新闻中心
 行业新闻  
 企业新闻  
 
首页 > 新闻中心 > 行业新闻
非能动安全试验平台:国产三代核电站的安全基石
2018-6-15

核电正在成为日益重要的清洁能源。但人类在核能利用方面,曾有让人心生畏惧的案例,远有切尔诺贝利,近有福岛核事故,安全成为核电的生命线。

目前我国在建核电装机容量居世界第一。核电建设“必须绝对保证安全”,这是我国对核电建设开发明确提出的顶层要求。

很多人都担心核电站的辐射威胁,实际上正常运行的核电站对周围居民的辐射影响远远低于天然辐射,而一旦发生事故,其专设的安全系统通过多道安全屏障起到保护作用,能够避免放射性物质向环境的释放。尤其是我国研发的具有自主知识产权的第三代核电站CAP1400,采用了先进的非能动安全设计技术,是符合国际最高安全标准的商用压水堆核电站。


非能动堆芯冷却系统试验装置(ACME)

安全壳穹顶水发配试验装置

据了解,CAP1400采用的三道非能动安全系统设计,在事故情况下,仅利用自然力和过程就可以依次保障各道安全屏障的完整性,防止放射性物质向外部环境释放,确保核电站安全。

那么,当核电站在现实中真的发生事故后,这些安全系统能否发挥作用呢?可靠性又如何呢?又如何去验证它们的安全性能?

“我们针对保障核电站安全的非能动系统,设计出一套较完整的安全验证系统与实验平台,并形成了一套安全试验验证体系。”国核华清(北京)核电技术研发中心有限公司总经理、清华大学核能与新能源技术研究院研究员常华健告诉记者。

据了解,经过多年的技术研究,常华健所带领的团队针对CAP1400的各道非能动安全系统,设计并建成了由两个大型整体试验台架和5个单项试验台架组成的非能动安全试验验证平台。相比国际同类台架,实现了较为完整的事故模拟和关键现象试验研究,试验模拟更为准确,失真度小,试验数据及结果更为完整和可靠,在非能动系统特性及机理研究上取得重要进展,填补了国内空白,提升了我国核电技术的国际影响力,为相关核能技术开发提供了支持。在2017年北京市科学技术奖评选中,该项目荣获一等奖。


不需外部能量的“非能动安全系统”

防止反应堆堆芯过热,是保护反应堆安全的重中之重。常华健告诉记者,日本福岛核电站在地震发生时,反应堆已经紧急停堆,正常的链式核反应已经停止,但堆芯衰变热仍在不断产生,这时在正常情况下,核电站会用应急柴油发电机组和外部电网供电对反应堆进行冷却,但是随后而来的海啸却摧毁了这些设备,导致核反应堆得不到冷却,造成堆芯温度升高和过热,进而引发了堆芯熔化的严重事故。

而所谓非能动安全系统,就是依靠重力、温差和压缩空气等自然力来驱动的安全系统,通过蒸发、冷凝、对流、自然循环等这些自然过程来带走热量,因此它无需依赖泵等这些依靠外部电源的能动部件。

“发生事故之后,如果有电的情况优先使用能动的安全设备。即使像福岛事故那样的事情发生,即使动力电没了,只要非能动系统正常启动,依靠非能动安全系统的载热能力,就可以保障反应堆的安全。”常华健说。

据了解,CAP1400有三道非能动安全防线。第一道是非能动堆芯冷却系统,它设置实现系统可控降压的自动降压系统,以及多个不同压力下对堆芯进行注水和冷却的安注系统,确保堆芯充分冷却、燃料组件始终被水淹没,不会发生过热烧毁。

核电站采用“纵深防御”的设计理念,即使第一道防线失效,仍有第二道防线。堆内熔融物滞留措施是非能动压水堆独特的设计,通过淹没压力容器底部,用压力容器外部水的沸腾换热带走热量的方式,将高达2000多摄氏度的熔融物保持在反应堆压力容器内,防止放射性的泄漏。

为保证核电站安全的万无一失,即使前面两道防线失效,仍有非能动安全壳冷却系统确保核电站的最后一道防线。与传统的二代核电站安全壳内的冷却喷淋相比,三代非能动核电站的反应堆厂房不再是半球体,或是长方体,而是类似酒瓶状——拱形圆柱体上叠加了一个直径稍小的圆柱体结构。

“第三代核电站反应堆安全壳由金属壳体和混凝土壳两层组成,安全壳上面稍小的圆柱体是重力排水水箱,储存有至少保障72小时冷却的水,它可以利用重力对金属安全壳外表面进行洒水降温。”常华健介绍说。

