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全面啟動(dòng)在運(yùn)在建核電站應(yīng)對(duì)超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故安全技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目(一)
發(fā)布時(shí)間:2012-04-23 來(lái)源:國(guó)家能源局

一、“非能動(dòng)應(yīng)急電源(高容量蓄能系統(tǒng))與高位冷卻水源系統(tǒng)研發(fā)”項(xiàng)目

針對(duì)核電站在超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故引發(fā)喪失電源和冷卻水源的情況下,研發(fā)在核電廠現(xiàn)有設(shè)計(jì)中增加后備應(yīng)急電源和高位冷卻水源的方案,實(shí)現(xiàn)嚴(yán)重事故的預(yù)防和緩解。項(xiàng)目分“核電廠應(yīng)急高容量蓄電池蓄能系統(tǒng)研發(fā)”和“核電廠非能動(dòng)應(yīng)急高位冷卻水源系統(tǒng)研發(fā)”兩個(gè)子課題:

1.核電廠應(yīng)急高容量蓄電池蓄能系統(tǒng)研發(fā)

該課題目標(biāo)是:用高容量蓄電池蓄能系統(tǒng)作為核電站應(yīng)急電源系統(tǒng)的后備應(yīng)急電源,在核電站發(fā)生嚴(yán)重事故與極端自然災(zāi)害,導(dǎo)致失去所有應(yīng)急電源(包括柴油機(jī))后,作為后備應(yīng)急電源,完成電廠安全供電功能。主要研發(fā)內(nèi)容是:建設(shè)一座4MWh高容量蓄能系統(tǒng)示范工程,具備取代LLS(水壓試驗(yàn)泵汽輪發(fā)電機(jī))系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)一臺(tái)ASG(輔助給水系統(tǒng))電動(dòng)泵運(yùn)行的能力。技術(shù)方案是:新建蓄能系統(tǒng)包括“固定式蓄能系統(tǒng)”和“移動(dòng)式蓄能系統(tǒng)”,將該系統(tǒng)做為核電站現(xiàn)有應(yīng)急電源LLS系統(tǒng)的后備電源,一方面通過(guò)LLS系統(tǒng)給(9RIS011PO)主泵軸封注水泵和主控室應(yīng)急照明(E360CR)供電,維持一回路完整性和提供主控室重要監(jiān)控儀表工作電源;另一方面通過(guò)接入應(yīng)急電源系,給一臺(tái)電動(dòng)輔助給水泵(ASG)供電。

2.核電站非能動(dòng)應(yīng)急高位冷卻水源系統(tǒng)研發(fā)

該課題目標(biāo)是:增加應(yīng)急冷卻水源儲(chǔ)水和輸水裝置,在核電站事故工況下,通過(guò)電站專設(shè)安全系統(tǒng)上增設(shè)的預(yù)留接口,將外部冷卻水源引入電站相應(yīng)安全系統(tǒng),確保堆芯和乏燃料冷卻。主要研發(fā)內(nèi)容是:在現(xiàn)場(chǎng)60米高地上增加應(yīng)急冷卻水源儲(chǔ)水和輸水裝置,實(shí)現(xiàn)輔助給水儲(chǔ)存箱、換料水箱和乏燃料水池的非能動(dòng)重力補(bǔ)水。該裝置不僅滿足防水淹的要求,同時(shí)針對(duì)不同廠址分別按0.3g和0.2g的抗震要求制定設(shè)計(jì)方案; 對(duì)于平原地帶核電站,擬考慮氣體覆蓋的方式實(shí)現(xiàn)增壓供水。其技術(shù)方案是:在該系統(tǒng)增加移動(dòng)泵和后備水源,實(shí)現(xiàn)通過(guò)ASG系統(tǒng)為蒸發(fā)器注水并通過(guò)二回路排出堆芯余熱;實(shí)現(xiàn)通過(guò)RIS(安注系統(tǒng))安注管線為一回路注入冷卻水,避免高壓熔堆和壓力殼失效,通過(guò)安全殼噴淋管線為安全殼噴淋,通過(guò)為PTR系統(tǒng)給乏燃料池注入冷卻水,確保乏燃料冷卻。

