全面啟動在運在建核電站應對超設計基準事故安全技術研發項目（一）

一、“非能動應急電源（高容量蓄能系統）與高位冷卻水源系統研發”項目

針對核電站在超設計基準事故引發喪失電源和冷卻水源的情況下，研發在核電廠現有設計中增加后備應急電源和高位冷卻水源的方案，實現嚴重事故的預防和緩解。項目分“核電廠應急高容量蓄電池蓄能系統研發”和“核電廠非能動應急高位冷卻水源系統研發”兩個子課題：

1.核電廠應急高容量蓄電池蓄能系統研發

該課題目標是：用高容量蓄電池蓄能系統作為核電站應急電源系統的后備應急電源，在核電站發生嚴重事故與極端自然災害，導致失去所有應急電源（包括柴油機）后，作為后備應急電源，完成電廠安全供電功能。主要研發內容是：建設一座4MWh高容量蓄能系統示范工程，具備取代LLS（水壓試驗泵汽輪發電機）系統和驅動一臺ASG（輔助給水系統）電動泵運行的能力。技術方案是：新建蓄能系統包括“固定式蓄能系統”和“移動式蓄能系統”，將該系統做為核電站現有應急電源LLS系統的后備電源，一方面通過LLS系統給（9RIS011PO）主泵軸封注水泵和主控室應急照明（E360CR）供電，維持一回路完整性和提供主控室重要監控儀表工作電源；另一方面通過接入應急電源系，給一臺電動輔助給水泵（ASG）供電。

2.核電站非能動應急高位冷卻水源系統研發

該課題目標是：增加應急冷卻水源儲水和輸水裝置，在核電站事故工況下，通過電站專設安全系統上增設的預留接口，將外部冷卻水源引入電站相應安全系統，確保堆芯和乏燃料冷卻。主要研發內容是：在現場60米高地上增加應急冷卻水源儲水和輸水裝置，實現輔助給水儲存箱、換料水箱和乏燃料水池的非能動重力補水。該裝置不僅滿足防水淹的要求，同時針對不同廠址分別按0.3g和0.2g的抗震要求制定設計方案; 對于平原地帶核電站，擬考慮氣體覆蓋的方式實現增壓供水。其技術方案是：在該系統增加移動泵和后備水源，實現通過ASG系統為蒸發器注水并通過二回路排出堆芯余熱；實現通過RIS（安注系統）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，通過安全殼噴淋管線為安全殼噴淋，通過為PTR系統給乏燃料池注入冷卻水，確保乏燃料冷卻。

二、核電站嚴重事故預防與緩解的研究和實驗驗證項目

針對類似日本福島核事故中乏燃料貯存設施所暴露的安全問題，開展嚴重事故預防與緩解措施的研究與試驗驗證，從嚴重事故預防、緩解以及應急等方面減輕事故影響，降低核電對環境可能造成的危害。項目分“核電廠乏燃料貯存設施的安全研究”、“嚴重事故預防與緩解措施研究”和“電廠損傷狀態評價程序以及核應急體系響應能力評估方法研究”三個子課題。

1.核電廠乏燃料貯存設施的安全研究

該課題主要是：確定導致燃料元件損壞的主要事故序列及向環境釋放的源項，找出核電廠乏燃料貯存設施的薄弱環節并提出改進建議，將研究成果應用于核電廠，并開發相應的嚴重事故管理導則。研發內容包括：調研國內外與乏燃料貯存設施的安全分析相關的標準、論文、研究報告等資料，開展乏燃料貯存設施的安全分析，始發事件分析、數據整理收集和部分熱工水力計算、開展外部事件的概率安全分析等。技術方案是：采用事件樹/故障樹的分析方法和Risk Spectrum計算程序進行概率安全評價，開展核電廠乏燃料貯存設施的安全研究工作。

2.嚴重事故預防與緩解措施的研究與試驗驗證

該課題主要是：評價當前電廠緩解嚴重事故的能力；提出嚴重事故管理所需系統、設備及相關儀表的技術要求；開發并試驗驗證堆腔注水系統、非能動安全殼冷卻、非能動二次側冷卻系統；開發完備的嚴重事故管理導則。研發內容包括：對國外已發生過的嚴重事故進行調研和后果分析；開展概率論和確定論分析，提出嚴重事故管理所需系統、設備及相關儀表的技術要求；對可能用于嚴重事故預防與緩解的措施進行理論分析和驗證研究；開發上述措施的嚴重事故管理導則。技術方案是：調研國際上嚴重事故有關研究，評價國內當前電廠應對嚴重事故的能力；篩選嚴重事故所需系統，通過概率論和確定論分析，提出技術要求；結合ACP1000項目，進行反應堆堆腔注水系統、非能動安全殼冷卻系統、非能動二次側冷卻系統的研究工作。

