“华龙一号”能动与非能动相结合的安全系统设计

冷 却 、堆 芯 余 热 导 出 、安 全 壳 热 量 排 出 和 熔 融 物
压 力 容 器 内滞 留等 功 能 ，非 能 动 系 统 作 为 能 动 系
作 者简介 ：宋代 勇 （ １ ９ ７ ９ ） ，男 ，辽宁 丹东人 ，高 级工 程 师 ，硕 士 ，现主 要从事 反应 堆工 程设 计工作 ，中 国核电 工程有 限公 司北 京
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｈ ＰＲ１ ０ ０ ０ ｉ ｓ ａ ｎ ａ ｄ ｖ ａ ｎｃ ｅ ｄ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｉ ｚ ｅ ｄ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｗｉ ｔ ｈ ｆ ｕ ｌ １ ｉ ｎ ｄ ｅ ｐ ｅ ｎ ｄ ｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｅ ｃ ｔ ｕ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｙ ｒ ｉ ｇ ｈ ｔ ｓ ． Ｔｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ｈ ＰＲ１ ００ ０ ｒ ｅ ｓ ｅ ｒ ｖ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｎ ｕｃ ｌ ｅ ａ ｒ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｐｌ ａ ｎ ｔ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ，ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎｄ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｅ ｎｃ ｅ ｓ ｏ ｖ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｐａ ｓ ｔ ３ ０ ｙ ｅ ａ ｒ ｓ ｉ ｎ Ｃｈｉ ｎ ａ，ａ ｎｄ ａ ｌ ｓ ｏ ａ ｓ ｓ ｉ ｍｉ ｌ ａ ｔ ｅ ｓ ｇ ｏ ｏ ｄ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｗｏ ｒ ｌ ｄ — ｗｉ ｄ ｅ ａ ｄ ｖ ａ ｎｃ ｅ ｄ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｐ ｌ ａ ｎｔ ｓ ．Ａｓ ａ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ， ＨＰＲ １ ０ ０ ０ ｂ ｒ ｉ ｎ ｇ ｓ ｕ ｐ ｔ ｈｅ “ｉ ｎ ｔ ｅ ｇ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ａ ｎ ｄ ｐ ａ ｓ ｓ ｉ ｖ ｅ ”ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｐ ｔ ｏ ｆ ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ．Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐａ ｐ ｅ ｒ ，ｔ ｈｅ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｓ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｐｔ ｉ ｓ ｆ ｉ ｒ ｓ ｔ ｅ ｘ ｐ ｏ ｕ ｎ ｄ ｅ ｄ，ｔ ｈ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ ｖ ａ ｌ ｉ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｙ ｐ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ａ ｓ ｓ ｉ ｖ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍｓ ａ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ。ａ ｎ ｄ ａ ｔ ｌ ａ ｓ ｔ ｅ ｘ ａ ｍ ｐｌ ｅ ｓ ｉ ｎ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｋ ｅ ｙ ｒ ｏ ｌ ｅ ｓ ｏｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍｓ ｐ ｌ ａ ｙ ｅ ｄ ｔ ｏ ｄ ｅ ａ ｌ ｗｉ ｔ ｈ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｃ ｃ ｉ ｄ ｅ ｎ ｔ
准 事 故 工 况 及 严 重 事 故 工 况 的应 对 能 力 尚 有 进 一
非 能 动 系 统 的 应 用 并 不意 味着 可 以 降低 能 动 系 统
的 设 计 要 求 。能 动 系统 的可 用 性 仍 需 置 于首 位 予 以 保 证 ，非 能 动 系 统作 为备 用 措 施 。 在 确 保 安 全 的 基 础上 ，如 何 降 低 造 价 ，也 是 核 电 厂 设 计 ，尤 其 是新 型核 电厂 设 计 必 须 要 考 虑 的问题 。“ 华 龙 一 号 ” 的 设 计 同时 针 对 国 内 核 电 市 场 及 国际 核 电 市 场 ，因此 其 经 济 性 必 须 有 足 够 的 竞 争 力 。相 对 于 增 加 完 整 的 能 动 安 全 系 列 来
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｇ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ Ａｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ａ ｎ ｄ Ｐａ ｓ ｓ ｉ ｖ ｅ Ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍｓ ｏ ｆ ＨＰＲ１ ０ ０ ０
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合 的技 术用 于确 保 包 括 应 急 堆 芯 冷却 ，堆 芯 余 热
导 出 ，安全 壳 热 量 排 出 ，熔 融 物 堆 内滞 留在 内 的 安 全 功 能 ，能够 充 分发 挥 能 动 安 全技 术 成 熟 、可
靠 、高效 的优 势 和非 能 动 安 全 技 术 不 依 赖 外 部 动