在发生核电站安全事故的情况下,通过向金属壳外部自动提供冷却水来使安全壳内部的温度和压力降低下来,保证安全壳的完整性,最大限度地达到将放射性物质保留在安全壳内的目的。

“有这三道非能动防护屏障,三代核电站的安全水平相比第二代提高了约100倍。”常华健说。


非能动实验台架挑战重重

“相对于现有商用核电机组所采用的能动安全系统,非能动安全系统的设计原理发生了根本变化,事故进程和物理现象与原二代核电有较大区别。因此,CAP1400 安全评审要求对非能动安全系统设计全面开展试验验证。”常华健表示。

通过试验来验证核电站安全性是最为可靠的手段,但在真实核电站上直接进行事故研究是不现实的。因此,通常采用缩小比例的整体试验台架来研究系统级过程,而针对重要物理过程研究则采用单项试验台架。

“试验验证对于核电安全发展具有重要作用并已有广泛研究,但对全面采用非能动理念的核电站而言,试验研究难度依旧很大。”常华健表示。

首先,对于全新的非能动电站设计,事故现象的试验研究是一个新领域,各道非能动安全系统作用于不同事故或事故的不同阶段,设计各不相同,研究内容非常复杂,需要进行大跨度的系统性和局部性的试验研究,需要优化组合后采用不同的整体和单项试验台架相互配合,从而确立可行的试验方案。

其次,各研发机构对于热工水力试验具有各自的专长领域,往往只是针对某个系统甚至某个现象进行试验研究。在 AP600 的开发过程中,对于非能动堆芯冷却整体性能的验证采用了世界上的三个综合试验台架,由于各有一定的局限性,这三个台架仅能分别研究事故的某些特定阶段。对于非能动安全壳冷却系统,各试验台架之间的比例、参数、模拟工况范围等,都不能很好的统筹考虑台架试验的完整性、充分性和匹配性。

“而我国在商用压水堆安全试验技术上起步较晚,尤其是在复杂非能动系统事故瞬态过程的试验研究方面,在引进 AP1000 技术时仍基本处于空白。”常华健说。


国际首个完整的核电安全试验平台

为了对 CAP1400 的安全特性进行全面可信的验证,在国家科技重大专项支持下,研究团队决定自主设计并建设全面的试验验证平台,包括用于研究主回路及非能动堆芯冷却系统和非能动安全壳冷却系统的两大整体试验台架 ACME(Advanced Core-cooling Mechanism Experiment) 和 CERT(Containment Safety Verification via Integral Test),研究非能动安全壳冷却系统关键物理过程(壳外水分配、壳内冷凝、冷凝水膜耦合)以及严重事故下熔融物滞留系统关键传热过程(金属层传热、压力容器外部冷却)的五个单项台架。

“我们总共搭建了七个台架,形成了具备对各道非能动安全系统进行全面验证能力的试验平台。”常华健说。

为验证我国自主研发的先进核电站的非能动堆芯冷却系统的性能,科研团队在大型综合实验设计等技术上多年攻关,建成了我国自主研发的非能动堆芯冷却系统的整体性试验台架ACME,验证了非能动堆芯冷却系统的可靠性。

压力容器的外部冷却是核电站严重事故缓解的核心技术,这个试验具有工况恶劣,模拟实际情况技术难度大等特点。研究团队通过对于真实物理过程模拟技术的研究,采用与实际反应堆压力容器相同的表面材料,完成了两个单项试验台架的设计与建设,并验证了堆内熔融物滞留技术的有效性。

由于非能动安全壳整体冷却过程中的物理现象多且复杂,需要分别开展整体以及单项实验研究。国际上原有实验的技术条件与实际条件有明显差距,为了达到验证的目的,科研团队大胆创新,设计并建造了世界上规模最大的安全壳整体性能试验台架CERT及三个高参数的单项试验台架,充分验证了安全壳冷却系统的可靠性。

“这七个试验平台功能互补、相互配合,构成了国际首个完整的核电非能动安全试验平台,大幅提高了非能动核电站整体安全性能的验证水平。”常华健说,通过这些试验模拟和对数据的研究分析,全面验证了CAP1400核电站非能动安全系统的可靠性,为我国自主化核电技术发展奠定了坚实的试验验证技术基础。

  
 