二、核電站嚴(yán)重事故預(yù)防與緩解的研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證項(xiàng)目

針對(duì)類似日本福島核事故中乏燃料貯存設(shè)施所暴露的安全問(wèn)題,開(kāi)展嚴(yán)重事故預(yù)防與緩解措施的研究與試驗(yàn)驗(yàn)證,從嚴(yán)重事故預(yù)防、緩解以及應(yīng)急等方面減輕事故影響,降低核電對(duì)環(huán)境可能造成的危害。項(xiàng)目分“核電廠乏燃料貯存設(shè)施的安全研究”、“嚴(yán)重事故預(yù)防與緩解措施研究”和“電廠損傷狀態(tài)評(píng)價(jià)程序以及核應(yīng)急體系響應(yīng)能力評(píng)估方法研究”三個(gè)子課題。

1.核電廠乏燃料貯存設(shè)施的安全研究

該課題主要是:確定導(dǎo)致燃料元件損壞的主要事故序列及向環(huán)境釋放的源項(xiàng),找出核電廠乏燃料貯存設(shè)施的薄弱環(huán)節(jié)并提出改進(jìn)建議,將研究成果應(yīng)用于核電廠,并開(kāi)發(fā)相應(yīng)的嚴(yán)重事故管理導(dǎo)則。研發(fā)內(nèi)容包括:調(diào)研國(guó)內(nèi)外與乏燃料貯存設(shè)施的安全分析相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、論文、研究報(bào)告等資料,開(kāi)展乏燃料貯存設(shè)施的安全分析,始發(fā)事件分析、數(shù)據(jù)整理收集和部分熱工水力計(jì)算、開(kāi)展外部事件的概率安全分析等。技術(shù)方案是:采用事件樹(shù)/故障樹(shù)的分析方法和Risk Spectrum計(jì)算程序進(jìn)行概率安全評(píng)價(jià),開(kāi)展核電廠乏燃料貯存設(shè)施的安全研究工作。

2.嚴(yán)重事故預(yù)防與緩解措施的研究與試驗(yàn)驗(yàn)證

該課題主要是:評(píng)價(jià)當(dāng)前電廠緩解嚴(yán)重事故的能力;提出嚴(yán)重事故管理所需系統(tǒng)、設(shè)備及相關(guān)儀表的技術(shù)要求;開(kāi)發(fā)并試驗(yàn)驗(yàn)證堆腔注水系統(tǒng)、非能動(dòng)安全殼冷卻、非能動(dòng)二次側(cè)冷卻系統(tǒng);開(kāi)發(fā)完備的嚴(yán)重事故管理導(dǎo)則。研發(fā)內(nèi)容包括:對(duì)國(guó)外已發(fā)生過(guò)的嚴(yán)重事故進(jìn)行調(diào)研和后果分析;開(kāi)展概率論和確定論分析,提出嚴(yán)重事故管理所需系統(tǒng)、設(shè)備及相關(guān)儀表的技術(shù)要求;對(duì)可能用于嚴(yán)重事故預(yù)防與緩解的措施進(jìn)行理論分析和驗(yàn)證研究;開(kāi)發(fā)上述措施的嚴(yán)重事故管理導(dǎo)則。技術(shù)方案是:調(diào)研國(guó)際上嚴(yán)重事故有關(guān)研究,評(píng)價(jià)國(guó)內(nèi)當(dāng)前電廠應(yīng)對(duì)嚴(yán)重事故的能力;篩選嚴(yán)重事故所需系統(tǒng),通過(guò)概率論和確定論分析,提出技術(shù)要求;結(jié)合ACP1000項(xiàng)目,進(jìn)行反應(yīng)堆堆腔注水系統(tǒng)、非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)、非能動(dòng)二次側(cè)冷卻系統(tǒng)的研究工作。

