“华龙一号”(HPR1000):中国新名片

"华龙一号"是我国具有完整自主知识产权的百万千瓦级压水堆核电技术,它在多个领域的突破和成就铸成了一张张亮眼的名片:在设计上,充分吸收福岛核事故的经验反馈,采用能动与非能动相结合的安全设计理念,设置完善的严重事故预防与缓解措施,满足三代核电厂的用户要求,在落实国家"一带一路"倡议中,是中国技术与装备迈出国门,走向国际舞台的新名片;在经济发展步入新常态的背景之下,以创新驱动发展,应用"互联网+"推动"集智创新",推动制造产业升级和供给侧改革,是创新发展的新名片;作为军民融合产业的代表,是助推我国建设成为核工业强国,支撑国家战略安全,实现军民深度融合的新名片。     

“互联网+”在“华龙一号”示范工程设计管理领域的应用

本文主要介绍"华龙一号"示范工程福清核电站5、6号机组在设计管理领域通过与"互联网+"深度结合和广泛应用,实现各设计单位和设计管理部门"多地联动",形成一套高效的设计管理管理体系和管理工具,助推"华龙一号"示范工程设计管理高效管控,同时结合实际应用提出优化建议,为后续机组建设提供了良好借鉴。     

“华龙一号”研发管理及创新

为适应国家产业政策和国内外核电形势,结合自身技术能力和条件,根据国际先进三代核电技术发展趋势,进行军民融合自主研发"华龙一号"三代核电技术,创新研发管理模式实现研发体系转型升级,构架一体化知识产权管理与研发体系实现完全自主知识产权,搭建全球化协同创新平台整合技术资源,创建"互联网+"核能一体化三维协同研发设计平台大幅提升创新研发效率,成功研发出具有完全自主知识产权的三代核电型号"华龙一号",推动核能行业创新水平的提升,实施我国核电"走出去"战略,并将有力促进我国装备制造业升级换代,高度对接"中国制造2025"行动纲领,积极响应"一带一路"倡议部署。     

“华龙一号”安全系统配置策略

"华龙一号"是自主化三代核电的代表,承载着走出国门,在国际舞台上与众强同场竞争的责任。它博采众长,创新性地提出了安全系统(设施)能动加非能动的设计概念,可以有效地增强抵御核安全风险的能力。本文从基本核安全功能的角度,对华龙一号的安全系统配置进行剖析,重点论述三个非能动系统的设置合理性。     

“华龙一号”机组核燃料经济性分析

"华龙一号"核电机组的技术特点之一是采用"177堆芯"设计方案,合理评估燃料经济性对研究评价我国自主创新的三代核电机型经济性意义重大,不仅为燃料成本控制与优化指明了方向,更有利于提高"华龙一号"核电机组的经济性与竞争力。本文根据各核电厂燃料管理方案,通过计算、对比"华龙一号"与二代改进型机组以及AP1000核电机组在首循环阶段和换料阶段的发电成本差异,对"华龙一号"机组的燃料经济性进行了分析与研究。通过对影响燃料费用的各燃料制造环节的价格进行敏感性分析,明确了影响核燃料费用的主要因素。分析发现,相比其他核电技术,"华龙一号"在平衡换料阶段优势明显,组件制作和天然铀费用在整体费用中占比较大,是费用控制的重点,另外分离功价格变化对核燃料费用也有一定的影响。     

“华龙一号”标准梳理分析方法研究

为建立一套“华龙一号”型号标准体系,有必要对现有“华龙一号“的标准采用情况进行全面梳理,明确各专业的标准采用现状及标准需求。文章提出了一种“华龙一号”标准梳理分析方法,保证各专业分析的一致性,可全面覆盖各专业采用的各领域标准,使各专业通过梳理分析能够明确可直接采用的现有标准,以及有待未来新编、修订或者转化的标准,从而为后续“华龙一号”及其它型号标准的建设提供有力支撑,并起到一定的示范作用。     

“华龙一号”ZH-65型蒸汽发生器研发

"华龙一号"是我国自主研发的具有完全自主知识产权的第三代压水堆核电技术。介绍了"华龙一号"核电机组反应堆冷却剂系统关键设备ZH-65型蒸汽发生器(SG)的自主研发情况,主要包括SG的设计、设计软件研发、设计验证试验和关键材料研制。ZH-65型SG在技术上达到第三代PWR核电站SG的水平,具有完全自主知识产权,是"华龙一号"头上的一颗璀璨明珠。该型SG的研发成果已用于出口巴基斯坦的K2K3工程项目和福建福清核电站第5、6号机组工程项目。K2机组的3台ZH-65型SG已于2017年7月12日验收出厂,必将创造良好的经济效益和显著的社会效益。     