2018-9-21
能源局:1-8月份全国电力工业统计数据,核电4820小时
2018-9-21
国家原子能机构主任张克俭:目前中国大陆在运核电机组43台 在建13台
2018-9-21
AP1000专项成果主题推介会:多个国家高度评价中国核电技术 期待分享经验
2018-9-21
总规模1000亿元!国家电投、中核集团等发起的中俄地区合作发展投资基金成立
2018-9-21
中国科学家吴宜灿获欧洲聚变核能创新奖
2018-9-12
十三届全国人大常委会公布立法规划原子能法为重点项
2018-9-12
我国首批聚变堆结构材料标准发布
2018-9-12
核电站主蒸汽系统管道自动焊技术在国内首次成功应用
2018-9-12
俄罗斯首座浮动核电站将于2018年底试运行
2018-9-12
中核集团再度实现我国国产工业钴60规模化出海
2018-9-11
第五届国际核电运维大会(INPOM 2018)在深圳大亚湾核电基地成功举办!
2018-9-11
地热第一钻——中国核电首个地热发电项目落户西藏
2018-9-11
中核集团“燕龙”泳池式低温供热堆初步设计完成
2018-9-11
核电审批重启箭在弦上 中国成为三代核电技术应用场
2018-8-29
日东电公司欲重启其他核电站遭指责
2018-8-29
南非宣布准备放弃2030年核电建设计划
2018-8-29
中国核建上半年营业收入227.81亿元 同比增长20.84%
2018-8-29
杨亚同志任国家电投副总经理、总会计师、党组成员
2018-8-29
田湾核电4号机组和三门核电2号机组最新进展
2018-8-25
全球核电全景图:448台机组在运、59台在建!
2018-8-25
提升我国核电标准国际认可度和影响力任重道远
2018-8-25
国际热核聚变实验反应堆 VST设备项目完成产权交接
2018-8-25
海核能源组建智囊团 中企挺进海外核电资本市场
2018-8-25
核动力院与中国核电签署核电运行数据共享战略合作框架协议
2018-8-17
海阳核电1号机组首次并网成功、三门核电2号机组实现首次临界
2018-8-17
中广核工程有限公司通过国家两化融合管理体系评定认证
2018-8-17
2015至2019年间:全球有望新增55个反应堆
2018-8-17
中国先进研究堆创造高功率连续运行新纪录
2018-8-17
市场规模直逼5000亿 核电为清洁能源注入新活力
2018-8-10
“华龙一号”首堆汽轮机控制系统 顺利通过出厂验收
2018-8-10
国拨经费总概算1.8 亿元!“核安全与先进核能技术”重点专项2018年度项目申报指南
2018-8-10
海阳核电1号机组首次达到临界、2号机组开始装料
2018-8-10
生态环境部:《放射性废物处理、贮存和处置许可管理办法(征求意见稿)》
2018-8-10
核安全局:关于释放三门核电厂2号机组首次临界控制点的通知
2018-8-3
徐大堡核电站探建多能互补基地
2018-8-3
核电设备行业:核电东风起 架势欲归来
2018-8-3
国家能源局:1~6月水电、核电、风电、太阳能发电量占比25.2% 同比增加0.3个百分点
2018-8-3
前景可期 任重道远——核电等高端设备研发投入大、推广难、受国外企业“挤压”
2018-8-3
中国核电:三门核电预计年内投入商业运行
2018-7-27
中核集团逾13亿元拿地 中国首所“国字头”核工业大学落户天津生态城
2018-7-27
张华祝:三代核电发展采取“一主一辅”更合理
2018-7-27
防城港核电站“华龙一号”示范项目安装首战告捷——YA厂房除盐水系统EESR联检通过
2018-7-27
核设施退役产业全球经验探析
2018-7-27
大国重器相继问世 中国品牌正在崛起
2018-7-20
中国核电生力军探路英国:“华龙一号”评审迄今均正面
2018-7-20
获核电三巨头力挺 烟台打造“核能产业新城”
2018-7-20
广西防城港红沙核电5、6号机组工程选址阶段环境影响评价公众参与一号信息公告
2018-7-20
福清核电华龙一号“主动脉”打造成功
2018-7-20
阳江核电5号机组完成调试 已具备商业运营条件
2018-7-13
和睦系统实现百万千瓦级核电工程首台套应用
2018-7-13
攻击我国核工业研究机构的网络间谍组织被捕获
2018-7-11
欲收购英国8座核电站近半股份?中广核:未开展这方面工作
