华龙一号安全注入系统(RSI)差异分析

华龙一号安全注入系统（RSI）差异分析
摘要：在设计基准事故工况下，必须确保堆芯的冷却和安全壳的完整性，限制
事故的发展和减轻事故的后果，为此核电站设置了专设安全设施。

安全注入系统（RSI）作为核电厂专设安全设施的重要组成部分，其承担着反应堆冷却剂系统（RCS）发生失水事故（LOCA）或主蒸汽系统（TSM）发生管道破裂事故时，堆
芯应急冷却的重要作用。

关键词：华龙一号；安注系统；差异；
1 华龙一号安注系统与M310机组的功能差异：
a）华龙一号取消浓硼注入回路，上充泵不再作为安注系统的高压安注泵使用，事故工况时，首先将浓硼注入堆芯是由应急硼酸注入系统完成的。

当一回路压力
低于中压安注泵压头时自动往一回路注入硼酸溶液。

b）在反应堆停堆期间，反应堆处于半管水位时，若失去RHR泵，一台MHSI
泵会自动地从换料水箱取水通过冷段向堆芯注水。

2 华龙一号安注系统与M310机组的设备差异：
a）高压安注泵改为中压安注泵。

M310机组上充泵兼作安注系统高压安注泵，华龙一号高压安注改为中压安注。

b）M310中反应堆换料水池和乏燃料水池冷却和处理系统的换料水箱划分给RSI，命名为内置换料水箱，内置换料水箱位于安全壳内的最低位置，兼做安全壳
地坑，收集LOCA事故工况下通过破口进入安全壳的反应堆冷却剂，并收集安喷
系统投入后的喷淋水；其容积为2403立方米，可用容积为2225-2310立方米，内部硼浓度为2400ppm，华龙一号RSI内置换料水箱容积、硼浓度比M310 PTR的
换料水箱都要大，内置换料水箱的水量保证换料期间使换料水池建立足够高的液位，并保证事故工况下内置换料水箱的液位满足安注泵和安喷泵有效运行所需的
汽蚀余量要求，内置换料水箱里的硼水浓度足以在换料冷停堆期间使反应堆保持
次临界状态；制硼过程其主要差异体现在硼浓度、容积变化，具体参数见表2，
需根据内置换料水箱的容积和硼浓度计算出所需的硼酸数量，制硼过程中给水箱
充水的临时管路径也将变化，此外因为内置换料水箱与大气对空口在零米附近，
还需注意做好防异物等措施，具体风险分析见换料水箱制硼风险分析。

c）华龙一号安注系统取消浓硼注入回路，即华龙一号不再有RIS021/022PO、RIS004BA、RIS021BA等主要设备和该回路的一系列阀门。

d）华龙一号中压安注泵RSI003/004PO和低压安注泵RSI001/002PO电机由设
备冷却水系统WCC冷却，并由电气厂房冷冻水系统WEC提供备用冷却水，所以
在电机冷却水的进出口增加了四个三通阀。

e）MHSI泵最小流量45m³/h、对应扬程963-1015m、最大流量270 m³/h、入
口压力≤0.56MPa.a，具体参数见表3，用于所有事故工况，在电站正常运行期间，泵用于备用状态；在事故工况下，安注信号启动中压安注泵。

中压安注泵投运后，从内置换料水箱吸水，泵的小流量管线返回管线保证泵的正常运行。

如果RCS压
力高于泵的注入关闭压头，则通过小流量管线返回内置换料水箱，当RCS压力下
降到泵的注入关闭压头以下时，向反应堆冷却剂系统冷段注入含硼水。

在反应堆
停堆期间，反应堆处于半管水位时，若失去RHR泵，一台MHSI泵会自动地从内
置换料水箱取水通过冷管段向堆芯注水。

f）华龙一号安注箱001/002/003BA的形状为球形与M310的圆柱形安注箱有
较大差异，具体参数差异如下表：
表5 M310机组与华龙一号安注箱差异
3 统流程差异
M310机组上充泵兼作高压安注泵，在事故工况下，上充泵将取水口从容控
箱切换至换料水箱，将安注系统硼酸再循环回路中RIS004BA的浓硼酸通过反应堆冷却剂系统（RCP）冷段注入堆芯。

且在安注再循环阶段泵由安全壳地坑吸水，
经低压安注泵增压，进行再循环注入。

华龙一号将高压安注泵改为中压安注泵，并取消硼酸再循环回路。

中压安注
泵用于所有事故工况，在电站正常运行期间，泵处于备用状态。

事故工况下，安
注信号启动中压安注泵。

中压安注泵投运后，从内置换料水箱（IRWST）吸水。

泵的小流量返回管线保证泵的正常运行，并将泵的注入关闭压头控制在1000m以下。

如果反应堆冷却剂系统RCS压力高于泵的注入关闭压头，则通过小流量管线
返回IRWST，当RCS压力下降到泵的注入关闭压头以下时，向反应堆冷却剂系统（RCS）冷段注入含硼水。

4 总体设计差异
a）设计基准华龙一号以《ACP1000核岛主要系统设计准则》的为标准，而
M310主要是参考岭澳一期。

b）上充和安注完全分离。

M310机组化容系统的上充泵兼做安注系统高压安
注泵，华龙一号高压安注改为中压安注，且中压安注泵不需要低压安注泵增压。

c）取消浓硼注入回路。

M310机组安注系统有硼酸再循环回路，事故时首先
通过高压安注泵将7000-8000ppm的浓硼酸注入堆芯，华龙一号安注系统取消了
该回路。

d）换料水箱内置。

M310机组机组安注系统的直接注入阶段从换料水箱取水，再循环注入阶段低压安注泵的取水则从换料水箱切换到安全壳地坑。

而华龙一号
采用内置换料水箱位于安全壳内最低的位置，兼做安全壳地坑，安注系统无论直
接注入还是再循环注入阶段都从内置换料水箱取水。

e）内置换料水箱过滤器。

在内置换料水箱内每台安注泵、安喷泵的管道吸入
口处设置过滤器，用以过滤水中的悬浮颗粒。

f）厂房布置差异。

M310机组安注系统的低压安注泵分布在核燃料厂房-6.7m，高压安注泵分布在核辅助厂房0m，水压试验泵分布在核辅助厂房5m，安注箱分
布在反应堆厂房-6.7。

华龙一号安注系统的两个系列完全分开，分别布置在两个
安全厂房，厂房实现了完全的物理隔离，MHSI/LHSI泵布置在安全厂房-12.2m，
水压试验泵布置在燃料厂房-12.2m，安注箱和内置换料水箱布置在反应堆厂房-
6.7m。

g）华龙一号中压安注泵RSI003/004PO和低压安注泵RSI001/002PO电机由设
备冷却水系统WCC冷却，并由电气厂房冷冻水系统WEC提供备用冷却水。

h）华龙一号安全注入系统安注泵（001/002/003/004PO）入口隔离阀
（007/008/009/010VP）安装在过滤器后面，而M310安全注入系统安注泵
（001/002PO）入口隔离阀（075/085VB）安装在过滤器前面。

结语：
福清核电有限公司5、6号机组（华龙一号）是我国具有完全自主知识产权的三代压水堆示范项目，“华龙一号”作为民族核电“走出去”战略的主打品牌，对于
提高我国的自主创新能力有重要意义，它不仅标志着我国拥有了完全自主产权的
核电技术，更是我国从“核大国”向“核强国”迈出的重要一步。

参考文献：
[1]徐利根.华龙一号核电厂系统与设备.中国原子能出版社，2017年（1）：55-60。