“华龙一号”示范工程DCS系统设计

"华龙一号"示范工程是我国自主研发的三代核电机型,其控制系统采用全数字化仪控系统和先进控制室设计(简称DCS系统设计)。"华龙一号"首堆DCS系统设计符合国内以及国际上最新的法规、导则和标准的要求,吸收了国内多个数字化核电厂的建设和运行经验,并充分借鉴国际先进核电厂DCS系统设计理念。与二代加核电厂相比,"华龙一号"首堆工程DCS系统设计充分吸收了福岛核电厂事故后一系列的技术改进,提高了自动化控制水平,满足事故后30 min不干预的设计原则;提高了仪控设备的鉴定水平,满足0.3g地面最大加速度的抗震要求;提高了对设计扩展工况(包括严重事故工况)的防御能力,在发生严重事故且全厂断电工况下,仍能在72 h内为核电厂的严重事故缓解提供必要的监控手段。     

“华龙一号”调试阶段划分及调试项目设计

"华龙一号"是我国自主研发的三代核电机组,其设计应满足最新的核安全法规要求。核安全法规规定应对核电厂调试工作的整个过程进行阶段性划分,其数目和规模取决于安全要求以及技术和管理要求。为保证"华龙一号"调试工作顺利开展,从核电厂安全要求以及技术和管理要求角度出发,通过对国内外最新导则和标准的分析,进而针对"华龙一号"核电技术设计特点作深入研究,并结合在役核电厂调试经验的反馈,设计得出适用于"华龙一号"核电机组的调试阶段划分以及各阶段的主要调试项目。严格按照阶段划分的要求分阶段逐步开展调试试验,并对本阶段的试验结果进行严格的评价和监查后再转入下一阶段的调试工作,可确保"华龙一号"核电机组调试工作安全、高效、有序地开展,从而为机组后续安全稳定地运行提供有力保障。     

“华龙一号”数字化仪控系统纵深防御设计

福岛核事故后,核电厂纵深防御的设计理念得到新的发展,纵深防御层次设置和层次间独立性的安全要求进一步提高。而核电厂数字化仪控系统设计除了满足电厂总的纵深防御目标,保证在核电厂各种工况下正确可靠的执行监视、控制和保护功能之外,还需要考虑自身的数字化系统共模故障等问题。为了保证"华龙一号"数字化仪控系统设计始终满足国际最新核安全要求,为核电出海做好技术储备,一方面对国际原子能机构,西欧核监管联合会,美国核管会仪控系统纵深防御相关的最新法规要求和技术见解进行了解读和分析,归纳出共性要求;另一方面详细论述了中核集团"华龙一号"机组仪控系统整体纵深防御设计方案,并对其与前者的符合性进行了分析。通过分析,"华龙一号"仪控设计现有设计方案基本满足国际最新核安全要求,同时如进一步提升多样化保护系统独立性等问题需要在后续设计中予以关注。为"华龙一号"数字化仪控系统设计的持续改进提供了有价值的参考。     

“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。     

华龙一号核电厂公众辐射剂量优化设计目标值研究

基于我国新建三代压水堆核电机组华龙一号运行状态下的流出物设计与现实排放源项,结合机型的排放特点、沿海与内陆厂址的不同环境和气象等条件,对新建核电厂公众剂量优化设计目标值进行了研究。研究结果表明,在我国华龙一号的设计方案下,对于滨海厂址条件所能够达到的公众剂量优化设计目标值可以达到与欧美国家体系相当的水平。但由于厂址环境条件的差异,对内陆核电厂还需要结合工艺系统的改进开展进一步深入研究工作。对流出物中氚和C-14的排放还需要进一步开展经验反馈积累,在此基础上给出更符合未来运行状态的辐射剂量评价结果。本研究还对华龙一号后续的排放源项和评价方法等方面给出了建议,对进一步加强华龙一号的环境友好性和先进性具有积极作用。     

核电厂严重事故管理要求在“华龙一号”设计中的应用

"华龙一号"是我国自主研发的三代核电机组,其设计应满足最新的核安全法规标准要求。在国际国内最新核安全法规标准中,针对核电厂应对严重事故措施的设计均提出了明确的要求。在发生严重事故的情况下,核电厂应设置完善的严重事故缓解措施,以防止大量放射性物质的释放。为确保"华龙一号"严重事故应对措施设计满足最新核安全法规标准中的相关要求,在"华龙一号"设计中,从严重事故管理要求的角度出发,结合"华龙一号"的严重事故管理总体策略,提出了严重事故缓解措施设计的功能要求、可用性要求、可达性要求、支持系统设计要求等一系列设计要求。这些要求的实现最终显著提高了"华龙一号"应对严重事故能力,并为"华龙一号"安全目标的最终实现提供了充分的保障。     