2018-7-11
核安全局:颁发三门核电厂2号机组首次装料批准书
2018-7-11
我国首家核能供暖产业联盟成立
2018-7-6
全球首台CAP1400模拟机即将落户荣成石岛湾核电
2018-7-6
内蒙古中西部已形成三个大型铀资源基地
2018-7-6
我国首次获得国际核天体物理大会举办权
2018-7-6
龙骨入堆 “华龙一号”全球首堆堆内构件正式开始安装
2018-7-6
一日之内两台全球核电首堆相继并网发电
2018-7-6
今年9月英致君邀您在大亚湾核电基地共商核电运维之道!
2018-6-29
中广核将与英国罗尔斯·罗伊斯公司共推新一代核级数字化仪控系统
2018-6-29
中国首艘核动力破冰船浮出水面 兼具开辟航道、供电等功能
2018-6-29
台山核电1号机组计划7月实现与外电网连接
2018-6-29
中广核主持编制的《核电厂混凝土结构技术标准》填补国家空白
2018-6-29
中国核电行业发展趋势分析 核电发电量不断提升
2018-6-22
AP1000全球首堆首次临界 海阳核电1号机组开始装料
2018-6-22
“华龙一号”首堆示范工程福清5号三台主泵水力部件全部到场
2018-6-22
山东烟台培育千亿级核电产业
2018-6-22
日本大阪6.1级强震后各地核电站未现异常
2018-6-22
首座“国字头”核工业大学即将落户天津!
2018-6-15
“华龙一号”首堆示范工程“最强大脑”成功激活
2018-6-15
非能动安全试验平台:国产三代核电站的安全基石
2018-6-15
三门核电1号机组预计11月投入商业运行
2018-6-15
中国首批“人造太阳”磁体支撑产品交付
2018-6-15
中国核电披露中俄VVER大合同细节
2018-6-8
中俄签署迄今最大核能合作项目 合同总额超200亿
2018-6-8
贺禹:解码中广核独具特色的管理体系
2018-6-8
特朗普责成能源部支持核电厂
2018-6-8
核电专项CAP1400示范工程六大试验全面通过验收
2018-6-8
台山核电厂1号机组即将首次临界
2018-6-1
"走出去“战略:华龙一号”海外首堆K3号机组压力容器顺利发运
2018-6-1
习大大再点赞:第三代核电“华龙一号”跻身世界前列
2018-6-1
防城港核电站1号机组连续安全运行1000天
2018-6-1
中国核电巨头“冷”对海上核电站
2018-6-1
《2017年度我国核安全状态数据报告》:我国核电审评任务繁重
2018-5-25
广东阳江5号机组并网发电,国产核电站“神经中枢”实现首次应用
2018-5-25
国家电投与中国能建签署战略合作框架协议
2018-5-25
国际能源署等机构:中国对全球能源发展贡献突出
2018-5-25
世界首台套主氦风机设备通过出厂试验
2018-5-25
2018年中国核电行业竞争格局分析
2018-5-18
哈电锅炉“华龙一号”福清首套高压加热器发货
2018-5-18
中核智造走出海外再突破 中核自主研制加速器出口土耳其
2018-5-18
小轴承内含高科技 哈电超耐磨轴承填补国内空白
2018-5-18
美国加税清单中核反应堆等140项约10%项目“零进口”
2018-5-18
二代加”核电机组穹顶吊装成功:我国核电发展史上的又一个重要章节
2018-5-11
国产首台质子重离子装置 辐射安全许可专家委员会召开
2018-5-11
田湾核电4号机组进入装料准备阶段
2018-5-11
中法联合聚变研究中心首获重要实验成果
2018-5-11
中电工程签订秦山核电厂常规岛设备更新及技术服务合同
2018-5-11
中国核电田湾6号机组穹顶吊装成功
2018-5-11
核电已成中国东部沿海地区主力清洁能源
2018-5-4
关注|我国三代核电发展优势基本形成
2018-5-4
大连制造助红沿河核电设备国产化率达到八成
2018-5-4
重磅 | 2018年可能开工的核电项目一览
2018-5-4
IAEA与GIF在创新型反应堆方面扩大合作
2018-5-4
聚焦|俄罗斯浮动核电站首航 中国的还会远吗?
2018-4-28
《中国核能发展报告》(2018)蓝皮书发布 未来核电发展前景看好
2018-4-28
铅基堆联盟成立 中科院牵头打造核能产业创新生产链
2018-4-28
AP1000全球首堆三门核电1号机装料 为批量化铺平道路
