將核安全監(jiān)管經(jīng)驗(yàn)和方式延伸到浮動(dòng)平臺(tái)，以核安全的理念加強(qiáng)浮動(dòng)平臺(tái)的抗海浪災(zāi)害安全等級。

浮動(dòng)核電廠的海浪災(zāi)害設(shè)計(jì)基準(zhǔn)需要在考慮海浪災(zāi)害的特點(diǎn)的基礎(chǔ)上開展深入研究，進(jìn)一步明確海浪災(zāi)害條件對設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的要求，以海浪災(zāi)害的峰值強(qiáng)度或浮動(dòng)核電廠的傾斜和搖擺峰值作為海浪災(zāi)害的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。

浮動(dòng)核電廠海浪災(zāi)害條件的確定目前還缺乏法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)和監(jiān)管，在安全分析、安全級設(shè)備鑒定、運(yùn)行策略等方面應(yīng)建立一套科學(xué)、合理、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆ㄒ?guī)和標(biāo)準(zhǔn)，以進(jìn)一步規(guī)范浮動(dòng)核電廠海浪災(zāi)害條件的確定，提高我國浮動(dòng)核電廠的安全性。