“华龙一号”核电厂的辐射防护最优化设计

辐射防护最优化是核电厂辐射防护设计中的关键问题之一。本文结合国际原子能机构(IAEA)提出的辐射防护最优化设计策略,围绕核电厂辐射防护最优化设计过程中的设计目标、设计内容与评估、确保持续改进等几个方面对华龙一号核电厂的辐射防护优化设计进行了概述,对华龙一号设计中涉及的辐射源项优化、辐射分区优化、事故后辐射防护设计优化、职业照射剂量评价、环境排放设计优化等方面开展的工作进行了介绍。辐射防护最优化原则在 “华龙一号”(HPR1000)的设计工作中得到了有效的贯彻与执行。     

“华龙一号”土建工程数字化建造技术应用

当今社会,数字化建造技术正以前所未有之势使建设行业发生巨大转型,"华龙一号"是我国自主研发三代先进核电堆型,结构设计复杂,建设体量庞大。福建福清核电站5号机组为"华龙一号"全球首堆工程,建造过程中,为了保证施工质量和工期,采用了一系列先进的数字化建造管理理念和技术手段,进行有效的管理。通过对ENPower多项目信息管理系统、BIM技术、在线考试系统,数据加密保护系统、自动化加工设备、人脸识别、远程监控技术、现场人员定位系统、塔吊防碰撞技术等数字化建造技术的研究和应用,解决了施工过程中一系列关键技术难题,为项目的建造提供了保障,有效的保证了施工质量和工期,提高了项目管理能力,将核电建造带入一个数字化、智能化建造时代,其意义之深远不可估量。     

“华龙一号”堆芯延伸运行能力分析

出于增加经济性和运行灵活性的考虑,核电站一般要求具备延伸运行能力。延伸运行通常在堆芯寿期末进行,硼浓度过低不能再稀释引入反应性,仅依靠降低冷却剂温度或者堆芯功率来延长运行的运行模式。目前国内仅少数核电厂实施过延伸运行,缺乏对不同延伸运行方式的分析研究,另外大型三代压水堆的延伸运行能力有待研究。基于我国大型三代压水堆“华龙一号”堆型,本文从堆芯物理角度,首次分析了不同延伸运行方式的实现过程,并讨论了不同延伸运行方式的经济性及安全评价的影响。     

“华龙一号”反应堆堆芯与安全设计研究

“华龙一号”是我国自主设计研发的具有完整知识产权的第三代百万千瓦级压水堆核电技术。本文介绍了“华龙一号”的产生历程，系统论述了“华龙一号”反应堆堆芯与安全设计特点，包括“华龙一号”研发过程中开展的堆芯核设计、热工水力设计、安全设计、设计验证及“华龙一号”持续开展的设计改进与优化等内容，通过采用新的设计理念和设计技术，全面提高了“华龙一号”作为三代核电技术的经济性、灵活性和安全性。      

“华龙一号”示范工程独立验证管理实践

文章结合核安全法规要求及"华龙一号"技术特点,以非能动安全壳热量导出系统设计安全评价独立验证项目为例,提出了福清核电5、6号机组"华龙一号"首堆示范工程设计安全评价独立验证工作管理体系,包括独立验证的项目选取原则、验证实施方式、组织管理、成果审评验收等内容。独立验证项目顺利实施表明,本文所论述的独立验证工作管理体系能够有效管理项目的推进并达到预期成效,该管理体系可为后续同类项目开展独立验证工作提供借鉴。     

“华龙一号”能动与非能动相结合的安全系统设计

"华龙一号"是我国具备完整自主知识产权的先进百万千瓦级压水堆核电型号,"华龙一号"设计保留了我国30年来的核电设计、建设和运营的成熟经验,并充分吸收了国际先进的核电设计特点,创新性地提出了"能动与非能动相结合"的安全设计理念。文章论述了能动与非能动相结合的设计理念的形成过程,介绍了典型的非能动系统的设计及试验验证情况,最后举例阐述了能动与非能动系统应对特定事故工况的能力。     

