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??? 第三代核電技術通過采用非能動安全系統或增加安全系統冗余度、增設緩解嚴重事故后果的工程措施以及應用數字化儀控系統等先進技術，降低核電站的嚴重事故風險，實現更高的安全目標，主要以美國西屋公司開發的先進壓水堆（AP1000）和法德兩國聯合開發的歐洲壓水堆（EPR）為典型代表。

一、AP1000安全系統組成及特點

AP1000安全系統主要由非能動堆芯冷卻系統、非能動安全殼冷卻系統、裂變產物排出與控制系統、安全殼隔離系統和主控制室應急可居留系統組成。

1.AP1000非能動堆芯冷卻系統。該系統為可能發生的事故提供堆芯應急冷卻能力，主要由余熱排出子系統、安注子系統和安全殼內PH控制子系統組成，主要包括一個非能動余熱導出熱交換器、兩個堆芯補水箱、兩個安注箱、一個PH調整化學藥品的籃筐和一個安全殼內換料水箱，以及相關的閥門、管道和儀表，這些設備均被設置在鋼制安全殼內部。本系統在功能設計上與傳統壓水堆類似，主要也是在發生LOCA事故、彈棒事故、二回路主給水或主蒸汽管道破裂等設計基準事故時為一回路提供硼化和冷卻。

2.AP1000非能動安全殼冷卻系統。其作用是發生破口事故或主蒸汽管破裂事故發生在安全殼內時，排出安全殼內的熱量。主要是以鋼安全殼作為傳熱界面，將空氣從外層屏蔽殼入口引入，通過外部環廊到達底部，在空氣折流板底部轉向180°，進入內部環廊，再沿安全殼內壁向上流動。由于內部環廊空氣被加熱以及水蒸氣的存在，內、外環廊的空氣存在密度差，形成空氣的自然循環，空氣最終從屏蔽殼頂部煙囪排出。在安全殼頂部設有可供使用72小時的冷卻水貯存箱，水依靠重力向下流，在鋼安全殼弧頂和殼壁外側形成一層水膜。當安全殼內壓力或溫度過高時，系統自動開啟。由水膜和空氣的自然循環導出安全殼內的熱量，降低安全殼的壓力，保證安全殼不受損壞。

3.AP1000非能動安全殼裂變產物排出系統。AP1000安全殼大氣中活性物質的排出完全靠沉淀、擴散、熱遷移等自然過程。事故后，如安全殼內放射性活度升高，由防火系統提供的非能動安全殼噴淋系統在安全殼外充氮罐的壓力作用下進行噴淋，以限制裂變產物的釋放，絕大多數非氣態活性物質最終沉積在安全殼地坑冷卻水中。

4.安全殼隔離系統。該系統具有兩道屏障，一道在安全殼外，一道在安全殼內。與傳統壓水堆核電站相比，AP1000的安全殼機械貫穿件（包括閘門）數量大大減少。正常狀態隔離閥處于關閉狀態的比例更高。正常打開的隔離閥也由故障自動關閉，不要求貫穿件具有支持事故后緩解的功能。

5.非能動主控制室可居留系統。該系統在電廠事故后為主控制室提供新鮮空氣并進行冷卻和增壓。在接收到主控制室高輻射信號以后，該系統自動啟動，隔離正常的控制室通風通道并開始增壓。系統中的空氣來自一組壓縮空氣貯存箱，可以維持工作人員繼續居留至少72 小時。

二、EPR安全系統組成和特點

EPR主要以法國N4核電站和德國Konvoi核電站為參考，充分吸收了法國和德國多年核電設計、建造和運行經驗，通過漸進式的模式改進安全系統的設計，提高核電站的總體安全水平和可利用率。EPR安全水平提高的表現：一是安全系統實現了4重冗余，并提供多種備用功能以便在安全系統的所有冗余（設備、系統）都失效時承擔起相應安全功能；二是在設計上考慮了嚴重事故預防和事故后果的緩解。EPR安全設施主要包括安全殼系統、應急堆芯冷卻系統和應急給水系統。

1.安全殼系統。EPR采用雙層安全殼，外層是鋼筋混凝土殼，內層是帶鋼襯里的預應力混凝土殼。主要設計特點：① 考慮了嚴重事故工況，能夠承受燃料組件內鋯氧化產生的氫燃燒可能造成的壓力；② 雙層安全殼之間的環廊保持負壓，保證沒有有害氣體向環境直接泄漏，泄漏到環廊內的氣體經過過濾處理后再向外排放；③ 滿足生物屏蔽和防內部災害、外部災害的要求，還特別考慮了抗飛機撞擊的能力。④ 考慮嚴重事故工況，設有完善的可燃氣體控制系統，包括非能動的催化復合器和氫點火器，假定100%燃料包殼與水反應。⑤ 設有專門的底板保護裝置，發生嚴重事故時，堆芯熔融物熔穿壓力容器后被導流到一個面積約170 m2的展開區，安全殼內換料水池的水以非能動的方式流到展開區，冷卻熔融物，防止底板熔穿，保持安全殼的完整性。⑥ 在設計基準事故時，EPR不需要安全殼熱導出系統（即安全殼噴淋系統）。EPR安全殼熱導出系統在設計上是對付嚴重事故工況的系統，作為最終的緩解措施，在安全級系統失效而導致堆熔的情況下，從安全殼和安全殼內的換料水箱導出熱量，限制安全殼的壓力升高。

2.應急堆芯冷卻系統。該系統主要指安注系統，在設計上，EPR的安注系統和余熱導出系統（RHRS）是共用的。因此EPR的應急堆芯冷卻系統不但執行安全功能，還要執行正常運行的功能。主要設計特點：① EPR安注系統由中壓安注系統、低壓安注系統和安注箱組成，其中，低壓安注系統和余熱導出系統共用同一套系統。安注系統由四個系列組成，每個系列的容量為100%，各對應一個環路，系列之間沒有交叉連接，設備之間實體隔離。② EPR換料水箱設置在安全殼內，與安全殼地坑合二為一，不但提高了水源的可靠性，而且取消了從直接安注到再循環安注的切換。概率風險分析結果顯示，該項設計改進降低了堆芯損壞概率。③ 在電站正常運行期間，EPR安注系統處于直接安注的備用狀態，管道中充滿安全殼內換料水箱的含硼水。接收到安注信號后，安注系統自動啟動，只需啟動安注泵，不需要進行任何閥門切換，即可實現安注功能。④ 在多樣性設計方面，低壓安注系統的第一系列和第四系列裝備了雙冷卻盤管，可以由空氣冷卻的冷凍水系統提供冷卻。維修冷停堆工況下發生失去全部冷卻水情況時，低壓安注系統的第一系列和第四系列仍可以工作，為反應堆冷卻劑系統提供補水。

3.應急給水系統。當蒸汽發生器主給水系統失效時，應急給水系統確保向蒸汽發生器供水，并且與蒸汽發生器大氣釋放閥（或安全閥）一起作用將堆芯的余熱排出，使電廠恢復并保持在安全狀態。EPR的應急給水系統包括四個相同系列，分別布置在四個安全廠房內，每個系列包括一個儲水箱和一臺電動泵。應急給水系統的四臺電動泵由四臺應急柴油發電機作為應急電源，另外還有兩臺小的柴油發電機作為發生全廠斷電時第一、第四區安全廠房中的電動泵的備用電源。應急給水系統具有專門的入口管嘴，可將應急給水分配至蒸汽發生器冷、熱兩側的環行下降空間。應急給水系統與主給水系統間的實體分隔以及相關的設計可以消除水錘現象的威脅，并使溫度分層的影響降至最低。