重大核科学工程

重重大大核核科科学学工工程程重大核科学工程·中国实验快堆3中国实验快堆（CEFR）1CEFR工程进展汪尧2005年，工程建设取得新的进展，工程质量处于受控状态，项目管理水平进一步提升。继2004年11月完成主工艺施工设计后，工程全部施工设计于2005年10月完成。2005年11月，完成实体防卫系统的订货后，标志着工程大型机电类物项的订货工作全部完成。2005年8月11日，堆容器首批安装部件到货并开始堆本体设备现场安装，实现了工程又一重大节点。堆容器现场安装施工进展顺利，底封头组合件和堆内支承结构均已吊入堆坑进行焊接。并完成以下工作：1)首次进钠相关的钠接收与二回路钠充排系统；2)二次氩气分配系统、氩气接收系统、真空系统、膨胀石墨灭火剂喷洒系统、钠火消防系统等系统的安装和交调后，并于年底完成系统调试，为核级钠进场创造了条件；3)00子项（室外工程）及05子项（应急柴油发电机厂房）的土建施工；4)全部调试管理程序的编制，调试技术文件、运行规程和安全分析、环评报告的编制也基本满足总体计划要求。目前，工程已全面转入安装调试阶段。2005年，按照“大力协同，全面推进，抓住主线，确保节点”的指导思想，通过明确技术负责人和细化岗位目标，抓责任落实，提高了执行力度；通过质量专题活动，加强质量控制和体系完善；通过分级协调和专项管理，加强了进度控制；通过规范合同管理和费用预算管理，强化了投资控制。一年来，快堆工程部认真执行国家和上级部门的有关规定，积极配合各项检查，特别为工程调整概算审查和设计、进度和控制“三确认”工作进行了充分的准备。2CEFR工程技术研究平台建设规划周培德中国原子能科学研究院从2004年开始启动院总体发展建设规划工作。新时代工程咨询有限公司受国防科工委委托于2005年10月19日对“中国原子能科学研究院总体发展规划方案”进行了评审。院总体发展规划方案包括35个子项，其中第01子项是CEFR工程技术研究平台。新时代工程咨询有限公司于2005年11月16日对01子项进行了评审。本文简要介绍CEFR工程技术研究平台项目建议书的主要内容，包括建设的必要性、建设内容、平台形成的能力等。1)建设必要性从我国核能发展战略要求、国际先进核能系统发展趋势、支撑我国快堆工程“三步走”发展步骤的需要这三个层面，反映出快堆工程技术的重要性，以及我国建设快堆工程技术研究平台的必要性和紧迫性。4中国原子能科学研究院年报2005发展快堆工程技术是我国建立闭式燃料循环体系的必然要求，也符合国际先进核能系统的发展方向。目前，我国实验快堆已进入安装调试阶段。原型快堆规划约2020年建成。商用快堆设想约2035年建成并推广，这个时间与国际上提出的实现先进核能系统应用的时间基本一致。这种发展步骤的实现一方面借鉴国外快堆工程技术发展的经验，另一方面我国需要尽快建立功能完整的快堆工程技术研究平台。2)建设内容根据对快堆工程技术研究平台的定位和功能要求，以及建设项目的性质，提出了如下建设方案：首先完成实验快堆的配套设施建设，充分利用已有的基础和条件，根据支持我国快堆工程发展步骤的需要和先进核能系统的技术发展要求，新建一批研究设施。建设安排在“十一五”和“十二五”期间进行。在本次中国原子能科学研究院总体发展建设规划中，快堆工程技术研究平台项目的建设内容包括4个方面：实验快堆的配套设施；快堆技术基础研究设施；快堆工程技术研发设施；先进核能系统中有关快堆技术的研发设施。掌握运行维护技术是建造实验快堆的重要目的之一。建立配套的运行维护设施不仅对实验快堆是必要的，且是我国自主发展快堆型核电站的基础之一。对于实验快堆配套设施，主要建设运行、维修培训设施和维修技术研究实验室，其中最重要的是基于仿真技术的实验快堆运行模拟机以及各种专家系统。对于现有的快堆技术基础研究设施，存在3方面的问题：（1）现有设施的能力不能满足工程发展的需要，设施或建筑陈旧；（2）现有设施涵盖的研究内容存在明显的缺项，特别是与冷却剂钠相关的工艺技术、分析监测技术，安全技术、材料技术等的研究条件不足；（3）缺乏池式结构快堆的热工水力和安全基础研究条件。