重大核科學(xué)工程

1、重大核科學(xué)工程中國實(shí)驗(yàn)快堆CEFR1 CEFR工程進(jìn)展汪 堯2005年，工程建設(shè)取得新的進(jìn)展，工程質(zhì)量處于受控狀態(tài)，工程管理水平進(jìn)一步提升。繼2004年11月完成主工藝施工設(shè)計(jì)后，工程全部施工設(shè)計(jì)于2005年10月完成。2005年11月，完成實(shí)體防衛(wèi)系統(tǒng)的訂貨后，標(biāo)志著工程大型機(jī)電類物項(xiàng)的訂貨工作全部完成。2005年8月11日，堆容器首批安裝部件到貨并開始堆本體設(shè)備現(xiàn)場安裝，實(shí)現(xiàn)了工程又一重大節(jié)點(diǎn)。堆容器現(xiàn)場安裝施工進(jìn)展順利，底封頭組合件和堆內(nèi)支承結(jié)構(gòu)均已吊入堆坑進(jìn)行焊接。并完成以下工作：1) 首次進(jìn)鈉相關(guān)的鈉接收與二回路鈉充排系統(tǒng)；2) 二次氬氣分配系統(tǒng)、氬氣接收系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、膨脹石墨滅火

2、劑噴灑系統(tǒng)、鈉火消防系統(tǒng)等系統(tǒng)的安裝和交調(diào)后，并于年底完成系統(tǒng)調(diào)試，為核級鈉進(jìn)場創(chuàng)造了條件；3) 00子項(xiàng)室外工程及05子項(xiàng)應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)廠房的土建施工；4) 全部調(diào)試管理程序的編制，調(diào)試技術(shù)文件、運(yùn)行規(guī)程和平安分析、環(huán)評報(bào)告的編制也根本滿足總體方案要求。目前，工程已全面轉(zhuǎn)入安裝調(diào)試階段。2005年，按照“大力協(xié)同，全面推進(jìn)，抓住主線，確保節(jié)點(diǎn)的指導(dǎo)思想，通過明確技術(shù)負(fù)責(zé)人和細(xì)化崗位目標(biāo)，抓責(zé)任落實(shí)，提高了執(zhí)行力度；通過質(zhì)量專題活動，加強(qiáng)質(zhì)量控制和體系完善；通過分級協(xié)調(diào)和專項(xiàng)管理，加強(qiáng)了進(jìn)度控制；通過標(biāo)準(zhǔn)合同管理和費(fèi)用預(yù)算管理，強(qiáng)化了投資控制。一年來，快堆工程部認(rèn)真執(zhí)行國家和上級部門的有關(guān)規(guī)定

3、，積極配合各項(xiàng)檢查，特別為工程調(diào)整概算審查和設(shè)計(jì)、進(jìn)度和控制“三確認(rèn)工作進(jìn)行了充分的準(zhǔn)備。2 CEFR工程技術(shù)研究平臺建設(shè)規(guī)劃周培德 中國原子能科學(xué)研究院從2004年開始啟動院總體開展建設(shè)規(guī)劃工作。新時代工程咨詢受國防科工委委托于2005年10月19日對 “中國原子能科學(xué)研究院總體開展規(guī)劃方案進(jìn)行了評審。院總體開展規(guī)劃方案包括35個子項(xiàng)，其中第01子項(xiàng)是CEFR工程技術(shù)研究平臺。新時代工程咨詢于2005年11月16日對01子項(xiàng)進(jìn)行了評審。本文簡要介紹CEFR工程技術(shù)研究平臺工程建議書的主要內(nèi)容，包括建設(shè)的必要性、建設(shè)內(nèi)容、平臺形成的能力等。1) 建設(shè)必要性從我國核能開展戰(zhàn)略要求、國際先進(jìn)核能系

