非能动技术在自主化三代核电技术的应用.docx

非能动技术在自主化三代核电技术的应用 摘　要】首先对核反应堆设计中非能动平安技术的概念和分类进行了介绍，在此根底上归纳整理非能动技术在自主化三代核电技术ACP1000设计上的应用情况，介绍了ACP1000重要的非能动平安系统，对能动平安技术和非能动平安技术的应用提出了见解，并进一步讨论能动与非能动相结合的设计方案对核电厂平安性的奉献关键词非能动平安；AP1000；ACP1000；三代核电从人类社会和平利用核能伊始，平安性就是评价不同核反应堆技术先进性的重要指标之一目前在役的核电厂主要是通过设置应急堆芯冷却系统、应急给水系统等专设平安设施来实现反应性控制、余热排出和放射性包容等平安功能这些能动的工程手段具有成熟、可控的特点，已屡次被实践证明在事故情况下能够发挥其设计功能，在核电开展史上的奉献不可磨灭但是，能动技术的平安保证主要依赖外部设备、动力和人员的干预，具有一定的局限性而非能动平安技术依赖事物内在的机制和自然的物理规律,具有内在的平安性随着核电技术开展，工业界逐渐意识到非能动平安系统具有简化专设平安系统、减少人员干预、降低运行和维修要求、提高反应堆的平安性和经济性等特点，非能动技术成为国际先进压水堆技术的重要开展趋势之一。

本文在对非能动平安技术进行深入理解的根底上，全面归纳非能动技术在自主化三代核电技术ACP1000设计上的应用情况，并进一步探讨了“能动+非能动〞相结合的设计方案对核电厂平安性的奉献1　非能动平安技术的概念和分类国际原子能机构〔IAEA〕关于非能动平安系统的定义为拓展了一般非能动概念，提出了广义非能动概念如果一个系统，其表象特征符合非能动特性，即：具有高可靠性、简捷性及自动性；其功能所需能量那么此系统定义为广义非能动系统其认为理想化的广义非能动系统在功能上与传统非能动系统具有等价性事实上，在核能技术开展伊始非能动平安技术即已被应用，不过早期的非能动技术应用是离散、非系统性的美国西屋公司将非能动平安作为AP1000核电厂的平安设计理念，从总体设计上对非能动技术进行整体性的考虑和应用，设计了非能动的堆芯冷却系统和非能动平安壳冷却系统，两者作为一个协同的非能动的事故预防和缓解措施，使得核电厂平安系统的设计发生了革新性的变化自然循环是应用最为广泛、研究较为深入的非能动技术之一，非能动冷却系统主要利用自然循环现象实现热量的导出，但除此之外还有其他的非能动技术周涛自主化三代先进核电技术ACP1000的平安系统，正是采用能动和非能动技术结合的设计策略，按照纵深防御的思想，综合运用两种平安特性的优势：在纵深防御的第三层次，即处理设计基准事故时，以能动的平安系统为主〔如中压安注、低压安注、应急给水、喷淋系统等〕，辅以局部非能动的平安手段〔如安注箱、弹簧式平安阀〕；在纵深防御的第四层次，即处理超设计基准事故时，增设非能动的平安措施，在能动手段不可用时投运非能动系统导出堆芯热量，充分保证核电厂及人员的平安性。

能动和非能动的设计，能够充分发挥能动平安技术成熟、可靠、高效的优势和非能动平安技术不依赖外力的自有平安特性，符合目前核电技术开展的潮流图2给出了ACP1000“能动+非能动〞事故缓解措施示意图该技术方案将能动和非能动平安技术有机结合在一起，充分发挥了两种不同技术理念的优点，形成完备、有效的严重事故预防和缓解措施，从而大大降低堆芯损坏频率〔CDF〕及大量放射性释放频率〔LRF〕图3给出了ACP1000核电厂内部事件堆芯损伤频率〔CDF〕与二代核电厂及其他三代核电厂的比较，可以看出“能动与非能动相结合〞的平安措施的应用，有效提高了电厂的平安水平能动和非能动平安技术各有其不同的优势和局限性在充分利用能动平安系统成熟设计的根底上，进一步应用非能动技术能够有效提高核电厂的平安性ACP1000创新性地提出了“能动与非能动〞相结合的设计理念，以能够有效应对动力源丧失的非能动平安系统作为经过工程验证、稳定高效的能动平安系统的补充，很好地实现了先进性和成熟性的平衡，平安性能和经济性能都得到了极大的提高参考文献［１］INTERNATIONALATOMICENERGYAGENCY,NaturalCirculationinWaterCooledNuclearPowerPlants.Phenomena,Models,andMethodologyforSystemReliability,IAEA-TECDOC-1474,Vienna2021.［２］韩旭,郑明光,杨燕华．广义非能动系统概念研究．核动力工程,2021,30(3):115-118．［３］周涛,等.核电机组非能动技术的应用及其开展.中国电机工程学报,2021,33(8):81-88。