通过平台建设将完善钠工艺技术研究条件，新建铯阱、冷阱和钠蒸汽阱的研究设施；新建钠中放射性核素的分析检测设施；新建钠火、废钠处理研究设施；完善钠中杂质和覆盖气体中杂质的分析检测条件；完善钠与材料相互作用的研究条件。仪控电技术可认为是一基础技术。快堆由于工作介质、过程检测参数、反应堆动态特性、事故初因、控制保护参数类型等与压水堆有较大的差别，同时鉴于数字化监控技术在核电站中有广泛应用的趋势，要求建立相应的研究设施，进行检测技术研发，特别是数字化监控系统技术的开发等。与快堆工程技术研发设施有关的建设内容包括设计条件、设计实验验证设施、关键设备样机考验设施、堆实验和考验条件等4个方面。实验快堆的设计工作已全部结束，从现有条件和设计总结经验反馈看，个别专业的设计条件明显不足，采用三维设计、三维分析计算对工程来说非常必要，是减少设计变更，提高设计综合能力、论证安全性等的最好手段。为此，关于设计条件建设，规划了3项内容：研究设计软件的补充、并行计算条件的建立以及设计管理系统的建立。为中国实验快堆共进行了45项设计实验验证。由于硬件条件的限制，堆芯物理零功率模拟实验、事故余热导出堆本体模拟实验，与俄供设备相关的设计验证等共14项技术含量高、需要大型设施的设计验证工作只能在俄罗斯进行。对于设计实验验证设施，规划建设池式快堆堆本体热工和堆芯余热导出综合实验装置。新建的装置能满足中国原型快堆堆设计研究和设计验证需要，同时能用于实验快堆的安全研究。一个国家能够自主建造快堆的重要标志之一是关键设备的国产化。实验快堆的大部分关键设备从国外进口。建立关键设备样机的考验装置是实现关键设备国产化的重要条件。规划建设的钠设备综合考验装置，将用于钠阀门、钠泵、钠仪表等的国产化样机的考验。实验快堆的换料和燃料工艺运输系统是完整的，但还没有考验件入堆前的试验、检验装置。为在实验快堆上开展MOX燃料、新型燃料、试验性生产组件等入堆考验，必须建立考验件入堆前的实验装置。为此目的，规划新建一套燃料组件堵流实验装置，同时改造一条90年代初从意大利引进的燃料组件耐久性考验和热冲击试验回路，为快堆燃料组件的国产化服务。重大核科学工程·中国实验快堆5先进核能系统技术的研发是快堆工程技术研究的内容之一。先进核能系统的显著特点是：可持续性、经济性、高安全性和高可靠性。在我国快堆工程发展进程中，应加强实现上述特点的技术的研发。中国实验快堆和规划建设的原型快堆已经朝这种技术特点发展。比如在原型快堆总体技术方案中提出了采用非能动停堆系统的技术路线，以实现高安全性。对于非能动停堆系统的研发，需要经过材料试验、原理实验、样机试验、工程考验等环节。为此，需要一个功能齐全的快堆工程技术研究平台，综合利用平台的功能和发挥综合优势，实现技术创新。3)形成能力经过建设，快堆工程技术研究平台的能力将有明显提升，主要表现在：平台具有支持CEFR安全运行、辐照考验、设备维护和主要进口设备国产化设计和考验能力；具有进行600MWe中国原型快堆的自主设计能力和进行绝大部分设计验证的能力；具有承担开展先进核能系统技术国际合作研发项目的能力。通过快堆工程技术研究平台的建设，我国将成为世界上第8个具有快堆自主研发能力的国家。快堆工程技术研究平台建设内容可细分为31小项，包括已有办公楼、实验大厅的改造、旧实验室的搬迁、已有装置的改造、新建建筑的建设、新建装置、设施的建设等类型。快堆工程部将根据审评意见和经费情况对建设内容进行适当调整。另外，各小项建设内容的技术方案、计划进度和设备（材料）清单还需要细化，达到建设项目正式立项的要求。3CEFR最终安全分析报告编写情况周培德CEFR最终安全分析报告（FSAR）是实验快堆执照申领应提交的技术文件之一。快堆工程部根据实验快堆工程二级网络进度计划提出了2005年完成报告书初稿编写的目标。