4、統(tǒng)開展趨勢、支撐我國快堆工程“三步走開展步驟的需要這三個層面，反映出快堆工程技術(shù)的重要性，以及我國建設(shè)快堆工程技術(shù)研究平臺的必要性和緊迫性。開展快堆工程技術(shù)是我國建立閉式燃料循環(huán)體系的必然要求，也符合國際先進(jìn)核能系統(tǒng)的開展方向。目前，我國實(shí)驗(yàn)快堆已進(jìn)入安裝調(diào)試階段。原型快堆規(guī)劃約2021年建成。商用快堆設(shè)想約2035年建成并推廣，這個時間與國際上提出的實(shí)現(xiàn)先進(jìn)核能系統(tǒng)應(yīng)用的時間根本一致。這種開展步驟的實(shí)現(xiàn)一方面借鑒國外快堆工程技術(shù)開展的經(jīng)驗(yàn)，另一方面我國需要盡快建立功能完整的快堆工程技術(shù)研究平臺。2) 建設(shè)內(nèi)容根據(jù)對快堆工程技術(shù)研究平臺的定位和功能要求，以及建設(shè)工程的性質(zhì)，提出了如下建設(shè)方案：

5、首先完成實(shí)驗(yàn)快堆的配套設(shè)施建設(shè)，充分利用已有的根底和條件，根據(jù)支持我國快堆工程開展步驟的需要和先進(jìn)核能系統(tǒng)的技術(shù)開展要求，新建一批研究設(shè)施。建設(shè)安排在“十一五和“十二五期間進(jìn)行。在本次中國原子能科學(xué)研究院總體開展建設(shè)規(guī)劃中，快堆工程技術(shù)研究平臺工程的建設(shè)內(nèi)容包括4個方面：實(shí)驗(yàn)快堆的配套設(shè)施；快堆技術(shù)根底研究設(shè)施；快堆工程技術(shù)研發(fā)設(shè)施；先進(jìn)核能系統(tǒng)中有關(guān)快堆技術(shù)的研發(fā)設(shè)施。掌握運(yùn)行維護(hù)技術(shù)是建造實(shí)驗(yàn)快堆的重要目的之一。建立配套的運(yùn)行維護(hù)設(shè)施不僅對實(shí)驗(yàn)快堆是必要的，且是我國自主開展快堆型核電站的根底之一。對于實(shí)驗(yàn)快堆配套設(shè)施，主要建設(shè)運(yùn)行、維修培訓(xùn)設(shè)施和維修技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)室，其中最重要的是基于仿真技

6、術(shù)的實(shí)驗(yàn)快堆運(yùn)行模擬機(jī)以及各種專家系統(tǒng)。對于現(xiàn)有的快堆技術(shù)根底研究設(shè)施，存在3方面的問題：1現(xiàn)有設(shè)施的能力不能滿足工程開展的需要，設(shè)施或建筑陳舊；2現(xiàn)有設(shè)施涵蓋的研究內(nèi)容存在明顯的缺項(xiàng)，特別是與冷卻劑鈉相關(guān)的工藝技術(shù)、分析監(jiān)測技術(shù)，平安技術(shù)、材料技術(shù)等的研究條件缺乏；3缺乏池式結(jié)構(gòu)快堆的熱工水力和平安根底研究條件。通過平臺建設(shè)將完善鈉工藝技術(shù)研究條件，新建銫阱、冷阱和鈉蒸汽阱的研究設(shè)施；新建鈉中放射性核素的分析檢測設(shè)施；新建鈉火、廢鈉處理研究設(shè)施；完善鈉中雜質(zhì)和覆蓋氣體中雜質(zhì)的分析檢測條件；完善鈉與材料相互作用的研究條件。儀控電技術(shù)可認(rèn)為是一根底技術(shù)。快堆由于工作介質(zhì)、過程檢測參數(shù)、反響堆動態(tài)