华龙一号核与辐射应急通用准则和操作准则体系研究

我国现行的通用干预水平(GIL)和通用行动水平(GAL)体系不能满足华龙一号这类先进核电机组核与辐射应急的需求,文中以国际原子能机构(IAEA)提出的通用准则(GC)和操作准则(OC)这一新的体系为主要依据,同时结合美国核能研究所(NEI)应急行动水平(EAL)的先进技术及我国核电厂操作干预水平(OIL)的现状,提出华龙一号核与辐射应急的GC和OC体系,以实现华龙一号应急分级、应急计划区(EPZ)划分和防护行动启动的先进性。     

“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”安全特性分析

"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。     

华龙一号核电机组主泵联锁逻辑研究

主泵是核电厂反应堆一回路系统的核心设备,其能否安全稳定运行关系到核电厂的核安全问题。华龙一号作为我国自主研发的第三代核电机组,其对反应堆一回路的安全性有着很高要求。本文针对华龙一号福清核电厂56号机组主泵的联锁控制逻辑,结合以往核电厂运行经验,对该联锁控制逻辑是否满足华龙一号安全性设计需求的问题进行了分析研究。其意义在于消化吸收国外先进设计理念,总结经验,从而尽早实现主泵全面国产化目标。     

“华龙一号”进入英国GDA最终审查阶段

正【本刊2020年3月综合报道】英国核监管办公室(ONR)和环境局(EA) 2020年2月13日联合发布公告说,中国"华龙一号"反应堆设计已通过通用设计审查(GDA)的第三阶段,进入最后的第四阶段。中国广核集团和法国电力公司(EDF)的合资公司通用核能系统有限公司(GNS)准备使用这一设计在布拉德韦尔建设核电厂。中广核"华龙一号"GDA首席技术官毛庆表示,核监办与环境局的评价结论是,"华龙一号"是英国首个在GDA第三阶段审查中无重     

先进压水堆核电站辐射屏蔽优化设计对蒙特卡罗方法的要求

在分析M310堆型核电站辐射屏蔽设计中由于工具限制存在的问题以及“华龙一号”堆型核电站辐射屏蔽设计提出的要求的基础上,从程序界面、输入接口、计算功能和辐射场应用扩展４个方面提出先进压水堆核电站辐射屏蔽优化设计对于蒙特卡罗（MC）方法的要求。MC方法在“华龙一号”辐射屏蔽优化设计的应用实践表明,基于MC方法的计算程序在程序界面、输入接口和辐射场应用扩展方面进一步提升之后,可在先进压水堆核电站辐射屏蔽优化设计方面发挥巨大的作用,显著提升核电站辐射屏蔽优化设计的水平。      

“华龙一号”反应堆及一回路系统设计优化改进

本文对福建漳州核电厂1号、2号机组"华龙一号"反应堆及一回路系统与相关系统设计方案相对于"华龙一号"首堆示范工程实施的优化改进及论证分析进行了说明,其主要内容包括:反应堆堆芯设计优化改进、反应堆结构设计优化改进、一回路系统及其设备优化改进、相关仪控系统优化改进、相关安全系统优化改进等。通过以上优化改进措施,在确保安全性的前提下,使得福建漳州核电厂1号、2号机组反应堆热功率从"华龙一号"首堆示范工程的3050MW提升到3180 MW,机组额定电功率从1161 MW提升至1212 MW。结合本工程其他它设计改进,使得"华龙一号"漳州项目建造比投资降低约3%,进一步提升了"华龙一号""的经济性和竞争力。最后,本文提出后续优化的方向和技术路线,为"华龙一号"持续优化提供参考建议。     

