随着科技的进步、能源需求的增加和环境保护的日益重视,清洁高效的核能发电已经成为世界各国发展的重点。众所周知,核电站事故会造成严重的环境污染,惨重的经济损失和严峻的社会问题。在某种意义上讲,不允许核电站出现地震事故。由于地震的随机性和核电站系统的复杂性,核电站的抗震安全仍然面临巨大的挑战。核电站结构抗震安全与实际需求仍有较大差距,提高核电站抗震安全具有重要的研究价值。本文在国内外铅铋合金冷却反应堆结构和隔震核电站研究的基础上,以中电投的铅铋反应堆压力容器及厂房结构为研究对象,提出了减小核电站主体结构的地震响应为研究目标,开展了铅铋压力容器结构性能研究、支撑结构动力特性分析,传统非隔震和隔震铅铋反应堆结构抗震性能的比较。具体研究内容和主要结论有:(1)应用Housner的储液容器模型的理论公式,给出了铅铋压力容器液体振动模型提供的近似理论公式,采用集中质量法建立铅铋压力容器简化分析模型。通过与ANSYS计算模型比较,表明了铅铋反应堆压力容器的等效方法切实可行。应用简化模型可以进行结构抗震分析,并具有较高的计算精度和效率。(2)围绕核电站隔震和铅铋反应堆厂房的结构特点,实现了铅铋反应堆隔震厂房的设计分析。运用SATWE结构分析软件和ANSYS有限元软件,通过与非隔震结构的比较分析,表明了铅铋反应堆厂房隔震结构具有良好的减震效果。在AP1000核电站地震波作用下,铅铋反应堆厂房隔震结构在基底剪力方面,具有77%的减震效果。铅铋反应堆厂房隔震结构位移响应较大,但位移主要集中在隔震层,铅铋反应堆结构相对位移很小。通过隔震技术,大幅度地提高了铅铋反应堆和厂房的抗震安全度。(3)提出核电站结构不但要求具有显著的减震效果,还应具有稳定的场地适应性。与隔震结构特点相符,铅铋反应堆厂房隔震结构在II-IV场地下的地震响应约是I类场地的2倍。而在所有场地条件下,铅铋反应堆厂房隔震结构在基底剪力方面具有稳定的减震效果,表明铅铋反应堆厂房隔震结构具有很好的场地适用性。