7、特性、事故初因、控制保護(hù)參數(shù)類型等與壓水堆有較大的差異，同時鑒于數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)在核電站中有廣泛應(yīng)用的趨勢，要求建立相應(yīng)的研究設(shè)施，進(jìn)行檢測技術(shù)研發(fā)，特別是數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的開發(fā)等。與快堆工程技術(shù)研發(fā)設(shè)施有關(guān)的建設(shè)內(nèi)容包括設(shè)計(jì)條件、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)施、關(guān)鍵設(shè)備樣機(jī)考驗(yàn)設(shè)施、堆實(shí)驗(yàn)和考驗(yàn)條件等4個方面。實(shí)驗(yàn)快堆的設(shè)計(jì)工作已全部結(jié)束，從現(xiàn)有條件和設(shè)計(jì)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)反響看，個別專業(yè)的設(shè)計(jì)條件明顯缺乏，采用三維設(shè)計(jì)、三維分析計(jì)算對工程來說非常必要，是減少設(shè)計(jì)變更，提高設(shè)計(jì)綜合能力、論證平安性等的最好手段。為此，關(guān)于設(shè)計(jì)條件建設(shè)，規(guī)劃了3項(xiàng)內(nèi)容：研究設(shè)計(jì)軟件的補(bǔ)充、并行計(jì)算條件的建立以及設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)的建立。為中

8、國實(shí)驗(yàn)快堆共進(jìn)行了45項(xiàng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。由于硬件條件的限制，堆芯物理零功率模擬實(shí)驗(yàn)、事故余熱導(dǎo)出堆本體模擬實(shí)驗(yàn)，與俄供設(shè)備相關(guān)的設(shè)計(jì)驗(yàn)證等共14項(xiàng)技術(shù)含量高、需要大型設(shè)施的設(shè)計(jì)驗(yàn)證工作只能在俄羅斯進(jìn)行。對于設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)施，規(guī)劃建設(shè)池式快堆堆本體熱工和堆芯余熱導(dǎo)出綜合實(shí)驗(yàn)裝置。新建的裝置能滿足中國原型快堆堆設(shè)計(jì)研究和設(shè)計(jì)驗(yàn)證需要，同時能用于實(shí)驗(yàn)快堆的平安研究。一個國家能夠自主建造快堆的重要標(biāo)志之一是關(guān)鍵設(shè)備的國產(chǎn)化。實(shí)驗(yàn)快堆的大局部關(guān)鍵設(shè)備從國外進(jìn)口。建立關(guān)鍵設(shè)備樣機(jī)的考驗(yàn)裝置是實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化的重要條件。規(guī)劃建設(shè)的鈉設(shè)備綜合考驗(yàn)裝置，將用于鈉閥門、鈉泵、鈉儀表等的國產(chǎn)化樣機(jī)的考驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)快堆的

9、換料和燃料工藝運(yùn)輸系統(tǒng)是完整的，但還沒有考驗(yàn)件入堆前的試驗(yàn)、檢驗(yàn)裝置。為在實(shí)驗(yàn)快堆上開展MOX燃料、新型燃料、試驗(yàn)性生產(chǎn)組件等入堆考驗(yàn)，必須建立考驗(yàn)件入堆前的實(shí)驗(yàn)裝置。為此目的，規(guī)劃新建一套燃料組件堵流實(shí)驗(yàn)裝置，同時改造一條90年代初從意大利引進(jìn)的燃料組件耐久性考驗(yàn)和熱沖擊試驗(yàn)回路，為快堆燃料組件的國產(chǎn)化效勞。先進(jìn)核能系統(tǒng)技術(shù)的研發(fā)是快堆工程技術(shù)研究的內(nèi)容之一。先進(jìn)核能系統(tǒng)的顯著特點(diǎn)是：可持續(xù)性、經(jīng)濟(jì)性、高平安性和高可靠性。在我國快堆工程開展進(jìn)程中，應(yīng)加強(qiáng)實(shí)現(xiàn)上述特點(diǎn)的技術(shù)的研發(fā)。中國實(shí)驗(yàn)快堆和規(guī)劃建設(shè)的原型快堆已經(jīng)朝這種技術(shù)特點(diǎn)開展。比方在原型快堆總體技術(shù)方案中提出了采用非能動停堆系統(tǒng)的技術(shù)

