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核能科普知識(shí)
華龍一號(hào):三個(gè)實(shí)體隔離的安全系列是如何誕生的?
時(shí)間:2016年02月29日 來源:中廣核 點(diǎn)擊量: 分享:

  2月23日,華龍峰會(huì)及華龍之旅系列活動(dòng)的開展讓華龍一號(hào)在國際舞臺(tái)上備受矚目,雙層安全殼、三個(gè)實(shí)體隔離的安全系列等內(nèi)容成為各國嘉賓和中外媒體記者關(guān)注的熱點(diǎn),那么問題來了,華龍一號(hào)三個(gè)實(shí)體隔離的安全系列是如何誕生的?背后的故事又是怎樣的?下面就讓我們一起來看看:

  2013年4月,國家能源局在京組織召開了自主創(chuàng)新三代核電技術(shù)合作協(xié)調(diào)會(huì),中國廣核集團(tuán)和中核集團(tuán)就技術(shù)融合事宜達(dá)成原則性共識(shí)——華龍一號(hào)以177組12英尺燃料組件堆芯和三個(gè)實(shí)體隔離的安全系列為基本技術(shù)特征。三個(gè)實(shí)體隔離的安全系列脫胎于ACPR1000+的設(shè)計(jì),是中廣核自主研發(fā)的現(xiàn)成成果,直接照搬過來不就可以了嗎?然而事實(shí)遠(yuǎn)非如此簡(jiǎn)單!

  中廣核在啟動(dòng)新核電型號(hào)研發(fā)之初,圍繞“三代核電”的技術(shù)指標(biāo),研發(fā)團(tuán)隊(duì)從頂層設(shè)計(jì)入手,系統(tǒng)調(diào)研分析了國際壓水堆核電站的發(fā)展趨勢(shì),結(jié)合國內(nèi)CPR1000核電站生產(chǎn)運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)反饋,開創(chuàng)性提出了“三個(gè)實(shí)體隔離”的安全系列的設(shè)計(jì)。

  圍繞“三個(gè)實(shí)體隔離”安全系列的頂層設(shè)計(jì)要求,研發(fā)團(tuán)隊(duì)從功能需求、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及布置入手,進(jìn)行了大量的分析和論證工作。譬如在廠房總體布局方面,圍繞“實(shí)體隔離“及“抵御大型飛機(jī)撞擊“的設(shè)計(jì)要求,對(duì)三個(gè)安全廠房的總體布局進(jìn)行了數(shù)十次的調(diào)整和論證,反反復(fù)復(fù)的分析、驗(yàn)算。顯而易見,三個(gè)安全系列的設(shè)計(jì)提高了堆型的安全性,設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)成果顯著。

  然而,從ACPR1000+到華龍一號(hào),一回路的設(shè)計(jì)參數(shù)與原設(shè)計(jì)有一些差異。原來ACPR1000+設(shè)計(jì)的三個(gè)實(shí)體隔離的專設(shè)安全系統(tǒng),能否滿足修改后的華龍一號(hào)的功能要求?應(yīng)對(duì)超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故的事故緩解系統(tǒng),以及相關(guān)配套的支持系統(tǒng)能否滿足融合后的華龍一號(hào)的要求?這些都需要進(jìn)行系統(tǒng)的評(píng)估論證。同時(shí),研發(fā)設(shè)計(jì)進(jìn)入示范工程設(shè)計(jì)實(shí)施階段,設(shè)計(jì)需要同時(shí)結(jié)合工程的可實(shí)施性,對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行系統(tǒng)的評(píng)估和論證,以化解工程實(shí)施階段的風(fēng)險(xiǎn)。

  容量評(píng)估需要按照設(shè)計(jì)的先后邏輯,一個(gè)系統(tǒng)、一個(gè)系統(tǒng)地從前往后梳理。“設(shè)計(jì)中時(shí)常會(huì)出現(xiàn)上游系統(tǒng)需求梳理完畢,下游設(shè)計(jì)難以保障上游需求的情況,這就需要一個(gè)對(duì)上游設(shè)計(jì)裕量進(jìn)行進(jìn)一步挖掘的反復(fù)迭代過程。”負(fù)責(zé)華龍一號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的副總設(shè)計(jì)師牛文華說。

  這個(gè)過程十分痛苦。這意味著設(shè)計(jì)人員首先要否定之前的工作成果,在以前成果的基礎(chǔ)上反復(fù)尋找、挖掘設(shè)計(jì)的裕量,進(jìn)一步精細(xì)化的進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算,既要確保安全性,又要降低對(duì)下游設(shè)計(jì)的壓力,提高經(jīng)濟(jì)性。上下游專業(yè)之間需要相互理解,齊心協(xié)力想辦法來解決設(shè)計(jì)的問題。

  譬如在應(yīng)急柴油機(jī)的容量論證過程中,前期系統(tǒng)專業(yè)出于安全性考慮,流體系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用包絡(luò)設(shè)計(jì),一些泵的選型容量略大,后期電氣專業(yè)在開展應(yīng)急柴油機(jī)選型時(shí),由于設(shè)計(jì)裕量的層層傳導(dǎo),致使應(yīng)急柴油機(jī)的容量需求太大,難以選型到合適的產(chǎn)品,極大增加了后期建造及運(yùn)維階段的成本。為此,研發(fā)項(xiàng)目部在短短兩周的時(shí)間內(nèi)聯(lián)合組織召開了五次審評(píng)討論會(huì),從單個(gè)設(shè)備到系統(tǒng),逐個(gè)分析、計(jì)算其功率需求,消減設(shè)計(jì)裕量的傳導(dǎo)效應(yīng);同時(shí)系統(tǒng)、電氣專業(yè)一同對(duì)應(yīng)急條件下相關(guān)設(shè)備的加載次序、邏輯及狀態(tài)進(jìn)行了系統(tǒng)的分析,修正了簡(jiǎn)單疊加的計(jì)算方法。通過聯(lián)合攻關(guān),有效的將應(yīng)急柴油機(jī)的負(fù)荷降低了10%,在確保安全的同時(shí)有效提升了經(jīng)濟(jì)性。

  像這樣的例子還有很多,“青出于藍(lán)而勝于藍(lán)”,從ACPR1000+到華龍一號(hào),提升就是源自于設(shè)計(jì)工程師們的智慧與汗水。

 

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