3.電廠損傷狀態評價程序以及核應急體系響應能力評估方法研究

該課題主要是：提出電廠損傷評價方法，開發電廠損傷評價程序。研究并提出核應急體系響應能力評估的方法，建立核應急響應能力評估指標體系，并對我國核應急體系能力開展實際的案例評估分析，驗證該方法的科學性和有效性。研究內容包括：調研國內外堆芯損傷評價方法以及國內外用于評價電廠嚴重事故緩解系統狀態的評價方法；改進國內現有堆芯損傷評價程序；研究并提出核應急體系能力評估的方法，對我國核應急體系能力開展實際的評估分析，驗證該方法的有效性。技術方案是：調研現有電廠損傷評價方法，并對比分析電廠監測參數與電廠系統正常運行時的電廠參數，評價堆芯損傷和系統可用性。分析我國應急相關法律法規和技術標準，結合國情，提出應急響應能力評估方法與指標體系，選擇代表性對象，進行案例分析。

三、核電廠抗震能力提升及超設計基準地震裕量分析研究

針對地震時核電廠確保安全停堆、余熱排出以及乏燃料儲存安全有關的系統、設備、結構開展抗震能力研究，并對超設計基準地震進行裕量分析評估，研究核電廠抗震的薄弱環節，以便通過設計改進，提升核電廠的抗震能力。

研究內容包括：對在役和在建核電廠，評估其現有抗震能力，研究以局部設計改進提升抗震能力至0.25g的可能性和措施；研究全面設計改進二代加核電措施，用確定論方法將核電廠設計基準地震提升至0.3g，達到三代核電機組AP1000的設計水平；對薄弱系統提出應對措施，提升核電廠的抗震能力。技術方案是：用確定論的方法評估CPR1000核電廠現有抗震能力，進行設計改進、提升抗震能力，最后采用地震裕量分析方法分析超設計基準地震下核電廠的抗震裕度，并提出改進措施。

四、“核電廠超設計基準外部水淹及乏燃料熔化事故研究和應對措施”項目

針對核電站超設計基準外部水淹和乏燃料熔化兩個嚴重事故工況，開展安全分析研究，形成安全評價報告，并提出改進措施和建議。項目分“核電廠防超設計基準外部水淹能力評估”和“乏燃料水池安全性分析與改進建議”兩個子課題：

1.核電廠防超設計基準外部水淹能力評估

該課題目標是：針對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，并在資料調研基礎上評價外部水淹的頻率和嚴重程度。主要研發內容是：研究外部水淹安全分析、核電廠防外部水淹能力的評價方法、研究核電廠放外部水淹相關的設施設計標準。技術方案是：結合典型的核電廠廠址，通過外部事件的識別和篩選，確定主要的外部水淹源，而后進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價方法的調研，在此基礎上，結合國內外設計標準調研，提出相關設施設計標準。

2.乏燃料水池安全性分析與改進建議

該課題目標是：評價乏燃料水池中的放射性向環境釋放的風險，識別核電廠乏燃料水池的薄弱環節，針對目前的核電廠設計提出相應的改進建議。主要研發內容是：廣泛調研乏燃料貯存設施的安全評價標準、導則等，對國內運行和在建核電廠乏燃料貯存設施進行安全研究，確定導致燃料元件損壞的主要事故序列，識別乏燃料貯存設施的薄弱環節，提出相應的改進建議。技術方案是：在廣泛調研的基礎上，參考已完成的乏燃料貯存設施的確定論和概率論安全分析方法和主要外部災害（地震災害等）的概率安全分析方法，完成乏燃料貯存設施的安全分析，并結合國際上乏燃料貯存設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、“非能動安全殼熱量導出系統和二次側非能動余熱排出系統研發”項目

針對嚴重事故工況下反應堆余熱排出這一重要事故緩解措施，研發非能動安全殼熱量導出系統和二次側非能動余熱排出系統。項目分“非能動安全殼熱量導出系統研發”和“二次側非能動余熱排出系統研發”兩個子課題：

1.非能動安全殼熱量導出系統研發

該課題目標是：掌握非能動安全殼熱量導出系統設計及試驗技術，評價非能動安全殼熱量導出系統的可行性和有效性，獲得合理的非能動安全殼熱量導出系統配置方案。主要研發內容包括：非能動安全殼熱量導出系統總體方案研究、實驗裝置設計與研究方案研究、非能動安全殼熱量導出系統實驗裝置建造、非能動安全殼熱量導出系統穩態和瞬態實驗。技術方案是：通過開展系統管道內冷卻水流動傳熱特性實驗和熱工水力數值模擬分析，改進系統的排熱能力，保證穩定自然循環的建立。對最終設計結果，開展系統工程驗證實驗，評價系統對策的可行性和有效性。

2.二次側非能動余熱排出系統研發

該課題目標是：突破二次側非能動余熱排出系統設計和試驗關鍵技術，掌握系統阻力、系統壓力、系統布置、設備容量和性能等參數對系統穩態和瞬態運行特性的影響，獲得合理的非能動余熱排出系統配置方案。主要研發內容包括：二次側非能動余熱排出系統總體方案與功能布置研究、關鍵部件設計研究，以及二次側非能動余熱排出系統實驗裝置的設計研究、安裝、調試、實驗。技術方案是：對事故冷卻水箱、應急余熱排出冷卻器、應急補水箱等關鍵設備的設計研究與性能優化；利用RELAP5/MOD3程序模擬研究二次側非能動余熱排出系統的排熱能力；開展二次側非能動余熱排出系統流動和傳熱特性實驗研究以及啟動方式實驗，模擬事故后的衰變熱變化情況，研究系統及參數的運行特性。（未完待續）（國家能源局能源節約和科技裝備司）