3.電廠損傷狀態(tài)評(píng)價(jià)程序以及核應(yīng)急體系響應(yīng)能力評(píng)估方法研究

該課題主要是:提出電廠損傷評(píng)價(jià)方法,開(kāi)發(fā)電廠損傷評(píng)價(jià)程序。研究并提出核應(yīng)急體系響應(yīng)能力評(píng)估的方法,建立核應(yīng)急響應(yīng)能力評(píng)估指標(biāo)體系,并對(duì)我國(guó)核應(yīng)急體系能力開(kāi)展實(shí)際的案例評(píng)估分析,驗(yàn)證該方法的科學(xué)性和有效性。研究?jī)?nèi)容包括:調(diào)研國(guó)內(nèi)外堆芯損傷評(píng)價(jià)方法以及國(guó)內(nèi)外用于評(píng)價(jià)電廠嚴(yán)重事故緩解系統(tǒng)狀態(tài)的評(píng)價(jià)方法;改進(jìn)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有堆芯損傷評(píng)價(jià)程序;研究并提出核應(yīng)急體系能力評(píng)估的方法,對(duì)我國(guó)核應(yīng)急體系能力開(kāi)展實(shí)際的評(píng)估分析,驗(yàn)證該方法的有效性。技術(shù)方案是:調(diào)研現(xiàn)有電廠損傷評(píng)價(jià)方法,并對(duì)比分析電廠監(jiān)測(cè)參數(shù)與電廠系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的電廠參數(shù),評(píng)價(jià)堆芯損傷和系統(tǒng)可用性。分析我國(guó)應(yīng)急相關(guān)法律法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合國(guó)情,提出應(yīng)急響應(yīng)能力評(píng)估方法與指標(biāo)體系,選擇代表性對(duì)象,進(jìn)行案例分析。

三、核電廠抗震能力提升及超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)地震裕量分析研究

針對(duì)地震時(shí)核電廠確保安全停堆、余熱排出以及乏燃料儲(chǔ)存安全有關(guān)的系統(tǒng)、設(shè)備、結(jié)構(gòu)開(kāi)展抗震能力研究,并對(duì)超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)地震進(jìn)行裕量分析評(píng)估,研究核電廠抗震的薄弱環(huán)節(jié),以便通過(guò)設(shè)計(jì)改進(jìn),提升核電廠的抗震能力。

研究?jī)?nèi)容包括:對(duì)在役和在建核電廠,評(píng)估其現(xiàn)有抗震能力,研究以局部設(shè)計(jì)改進(jìn)提升抗震能力至0.25g的可能性和措施;研究全面設(shè)計(jì)改進(jìn)二代加核電措施,用確定論方法將核電廠設(shè)計(jì)基準(zhǔn)地震提升至0.3g,達(dá)到三代核電機(jī)組AP1000的設(shè)計(jì)水平;對(duì)薄弱系統(tǒng)提出應(yīng)對(duì)措施,提升核電廠的抗震能力。技術(shù)方案是:用確定論的方法評(píng)估CPR1000核電廠現(xiàn)有抗震能力,進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)、提升抗震能力,最后采用地震裕量分析方法分析超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)地震下核電廠的抗震裕度,并提出改進(jìn)措施。

四、“核電廠超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)外部水淹及乏燃料熔化事故研究和應(yīng)對(duì)措施”項(xiàng)目

針對(duì)核電站超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)外部水淹和乏燃料熔化兩個(gè)嚴(yán)重事故工況,開(kāi)展安全分析研究,形成安全評(píng)價(jià)報(bào)告,并提出改進(jìn)措施和建議。項(xiàng)目分“核電廠防超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)外部水淹能力評(píng)估”和“乏燃料水池安全性分析與改進(jìn)建議”兩個(gè)子課題:

1.核電廠防超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)外部水淹能力評(píng)估

該課題目標(biāo)是:針對(duì)典型廠址和具體案例,確定主要水淹源,掌握外部水淹概率安全分析的方法,并在資料調(diào)研基礎(chǔ)上評(píng)價(jià)外部水淹的頻率和嚴(yán)重程度。主要研發(fā)內(nèi)容是:研究外部水淹安全分析、核電廠防外部水淹能力的評(píng)價(jià)方法、研究核電廠放外部水淹相關(guān)的設(shè)施設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)方案是:結(jié)合典型的核電廠廠址,通過(guò)外部事件的識(shí)別和篩選,確定主要的外部水淹源,而后進(jìn)行外部水淹概率安全分析方法和核電廠放外部水淹能力評(píng)價(jià)方法的調(diào)研,在此基礎(chǔ)上,結(jié)合國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)研,提出相關(guān)設(shè)施設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