CEFR最终安全分析报告主要参考和依据下列文件编制：“CEFR安全分析报告格式与内容”、“核电厂安全分析报告的标准格式与内容”、“核电厂安全分析报告的标准格式与内容——液态金属冷却快中子增殖堆版本”、“CEFR初步安全分析报告（修改版）”、CEFR施工设计文件和调试文件等。在各章编制中，特别强调了在标准格式与内容中指出的仅适用于FSAR的节或条的编写。CEFR最终安全分析报告的框架与PSAR类似，仍分18章，且各章包含的节也基本没变。报告书的编制由快堆工程部和核工业第二研究设计院共同承担。截止2005年年底，完成了共11章的编写，有3章完成了约一半的编写工作，有4章还处于编写过程中。部分章节未完成编写的主要原因是受一些条件的限制，如缺少系统手册、运行组织模式还未确定、部分系统的调试结果需写到报告中、事故分析手段未能实现升级、缺乏近几年的现场气象观测数据等。但也有组织管理不到位、编写人员不够重视等原因。完成未编写部分的编写，完成整个报告的定稿和出版是快堆工程部2006年的一项重要软工作。在下一步工作中应重视以下几个问题。1)加强校核的组织工作。从目前已完成的编写内容看，各章之间的论述和数据还需要协调和统一，各章的内容是否达到FSAR的要求、部分节目的内容是否应删减等需要判定。组织有统筹决策能力的校核小组进行校核是保证FSAR质量的重要条件。2)重视PSAR中及PSAR审评过程中的承诺。在FSAR中应对所做承诺的完成情况和结果进行说明。3)为满足FSAR编写的进度要求，应对调试项目的安排和进度提出建议。4)提高FSAR重点章节的编制质量。FSAR和PSAR有大部分内容是类似的。国家核安全局和6中国原子能科学研究院年报2005审评单位将会对FSAR中的部分章节重点审查，比如变化较大的章节，论述充分细化的章节等。为此，应提高第14章、16章、17章等的编制质量。同时，应对国家核安全局认为可并入FSAR中解决遗留问题进行重点论述，重视这些问题的计算分析和论证分析，这些问题包括：(1)不同标准系列之间的衔接；(2)堆内构件的流致振动；(3)钠水反应；(4)设备的环境鉴定；(5)在役检查；(6)火灾危害性分析等。4CEFR环境影响报告书编写情况周培德，姜希文，陈凌CEFR环境影响报告书（申请首次装料、运行阶段）是实验快堆执照申领应提交的技术文件之一。快堆工程部根据实验快堆工程二级网络进度计划提出了2005年完成报告书初稿编写的目标。中国原子能科学研究院环境影响评价中心具有甲级环评资格，又是实验快堆建造阶段环境影响报告书的编制单位。快堆工程部把现阶段环境影响报告书的编制任务委托给了该环境影响评价中心，并签订了编写合同。快堆工程部和院环境影响评价中心分别就报告书评价与编制依据的文件、评价的目的和要求、报告书的质量保证、报告书编写的分工、与报告书有关的应先期完成的工作等进行了讨论和协商，并在合同技术附件中明确规定。报告书评价与编制依据的文件有：《中华人民共和国放射性污染防治法》、国务院令253号《建设项目环境保护管理条例》、国家环境保护局令第3号《放射环境管理办法》、核设施环境保护管理导则《研究堆环境影响报告书的格式与内容》HJ/T5.1-93、核设施环境保护管理导则《核电厂环境影响报告书的内容和格式》NEPA-RG1。对本阶段报告书评价的目的是：根据放污法的要求，申请实验快堆的首次装料和运行。在本阶段报告书中，要求通过就地调查和实验的手段提供实验快堆厂址和评价区域的实测环境资料，提供实验快堆的运行参数和施工设计源项，提出三废申请排放量，提供实验快堆安全和环境保护设施的安装调试资料，论述三废治理设施的建造性能和质量等。结合厂址周围现在的环境状况，评价实验快堆正常运行和事故工况下的环境影响，评估实验快堆的潜在环境影响是否可以接受。本阶段报告书还要求回答前两个阶段环评中承诺事项的完成情况。为满足报告书的编制要求，院环境影响评价中心列出了与报告书有关的应先期完成或提供资料的工作内容，主要包括：堆芯放射性贮量和正常运行工况三废排放量的估计；三废系统安装和