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中国核电0CHINANUCLEARPOWER▲第8卷第4期2015年12月发“华龙一号”安全特性分析邰江(中国核电工程有限公司,北京100840)摘要:“华龙一号”采用177组先进燃料组件、先进的堆芯测量系统和反应堆冷却剂系统,提高了核电厂的固有安全性和堆芯热工裕量。在系统设计方面,配置了能动和非能动相结合的安全系统,核电机组具有完善的超设计基准事故、严重事故应对措施。“华龙一号”采用单堆布置、双层安全壳,实现了布置优化和实体隔离,有效降低了安全系统共模失效问题。这些设计使得“华龙一号”安全性达到了三代核电技术的先进水平。关健阏:“华龙一号”;安全特性;能动系统;非能动系统;单堆布置中阌分类号:TL48文献标志码:A义章编号:1674-1617(2015)04029307SafetyCharacteristicsof"HualongOne"TAIJiang(ChinaNuclearPowerEngineeringCo.,Ltd.,Beijing100840,China)Abstract:The177fuelassemblies,advancedin-coreinstrumentationsandreactorcoolantsystem,areadoptedin“HualongOne”?Theinherentsafetyofreactorandthethermalmarginofreactorcorehavebeenimproved.Active+passivesafetysystemareusedin“HualongOne”,anddiverseapproachesareavailablein“HualongOne”toperformsafetyfunctionsbothinDBAandBDBA/SAconditions.Singleunitlayoutanddouble-shellcontainmentprovidingphysicalseparation,andreducinginteractionbetweenunits.ThesedesigncharacteristicsmeetsthelatestrequirementsofthirdgenerationPWR.Keywords:MHualongOneM;safetycharacteristics;activesafetysystem;passivesafetysystem;singleunitlayoutCLCnumber:TL48Articlecharacter:AArticleID:1674-1617(2015)040293-07“华龙一号”是中核集团和中广核集团在1我国30余年核电科研、设计、制造、建设和新,经验基础上,充分借鉴国际三代核电技术先进理、"念,采顧际最高安全标准研发设计的三代核电机型。本文从反应堆设计、系统设计、厂房设计繼件数量从M310机组的157组增加到177组’等方面阐述了“华龙一号’,的安全特性在提高堆芯额定功率的同时,降低了平均线功率密度,既增加了核电厂的发电能力,又提高了电收稿日期:2015-09—01作者简介:邰江(1965—),男,河北唐山人,学士,现从事核电厂设计及设计管理工作。293NuclearPowerR&D核电研发厂运行的安全裕量(堆芯热工裕量大于15%)。而实现离散的堆芯水位测量。图1为“华龙一号”反应堆堆芯布置图,图2为燃采用堆内自给能探测器信号的堆芯在线监测料组件示意图。系统能够更精确地计算堆内的功率分布、线功率1.2先进堆芯测量系统密度和DNBR,能准确直观地描述堆芯的运行状先进堆芯测量系统包括堆芯中子通量测量子况供操纵员使用,从而更有效地防止燃料棒线功系统、堆芯温度测量子系统、堆芯水位测量子系率密度超限和发生偏离饱和沸腾,确保燃料组件统、堆芯在线监测子系统等。的完整性,从而提高核电厂的安全性。图3为堆芯堆芯中子通量测量子系统从堆顶插人堆芯,测量系统示意图。并固定在堆芯的自给能中子探测器上,实时测量I.3反应堆冷却剂系统设计并计算堆芯中子通量分布,为堆芯在线监测系统反应堆冷却剂系统主要从以下几方面提高安提供堆芯三维功率分布等计算输入数据。全性能:堆芯温度测量采用热电偶进行连续测量,改1)由于堆芯额定功率和NSSS额定热功率增进的堆芯中子通量测点布置与热电偶测点重合。加,因此在设计中选用换热面积增大的ZH65型蒸为减少反应堆堆顶贯穿件数量,优化堆顶仪表导汽发生器,在保证堆芯安全裕量的前提下,进一向和支撑结构设计,堆芯热电偶与自给能中子探步提高电厂额定功率。测器组合成探测器组件。2)稳压器的总容积增大到51m3,提高稳压由于取消了反应堆底部贯穿件,无法釆用差器的比容积,在系统升温、负荷阶跃变化、甩负压法测量反应堆压力容器的水位,必须采用新的荷等工况下,更好地补偿压力波动,提高系统的测量方法从堆顶进行直接测量。利用水和水蒸气运行稳定性。