对核设施环境影响评价的一点探讨

为了将新实施的、更为严格的环境保护法的要求反映到实际的核设施环境影响文件审评工作中,本文从以下3个方面进行了讨论。首先,引入生态文明的目标、内涵和原理将进一步丰富环境影响评价的理念,探索性开展政策环境影响分析或评价。其次,健全建设项目环境影响评价体系,积极促进环境影响后评价工作持续、有效的开展。再次,严格执行环评制度,持续提升核设施建设项目环评质量。具体包括:持续开展建设项目环境风险排查;细化并加强环境影响评价范围和内容,如重视环境辐射影响评价和温排水等影响评价、加强非辐射的环境影响因子评价等:高度重视核设施新厂址的选址环评;进一步加强环评的选择和导向功能;加强核设施环境影响评价管理。     

“华龙一号”设计中风险指引技术的应用

"华龙一号"作为我国自主研发的三代先进核电机组,在设计中提出了每堆年发生严重堆芯损坏事件的概率(CDF)低于十万分之一以及每堆年发生大量放射性物质释放事件的概率(LRF)低于百万分之一的安全目标,相比法规要求均降低一个量级。为有效提高"华龙一号"安全性,确保两个安全目标的实现,应用以概率安全分析(PSA)风险模型为主要工具的风险指引设计方法,从顶层方案的确定到具体的系统设计等各个环节,通过一系列的风险指引设计工作,识别了核电厂在安全上的薄弱环节,并提出相应的优化建议,为"华龙一号"安全水平的提高和安全目标的最终实现提供了保障。     

“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"总体设计标准体系研究

核电厂总体设计大多参照我国核安全导则开展具体工作,对下游专业工作开展一般具有顶层指导作用.由于我国核安全导则出版时间较早,福岛事故后国际组织针对三代核电提出很多新要求,这些新要求暂未体现在我国核安全法规标准中.因此,现有的核安全法规导则和标准,已不能够满足"华龙一号"总体设计要求,急需针对"华龙一号"设计特点新编标准....     

严重事故下气载放射性排放控制研究

为评价"华龙一号"核电厂严重事故下气载放射性排放控制措施的有效性和先进性,开展了"华龙一号"严重事故下气载放射性排放控制研究。首先,介绍了核电厂中放射性物质的产生及放射性物质向环境释放的4个途径。其次,阐述了放射性物质的主要去除机制,包括自然沉积、池式洗涤、过滤和喷淋等,以及各去除机制所涉及的气溶胶行为如气溶胶凝聚、气溶胶沉积和吸湿效应、碘化学反应等,和各去除机制所应用的设备或系统。然后,梳理了"华龙一号"在严重事故工况下所采用的几种放射性释放控制和管理措施,包括双层安全壳与环形空间通风系统、安全壳喷淋系统、安全壳过滤排放系统和严重事故管理导则中针对安全壳旁通释放的管理策略,并对不同措施控制放射性释放的效果进行计算分析。计算结果显示采用相关放射性释放控制措施比未采用时向环境的放射性物质释放能够降低1～3个数量级,说明"华龙一号"的设计及严重事故管理措施,能够有效减少事故下的放射性后果,从而减少气载放射性排放对公众和环境的影响。     

华龙一号国际审查认证中结构完整性领域的实践和思考

为促进国际市场开发,中国广核集团有限公司开展了华龙一号核电技术方案英国通用设计审查（GDA）和欧洲用户要求认证（EUR）。核电厂构筑物、系统和设备的结构完整性是国际审查和认证的重点,为适应英国核安全监管和欧洲用户要求,项目团队采用分析法设计理念,以力学分析、试验和论证为关键手段,完成了英国版和欧洲版华龙一号的结构完整性分析评估和设计改进,全面满足了英国核安全监管和欧洲用户要求。通过华龙一号国际审查和认证,研究了结构完整性领域的相关技术要求,总结了审查过程中的实践和思考,可为华龙一号核电技术方案的持续改进和创新提供借鉴。     

华龙一号核电厂辐射监测系统国产化情况与发展建议

辐射监测系统作为“华龙一号”核电装备的重要组成部分,不仅能够保障核电站安全运行,同时也能够保障工作人员、公众和环境的安全。本文分析了“华龙一号”全球首堆福清核电5号机组的辐射监测系统的配置,分别从传感器和设备层面对国产化情况进行了探讨。本文从产品线、技术指标、资质等方面论述了国产厂家与进口厂家之间的差距,并阐述了差距产生的原因。本文对后续核电厂辐射监测设备的国产化路径和趋势进行了探讨,可为辐射监测系统的设计和研发提供参考思路。