能 动 加 非 能 动 的 设 计 理 念 。能 动 安 全 系 统 是 高
效 、成 熟 、可 靠 的 ，且 已 经 过 充 分 工 程 验 证 的 ，
而 非 能 动 安全 系 统 可 有 效 应 对 动 力 源 丧 失 ， 以非 能 动 安 全 系 统 作 为 能 动 安 全 系 统 的 补 充 ，可 在 保
能 动 技 术 与 非 能 动 技 术 各 自的优 缺 点 ，对 两 种 安
全 技 术 正 确 的 应 用 应 该 是 能 动 与 非 能 动 技 术 联 合 交叉使用 。
对于安全 系统配置 ， “ 华 龙 一 号 ” 在 顶 层 设
计 阶段 提 出过 多 种 思 路 ，包 括 增 加 能 动 安 全 系 列
芯 热 量 并 维持 安 全壳 完整 性 。能 动 与 非 能 动 相结
ｌ 能 动 加 非 能 动 设计 理 念
目前 ，国 际 上 对新 建 核 电 厂 的 安 全 需 求 的 考 虑 和 讨 论 较 集 中的 内容 之 一 是 如 何 加 强 核 电 厂 应 对 多 重 失 效 导 致 的超设 计 基 准 事 故 即设 计 扩 展 工 况 的应 对 能 力 。 “ 华 龙 一 号 ” 是 基 于 现 有 的 以 能
了我 国 ３ Ｏ年 来 核 电建 设 和 运 营 的成 熟 经 验 ，又
高 安 全 性 。 以能 动 和非 能 动 的方 式 实 现 应 急 堆 芯
充 分 考 虑 了福 岛事 故 反 馈 以及 国 际 的标 准 法 规 的
新 要 求 ，融 入 了新 的设 计 特 点 。
收 稿 日期 ：２ Ｏ １ ７ 一 Ｏ ８ 一 Ｏ ３
步改进空ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ间。
能 动 技 术 最 突 出的 特 点 是 在 核 电厂 偏 离 正 常
时 能 高 效 可 靠 的纠 正 偏 离 ，非 能 动 系 统 则 在 无 需 电源 支 持 的情 况 下 保 证 反 应 堆 的安 全 ，设 计 更 加
简 化 。随 着 研 究 的深 入 ，核 工 业 界 已逐 渐 认 识 到
证 技 术 成 熟 性 的 同 时 ，通 过 多 样 化 的手 段 大 幅 提
设 计 直接 决 定 了核 电 厂 的 安 全 水 平 。
“ 华 龙 一 号 ” 是 我 国具 备 完 整 自 主 知 识 产 权 的 三代 先 进 压 水 堆 核 电 型 号 。 “ 华 龙 一 号 ” 继 承
Ｗ Ｕ Ｙｕ — ｘ ｉ ａ ｎ ｇ． ＺＨ ＡＮＧ Ｘｕ ｅ — ｓ ｈ ｕ ａ ｎ ｇ
（ Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｎｕ ｃ ｌ ｅ ａ ｒ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｃ ｏ ． ，Ｉ ｔ ｄ ． ．Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ８ ４ ０， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
的方 案 和 在 两 个 能 动 安 全 系 列 的 基 础 上 增 加 一 个
ｃ ｏｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ａ ｒ ｅ ｓ ｅ ｔ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ：Ｈ ＰＲ１ ０ ０ ０；ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ａ ｎ ｄ ｐ ａ ｓ ｓ ｉ ｖｅ ；ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍｓ
ＣＬＣ ｎｕ ｍｂ ｅ ｒ ： ＴＬ４ Ａｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ： Ａ Ａｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ Ｉ Ｄ ：１ ６ ７ ４ — １ ６１ ７ （ ２ Ｏ １ ７ ） ０ ４ 一 Ｏ ４ ６ ８ — ０ ４
力 的 固有 安 全 特 性 。在 “ 华 龙 一 号 ” 的设 计 中 ，
动 安 全 系 统 为 基 础 的 二 代 改 进 型 压 水 堆 机 组 成 熟
技 术 的渐 进 式 设 计 。对 于 现 有 压 水 堆 技 术 ，其 应 对 设 计 基 准 事 故 工 况 的 能 力 足 够 ，但 对 超 设 计 基
“ 华 龙 一 丐 能 动 与 非 能 动 相 结 合 的 安 全 系 统 设 计
宋 代 勇 。赵 斌 。袁 霞 。孙 金 龙 ，王 广 飞 ， 王佳 卓 ，范 黎 ，吴 字 翔 ，张 雪霜
（ 中 国 核 电 工 程 有 限 公 司 ．北 京 １ ０ ０ ８ ４ ０ ）
口
说 ，采 用 两 个 能 动 系列 加 一 套 非 能 动 系统 的 安 全 系统配置的经济性也非常突出。
“ 华 龙 一 号 ” 设 计 在 充 分 考 虑 了 安 全 性 、 经 济 性 、先进 性 、成熟 性 这 ４个 关 键 设 计 特 点 之 间 的 平 衡 的 基 础 上 ，最 终 形 成 了 “ 能 动 与非 能 动 相 结 合 ” 的 安 全设 计 理 念 。
关 键 词 ：华 龙 一 号 ；能 动 与 非 能 动 ；安 全 系 统
中图 分 类 号 ：ＴＩ ４ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ６ ７ ４ — １ ６ １ ７（ ２ ０ １ ７ ）０ ４ — ０ ４ ６ ８ — ０ ４
Ｄ ＯＩ ：１ ０ ．１ ２ Ｏ ５ ８ ／ ｚ ｇ ｈ ｄ ． ２ Ｏ １ ７ ． ０ ４ ． ４ ６ ８
核 工程研 究 设计 院副 院长 ，“ 华 龙一 号”首 堆示 范工 程设计 经理 。
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ＨＰＲ１ ００ ０ Ｏｖ ｅ ｒ ａｌ ｌ Ｔｅ ｃ ｈｎ ｏｌ ｏ ｇｙ
总 体 技 术
统 的 备 用措 施 ，以 多样 化 的形 式 确 保 电 厂安 全 。
施 ，在 能 动 手 段 不 可 用 时 投 运 非 能 动 系统 导 出 堆
安 全 性 始 终 是 核 电 厂 设 计 首 先 要 考 虑 的 问 题 ，核 电厂 安 全 主要 依 靠 所 配备 的 一 套 应 对 各 类 事 故 工 况 的 安 全 系 统来 保 障 ，安全 系 统 的配 置 及
“ 华 龙 一 号 ” 安 全 系 统 设 计 创 新 性 地 采 用 了
， ’
摘 要 ：“ 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 ３ Ｏ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 。