“华龙一号”非能动安全壳热量导出系统布置优化研究

非能动安全壳热量导出系统(PCS)是我国自主设计的具有完整知识产权的第三代核电技术“华龙一号”中非常重要的一个非能动的安全系统,其通过布置在安全壳外部的换热水箱将安全壳内的热量导出到壳外的大气环境中,以这种自然循环的运行实现降低安全壳内温度和压力的目的。     

“华龙一号”标准体系建立过程及后续发展建议

基于我国当前能源战略发展的需求,安全的、高效的发展核电是我国能源战略的重要组成部分。目前,我国正处在由核电大国向核电强国转变的关键时期,核电标准是促进核电技术和产业发展的重要抓手,是核安全的重要保障,这就意味着我们必须建立我国自主的核电标准体系,进而实现自主的、先进的核电标准化建造和运营。文章结合“华龙一号”工程的实际需求和现状,以压水堆核电厂标准体系为基础,提出“华龙一号”标准体系建立的过程和方法,并对标准体系后续发展工作提出建议,对于“华龙一号”首堆工程建设以及后续批量化建设具有非常重要的指导意义。     

“华龙一号”示范工程主管道窄间隙自动焊焊接缺陷分析

“华龙一号”示范工程主管道窄间隙自动焊焊接期间,有4道焊口出现了焊接缺陷,缺陷类型包括气孔和未熔合。通过审查射线检测底片、查看现场环境、调阅焊接记录、访谈一线作业人员、邀请专家评审等方法,对缺陷的性质及产生原因进行了深入分析,制定了相应的返修处理措施,同时总结了主管道焊接管理上存在的不足,提出了管理改进,为后续“华龙一号”机组的主管道焊接提供了一定的参考和借鉴。     

“华龙一号”的设计理念与总体技术特征

"华龙一号"是完全满足三代核电技术指标的先进压水堆,它包括能动与非能动结合的安全系统、单堆布置、CF3先进燃料组件、177堆芯、双层安全壳、完善的严重事故预防和缓解措施、改进的应急响应能力等多项设计特征,其中关键的创新均经过了充分的试验评估和验证。"华龙一号"考虑了适当的措施和充足的裕量保护电站免受地震、洪水和大型商用飞机撞击等外部事件袭击。对于福岛事故后引发关注的各项安全问题,"华龙一号"均采取了针对性措施。"华龙一号"充分实现了经济性与安全性的平衡,先进性与成熟性的统一,能动与非能动的结合,其各项指标均符合国内以及国际最新的监管要求,能够满足国内与国际用户对于清洁能源的需要。     

“华龙一号”反应堆及一回路系统研发与设计

本文概述了中国核动力研究设计院(以下简称"核动力院")进行"华龙一号"反应堆及一回路系统自主创新的历程,介绍了主要研发内容和设计方案,包括堆芯设计、一回路系统设计、主设备设计、事故预防和缓解措施、安全分析等,展示了"华龙一号"作为三代核电技术的安全性、经济性和先进性。     

“华龙一号”反应堆冷却剂系统调试研究与设计

本文介绍了NNSA、IAEA和NRC对反应堆冷却剂系统调试的相关要求,结合NRC对首堆试验的要求和核电厂运行经验反馈,确定了华龙一号反应堆冷却剂系统调试设计的总体思路。接着,介绍了部件试验、系统试验和首堆试验的试验阶段和主要试验内容。通过实施以上试验,可以验证"华龙一号"反应堆冷却剂系统和部件的性能符合设计和安全要求。     

“华龙一号”数字化核电厂建设与研究

"华龙一号"是我国具有自主知识产权的三代核电品牌,代表了我国核电的历史积淀、现实荣耀以及未来基石。数字化建设需要做到承前启后,并作为"华龙一号"核心竞争力,助力"华龙一号"项目的腾飞。已经搭建的数字化设计体系、数字化工程体系在"华龙一号"首堆的设计、建设的过程中发挥了重大作用。面向核电全寿期,本文提出核电厂智慧虚体与智能实体相结合的数字核电概念模型,涵盖数字化设计、敏捷化采购、集约化施工、系统化调试、数字化运维。据此提出"华龙一号"数字化核电厂的概念,总结了"华龙一号"数字化核电厂建设及应用现状。最后提出"华龙一号"数字化核电厂后续研究方向和展望。