2018-4-28
一季度水电核电风电和光伏等清洁电力完成投资累计同比增长18%
2018-4-28
百万千瓦级核电蒸汽发生器在中国一重制造完成
2018-4-28
雄安新区保障能源供应安全:长远谋划利用沿海核电
2018-4-28
厉害!秦山核电累计安全发电5000亿千瓦时
2018-4-20
中核核电年度发电量首破1000亿千瓦时 创历史新高
2018-4-20
“华龙一号”核电常规岛汽轮机主机设备研制完成
2018-4-20
CAP1400核电站棒电源系统通过能源局验收
2018-4-16
NITF 2018相关报道(三):第六届中国核电信息技术高峰论坛暨技术与产品成果展示会圆满落幕!
2018-3-30
NMTIS 2018 | 第二届核电运维工具经验反馈和创新研讨会圆满落幕!
2014-9-26
中广核与西班牙ENUSA公司签署设备采购合同
2014-9-19
“华龙一号”亮相第十一届中国—东盟博览会
2014-9-19
国际核电运维大会将于12月11日在上海召开
2014-9-15
国际核电运维现状座谈会暨首届国际核电运维大会筹备工作交流会于上海召开
2014-9-15
第六届中国核电前沿高峰论坛于8月29日在上海圆满落幕!
2014-9-11
日本新经产相小渊优子视察核电站
2014-9-11
国家能源局局长吴新雄会见加拿大自然资源部部长
2014-7-21
习近平会见阿根廷总统,中阿将在阿根廷建重水堆核电站
2014-7-18
国核技与中电投合并方案已上报国资委
2014-7-17
盘点:我国在建核电项目及有望核准项目
2014-7-11
能源局局长吴新雄访问英国,签署核能合作声明
2014-7-11
能源局:核电重大专项2014年立项课题启动实施
2014-6-27
海阳二号机组核级蓄电池组完成全部发运工作
2014-6-27
发改委将加快核准一批核电项目
2014-6-27
国家核电与中电投确认将重组合并
2014-6-27
华能积极介入核电:吃了别人不敢吃的螃蟹
2014-6-27
CANDU技术在中国核电市场该“何去何从”?
2014-6-27
第六届中国核电前沿高峰论坛2014 ——推动新型核电技术发展!
2014-6-13
我国三代核电“华龙一号”亮相莫斯科核工展
2014-6-13
陆丰核电一期计划2018年开始商运
2014-6-12
第六届中国核电前沿高峰论坛将于2014年8月27-29日在上海召开!
2014-6-3
CAP1400示范工程迫近开工选址阶段环评文件已公示
2014-6-3
核电新项目堆型要做选择题?
2014-6-3
中国设备监理协会协办第六届中国核电前沿高峰论坛!
2014-6-3
国家发改委再次明确“2015年运行核电装机达到4000万千瓦、在建1800万千瓦”
2014-5-27
闽、粤、桂、琼四省(区)环保部门签订核应急支援合作协议
2014-5-27
徐大堡核电正走环评审批程序
2014-5-16
中国大陆在运核电机组数量达到20台
2014-5-7
江西2个核电项目厂址通过国家论证
2014-4-30
重大专项三代核电CAP1400示范工程前期进展顺利,1号核岛负挖完成
2014-4-30
福岛核事故后,国内首个新核电项目主设备招标
2014-4-29
中广核宁德核电2号机组开始168小时试运行冲刺商运
2014-4-29
台经济部门官员:若台湾完全废核,电价将上涨40%
2014-4-29
CAP1400核电用690合金U形管自主化成功
2014-4-28
国家队“核聚变”,中电投与国家核电互生好感
2014-4-22
第六届中国核电前沿高峰论坛2014即将于8月27日在上海召开!
2014-4-22
第二届中国核电信息技术高峰论坛2014圆满落幕!
2014-4-22
推动中国核电信息化事业的发展,打造高效、安全的核电站运营环境!——第二届中国核电信息技术高峰论坛2014即将于4月10日在上海拉开帷幕!
2014-4-22
助力中国核电信息化发展,第二届中国核电信息技术高峰论坛即将开幕!
关于我们
公司介绍
企业文化
核电峰会
峰会中心
专业服务
行业信息
项目咨询
培训
会议&活动承办
招贤纳士
就业机会
职业发展
联系我们
电话: (+86-21) 6073 7200
传真: (+86-21) 6176 8133
邮箱: info@innchinc.com
 
© 2018 上海英致商务咨询有限公司 版权所有