核電站非能動應急高位冷卻水源系統獲中國電力創新獎二等獎
- 發佈時間:2015-10-13 01:31:12 來源:科技日報 責任編輯:羅伯特
2015年9月28日,中國電力企業聯合會2014年度中國電力創新獎評選結果正式公佈,由大亞灣核電運營管理有限責任公司(簡稱“大亞灣公司”)牽頭、中國廣核集團旗下運營公司、工程公司、研究院和蘇州院等單位聯合研製的“國家能源應用技術研究及工程示範項目——核電站非能動應急高位冷卻水源系統”獲中國電力創新獎二等獎。
2011年日本福島核事故後,大亞灣核電基地按照縱深防禦的原則,針對福島核事故暴露的問題對在運6台機組進行了核安全自查,並配合國家核安全局等相關部門完成對核電廠的綜合安全檢查。針對核安全自查和國家核安全檢查發現的薄弱環節,以及國家核安全局發佈的具體的監管要求和WANO、INPO和IAEA等國際組織以及其他國家針對福島核事故所作的建議、反饋和行動等,大亞灣核電基地制訂了50項福島後安全改進行動。在福島改進行動的基礎上,為進一步加強冷卻水源和應急電源的可靠性,根據能源局的批復,針對電站嚴重事故工況下存在的薄弱環節,大亞灣公司提出了核電站非能動應急高位冷卻水源研發,以期通過採用非能動與抗震設計,研發核電站非能動應急高位冷卻水源系統,使核電站具備應對極端自然災害下可能發生的全廠斷電疊加喪失應急給水的超設計基準事故,確保核電站冷卻水源的可靠性,預防和緩解嚴重事故的發生,提高核電站的安全水準。
該項目于2011年6月獲國家能源局批復,而後立即開展示範工程的方案設計, 11月完成事故應對策略研究(事故分析)和項目實施方案制定,12月項目實施方案通過了國家能源局組織的專家評審,2012年8月完成了示範工程的詳細設計。示範工程建設于2012年4月啟動深圳市基建項目報批報建流程,2013年3月份取得施工許可證,2013年11月完成基坑開挖及基坑驗槽工作,基坑開挖土石方共23000立方,其中石方靜爆開挖量18500立方。2013年8月項目研發完成概率安全(PSA)分析與模擬機事故倣真驗證,概率安全(PSA)定量分析結果顯示,堆芯損壞頻率(CDF)、大量放射性早期釋放(LERF)大為降低,大幅提高了核電站運營安全水準。2014年1月18日高位水箱封頂,項目主體工程完成。2014年4月高位水箱完成滲水試驗和內墻防腐施工。2014年5月13日示範工程完成系統調試,調試試驗結果滿足系統設計項目要求。2014年5月23日,該項目在大亞灣核電基地通過了中國廣核集團組織的技術驗收。
該項目的技術路線是根據嶺澳二期(CPR1000)概率安全分析(PSA)模型,事故安全分析首先計算電站在全廠斷電和喪失給水工況下的典型包絡事故工況,針對不同事故工況提出嚴重事故預防和緩解兩個層次功能目標,以及包含二回路補水、二回路臨時注水、一回路臨時注水、乏燃料水池補水、安全殼過濾排放及安全殼臨時噴淋等應對策略;然後針對幾類設計工況進行確定論計算分析,提出不同應對策略的設計基準;最後基於設計基準對採取改進對策後的事故進程進行評估。根據評估結論得出課題方案的有效性。具體技術路線如下:
1. 針對嶺澳二期核電站的技術特點,通過事故安全分析,從概率論的角度出發,對CPR1000核電站在全廠斷電事故工況下導致堆芯損壞的重要事故序列及發生頻度進行分析,確定可能導致嚴重事故的主要貢獻序列,找出電廠薄弱環節。
2. 針對電廠事故工況下的薄弱環節,提出嚴重事故預防和緩解兩個層次功能目標,制定不同事故工況下的功能目標和應對策略。
3. 採用確定論及合理的工程判斷相結合的方法,給出CPR1000嚴重事故預防及緩解改進措施,從確定論的角度出發,對改進措施的有效性進行定量分析和評估,為課題設計提供設計輸入。
4. 根據事故安全分析制定的應對策略和工程措施,利用PSA概率安全分析方法和事故模擬機倣真驗證,論證事故安全分析制定的應對策略和工程措施對嚴重事故的預防和緩解的有效性。
5. 根據制定的事故應對策略和工程措施,完成非能動應急冷卻系統方案設計。
6. 對非能動應急高位冷卻水源系統廠址選址進行地質勘探和環境適應性評估。
7. 根據地勘結果進行非能動應急高位冷卻水源系統示範工程施工設計。
8. 示範工程土建和機電安裝施工,安裝結束後進行系統功能調試和能力測試。
9. 核電站非能動應急高位冷卻水源系統研發課題總結。
核電站非能動應急高位冷卻水源系統示範工程以建設的“嶺澳二期”核電廠4號機組CPR1000堆型為基礎進行研發。該示範工程共分為三部分。第一部分為高位水箱儲水系統,高位水箱的結構設計滿足抵禦地震、颱風飛射物撞擊、水淹等自然災害的影響,高位水箱的蓄水量滿足電廠事故工況下超過3天的用水需求。示範工程第二部分為高位水源系統的傳輸系統。傳輸系統包括傳輸管線和移動柴油機泵兩部分。用於高位水箱往電站進行重力補水和增壓注入功能。示範工程的第三部分為與高位水源系統連接的電廠系統介面。根據事故工況下相關安全系統的功能,分別在輔助給水系統(ASG)、反應堆堆換料腔和乏燃料水池的冷卻和處理系統(PTR)、安全殼噴淋系統(EAS)上增加連接高位水箱的系統介面和補水管線,在事故工況下,通過補水介面快速地將外部冷卻水源連接並注入上述系統,實現堆芯和乏燃料的冷卻。
2014年12月17日,該項目通過了國家能源局組織的專家評審和結題驗收。專家組認為該項目針對核電站全廠斷電事故工況下的薄弱環節,創新地提出能動與非能動結合的應對方案,事故分析、概率安全分析、模擬倣真的結果表明,該系統大幅度提高了核電站的安全性和可靠性。此項創新改進將對在運在建核電站應對全廠斷電的嚴重事故發揮有效作用。(蒲江)
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