10、路線，以實(shí)現(xiàn)高平安性。對于非能動停堆系統(tǒng)的研發(fā)，需要經(jīng)過材料試驗(yàn)、原理實(shí)驗(yàn)、樣機(jī)試驗(yàn)、工程考驗(yàn)等環(huán)節(jié)。為此，需要一個功能齊全的快堆工程技術(shù)研究平臺，綜合利用平臺的功能和發(fā)揮綜合優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新。3) 形成能力經(jīng)過建設(shè)，快堆工程技術(shù)研究平臺的能力將有明顯提升，主要表現(xiàn)在：平臺具有支持CEFR平安運(yùn)行、輻照考驗(yàn)、設(shè)備維護(hù)和主要進(jìn)口設(shè)備國產(chǎn)化設(shè)計(jì)和考驗(yàn)?zāi)芰?；具有進(jìn)行600 MWe中國原型快堆的自主設(shè)計(jì)能力和進(jìn)行絕大局部設(shè)計(jì)驗(yàn)證的能力；具有承當(dāng)開展先進(jìn)核能系統(tǒng)技術(shù)國際合作研發(fā)工程的能力。通過快堆工程技術(shù)研究平臺的建設(shè)，我國將成為世界上第8個具有快堆自主研發(fā)能力的國家。快堆工程技術(shù)研究平臺建設(shè)內(nèi)容可細(xì)

11、分為31小項(xiàng)，包括已有辦公樓、實(shí)驗(yàn)大廳的改造、舊實(shí)驗(yàn)室的搬遷、已有裝置的改造、新建建筑的建設(shè)、新建裝置、設(shè)施的建設(shè)等類型。快堆工程部將根據(jù)審評意見和經(jīng)費(fèi)情況對建設(shè)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。另外，各小項(xiàng)建設(shè)內(nèi)容的技術(shù)方案、方案進(jìn)度和設(shè)備材料清單還需要細(xì)化，到達(dá)建設(shè)工程正式立項(xiàng)的要求。3 CEFR最終平安分析報(bào)告編寫情況周培德CEFR最終平安分析報(bào)告FSAR是實(shí)驗(yàn)快堆執(zhí)照申領(lǐng)應(yīng)提交的技術(shù)文件之一。快堆工程部根據(jù)實(shí)驗(yàn)快堆工程二級網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度方案提出了2005年完成報(bào)告書初稿編寫的目標(biāo)。CEFR最終平安分析報(bào)告主要參考和依據(jù)以下文件 “CEFR平安分析報(bào)告格式與內(nèi)容、“核電廠平安分析報(bào)告的標(biāo)準(zhǔn)格式與內(nèi)容、“核電廠

12、平安分析報(bào)告的標(biāo)準(zhǔn)格式與內(nèi)容液態(tài)金屬冷卻快中子增殖堆版本、“CEFR初步平安分析報(bào)告修改版、CEFR施工設(shè)計(jì)文件和調(diào)試文件等。在各章編制中，特別強(qiáng)調(diào)了在標(biāo)準(zhǔn)格式與內(nèi)容中指出的僅適用于FSAR的節(jié)或條的編寫。CEFR最終平安分析報(bào)告的框架與PSAR類似，仍分18章，且各章包含的節(jié)也根本沒變。報(bào)告書的編制由快堆工程部和核工業(yè)第二研究設(shè)計(jì)院共同承當(dāng)。截止2005年年底，完成了共11章的編寫，有3章完成了約一半的編寫工作，有4章還處于編寫過程中。局部章節(jié)未完成編寫的主要原因是受一些條件的限制，如缺少系統(tǒng)手冊、運(yùn)行組織模式還未確定、局部系統(tǒng)的調(diào)試結(jié)果需寫到報(bào)告中、事故分析手段未能實(shí)現(xiàn)升級、缺乏近幾年的現(xiàn)