2.乏燃料水池安全性分析與改進(jìn)建議

該課題目標(biāo)是:評(píng)價(jià)乏燃料水池中的放射性向環(huán)境釋放的風(fēng)險(xiǎn),識(shí)別核電廠乏燃料水池的薄弱環(huán)節(jié),針對(duì)目前的核電廠設(shè)計(jì)提出相應(yīng)的改進(jìn)建議。主要研發(fā)內(nèi)容是:廣泛調(diào)研乏燃料貯存設(shè)施的安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、導(dǎo)則等,對(duì)國(guó)內(nèi)運(yùn)行和在建核電廠乏燃料貯存設(shè)施進(jìn)行安全研究,確定導(dǎo)致燃料元件損壞的主要事故序列,識(shí)別乏燃料貯存設(shè)施的薄弱環(huán)節(jié),提出相應(yīng)的改進(jìn)建議。技術(shù)方案是:在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上,參考已完成的乏燃料貯存設(shè)施的確定論和概率論安全分析方法和主要外部災(zāi)害(地震災(zāi)害等)的概率安全分析方法,完成乏燃料貯存設(shè)施的安全分析,并結(jié)合國(guó)際上乏燃料貯存設(shè)施安全分析的研究成果,歸納提高乏燃料水池安全性的措施和建議。

五、“非能動(dòng)安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)和二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)研發(fā)”項(xiàng)目

針對(duì)嚴(yán)重事故工況下反應(yīng)堆余熱排出這一重要事故緩解措施,研發(fā)非能動(dòng)安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)和二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)。項(xiàng)目分“非能動(dòng)安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)研發(fā)”和“二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)研發(fā)”兩個(gè)子課題:

1.非能動(dòng)安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)研發(fā)

該課題目標(biāo)是:掌握非能動(dòng)安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)技術(shù),評(píng)價(jià)非能動(dòng)安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)的可行性和有效性,獲得合理的非能動(dòng)安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)配置方案。主要研發(fā)內(nèi)容包括:非能動(dòng)安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)總體方案研究、實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)與研究方案研究、非能動(dòng)安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置建造、非能動(dòng)安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)實(shí)驗(yàn)。技術(shù)方案是:通過(guò)開(kāi)展系統(tǒng)管道內(nèi)冷卻水流動(dòng)傳熱特性實(shí)驗(yàn)和熱工水力數(shù)值模擬分析,改進(jìn)系統(tǒng)的排熱能力,保證穩(wěn)定自然循環(huán)的建立。對(duì)最終設(shè)計(jì)結(jié)果,開(kāi)展系統(tǒng)工程驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),評(píng)價(jià)系統(tǒng)對(duì)策的可行性和有效性。

2.二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)研發(fā)

該課題目標(biāo)是:突破二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)關(guān)鍵技術(shù),掌握系統(tǒng)阻力、系統(tǒng)壓力、系統(tǒng)布置、設(shè)備容量和性能等參數(shù)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)運(yùn)行特性的影響,獲得合理的非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)配置方案。主要研發(fā)內(nèi)容包括:二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)總體方案與功能布置研究、關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)研究,以及二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)研究、安裝、調(diào)試、實(shí)驗(yàn)。技術(shù)方案是:對(duì)事故冷卻水箱、應(yīng)急余熱排出冷卻器、應(yīng)急補(bǔ)水箱等關(guān)鍵設(shè)備的設(shè)計(jì)研究與性能優(yōu)化;利用RELAP5/MOD3程序模擬研究二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)的排熱能力;開(kāi)展二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)流動(dòng)和傳熱特性實(shí)驗(yàn)研究以及啟動(dòng)方式實(shí)驗(yàn),模擬事故后的衰變熱變化情況,研究系統(tǒng)及參數(shù)的運(yùn)行特性。(未完待續(xù))

(國(guó)家能源局能源節(jié)約和科技裝備司)

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