的物性参数存在较大差别来判断汽水分界面,从3)由稳压器上部引出快速卸压管道,分成RPNMLKJHGFEDCBA01|J0711G03 ̄||E1411^03 ̄|R08|0102|F04||D13||NEw|p^|NEw|[N^|>ffiw|[ ̄M^K04|0203|H07||nEw|nEw|nEw||F141|K14||nEw|NEW|^NEWj|G08|03〇4Ml。NEw|nEw||C11|| ̄014 ̄||K06|「NEW11H1211J14j[^l ̄||NEW||nEw||D10|〇405C12NEw||E13||nEw||Gll ̄||NEW|[ ̄^ ̄||NEW||NEW|[ ̄L1311NEW11N12|0506|H15||nEw||nEw|jB091E09||nEw||CIO|NEwj|F13||nEw|丨L0911P0911NEW11NEWj|G07|0607|N09||nEw|B1011D08||nEw|C0611D1211H1411M1211K13|nEw|F0611BIO||nEw||C09|〇708B05||nEW ̄||Eli|pEw|K08|「NEW11B0811B11|| ̄^ ̄||nE\v||F081NEW11L051NEwj|PI丨|〇809|N07j|nEw||B0611K10||nEw||F0311D04j|H0211M0411N10j|nEw||M081P061NEW11C07|〇910|J0911NEW ̄||NEW1|E07|「NEW|丨K03丨|NEW丨|N06j|NEWj| ̄7〇7 ̄|P07|nEw||nEw||H01|1〇11C04||nEw||E03||nEw||G05丨[NEW|丨HiO ̄jNEW11J051NEW11L0311NEW丨|N04|1112|M06丨|NEW ̄||NEW||G02|^ ̄H04 ̄||NEW|| ̄Fi〇 ̄||J0211N0511NEW11NEW11D06]1213J0811NEwj|NEW||nEw||F02|「EOS丨|K02jNEWj^NEw||NEWj|^j〇9 ̄|1314|F12|D03||NEw||N^|^w||N^|NEw|pM03 ̄[|K12|1415|AOS11G1311L02j|J1311G09|15RPNMLKJHGFEDCBA图1反应堆堆芯布置图Fig.lTheconfigurationofreactorcore294中国核电fCHINANUCLEARPOWER^第8卷第4期2015年12月压紧弹簧?^SsSsM:二零中间格架-ffmiWmr響:\#r锆合金包壳繼下管座下端塞一}|图2燃料绀件示意图Fig.2Thefuelassembly(1A连接板—1——1—*n_I自给能信号自给能信号f匚 ̄ ̄1处理柜I处理柜IV/^ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄1EH电1,、士压力容器内部网络接插件A水位测量z探测器|「—,〕f函idDCSiIiiii■一—一-i中丨M系!/\1堆芯冷却监测|/f\|1机柜vZZV阌3堆芯测量系统示意图Fig.3Thein—coreinstrumentation两个系列,每个系列由1台电动闸阀和1台电动截到稳压器卸压箱。图4为稳压器快速卸压7K意图。止阀组成,两个系列的快速卸压管线都排放到稳4)加强了低温工况的超压保护措施,增加压器顶部的排放环管上,通过稳压器排放管排放了稳压器安全阀提供低温超压保护。295NuclearPowerR&D核ill研发快速卸效的、经过工程验证的。非能动安全系统可以有^效应对动力源丧失,以非能动安全系统作为能动L?.?车安全系统的补充,可在保证技术成熟性的同时,X—大幅提高安全性。图5为核岛安全系统示意图。红色为能动安卸压箱全系统,包括安全注人系统(安注)、安全壳喷淋系统(安喷)、辅助给水系统;绿色为非能动安全系统,包括安全壳消氢系统、非能动安全壳麵导出系统、二次侧余热排出系统。能动非能丨妇4咖器快速卸丨K示細动系统:堆腔注水冷却系统。Fig.4FastdepressurizationsystemfortheRCS5)目前,国内运行和在建压水堆核电厂在中L〇CA(反应堆冷却剂丧失)事故情况下必须F/丨▲▲……\3依靠操纵员手动停运主泵来缓解事故后果。为解rrJ决此问题,设计考虑增加中破口失水事故下自动g停运反应麟删雜号一酿堆冷麵雜illII压差低信号与安注信号符合;降低冷却剂丧失速丨L|_l—率,缓解事故后果,同时增加操作员应对事故的丨]QI准备时间,减少事故过程中人因的影响。J"j ̄1Y*'H||卜厂6)压力容器高位排气系统具有以下功能:&MI'"P-,①在停堆维修和换料前、后,反应堆压力容器顶ls__J|Ld0.U部的正常排气;②在事故后期,针对大量积聚在|||VV压力容器顶部的非凝结性气体,在主控制室由操,,叫1U11□作员手动操作将气体排放到稳压器卸压箱中去,―一I丨从而防止这些非凝结性气体对反应堆堆芯传热的1—丨IJj-影响,防止堆芯熔化。J7)在全厂断电的軸下,无需启动主泵轴i?i5rig.5
本文标题:华龙一号安全特性分析
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