13、場氣象觀測數(shù)據(jù)等。但也有組織管理不到位、編寫人員不夠重視等原因。完成未編寫局部的編寫，完成整個報(bào)告的定稿和出版是快堆工程部2006年的一項(xiàng)重要軟工作。在下一步工作中應(yīng)重視以下幾個問題。1) 加強(qiáng)校核的組織工作。從目前已完成的編寫內(nèi)容看，各章之間的論述和數(shù)據(jù)還需要協(xié)調(diào)和統(tǒng)一，各章的內(nèi)容是否到達(dá)FSAR的要求、局部節(jié)目的內(nèi)容是否應(yīng)刪減等需要判定。組織有統(tǒng)籌決策能力的校核小組進(jìn)行校核是保證FSAR質(zhì)量的重要條件。2) 重視PSAR中及PSAR審評過程中的承諾。在FSAR中應(yīng)對所做承諾的完成情況和結(jié)果進(jìn)行說明。3) 為滿足FSAR編寫的進(jìn)度要求，應(yīng)對調(diào)試工程的安排和進(jìn)度提出建議。4) 提高FSAR重點(diǎn)

14、章節(jié)的編制質(zhì)量。FSAR和PSAR有大局部內(nèi)容是類似的。國家核平安局和審評單位將會對FSAR中的局部章節(jié)重點(diǎn)審查，比方變化較大的章節(jié)，論述充分細(xì)化的章節(jié)等。為此，應(yīng)提高第14章、16章、17章等的編制質(zhì)量。同時，應(yīng)對國家核平安局認(rèn)為可并入FSAR中解決遺留問題進(jìn)行重點(diǎn)論述，重視這些問題的計(jì)算分析和論證分析，這些問題包括：(1) 不同標(biāo)準(zhǔn)系列之間的銜接；(2) 堆內(nèi)構(gòu)件的流致振動；(3) 鈉水反響；(4) 設(shè)備的環(huán)境鑒定；(5) 在役檢查；(6) 火災(zāi)危害性分析等。4 CEFR環(huán)境影響報(bào)告書編寫情況 周培德，姜希文，陳 凌CEFR環(huán)境影響報(bào)告書申請首次裝料、運(yùn)行階段是實(shí)驗(yàn)快堆執(zhí)照申領(lǐng)應(yīng)提交的技術(shù)

15、文件之一。快堆工程部根據(jù)實(shí)驗(yàn)快堆工程二級網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度方案提出了2005年完成報(bào)告書初稿編寫的目標(biāo)。中國原子能科學(xué)研究院環(huán)境影響評價中心具有甲級環(huán)評資格，又是實(shí)驗(yàn)快堆建造階段環(huán)境影響報(bào)告書的編制單位。快堆工程部把現(xiàn)階段環(huán)境影響報(bào)告書的編制任務(wù)委托給了該環(huán)境影響評價中心，并簽訂了編寫合同?？於压こ滩亢驮涵h(huán)境影響評價中心分別就報(bào)告書評價與編制依據(jù)的文件、評價的目的和要求、報(bào)告書的質(zhì)量保證、報(bào)告書編寫的分工、與報(bào)告書有關(guān)的應(yīng)先期完成的工作等進(jìn)行了討論和協(xié)商，并在合同技術(shù)附件中明確規(guī)定。報(bào)告書評價與編制依據(jù)的文件有：?中華人民共和國放射性污染防治法?、國務(wù)院令253號?建設(shè)工程環(huán)境保護(hù)管理?xiàng)l例?、國家環(huán)境保

16、護(hù)局令第3號?放射環(huán)境管理方法?、核設(shè)施環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)那么?研究堆環(huán)境影響報(bào)告書的格式與內(nèi)容?HJ/T5.1-93、核設(shè)施環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)那么?核電廠環(huán)境影響報(bào)告書的內(nèi)容和格式?NEPA-RG1。對本階段報(bào)告書評價的目的是：根據(jù)放污法的要求，申請實(shí)驗(yàn)快堆的首次裝料和運(yùn)行。在本階段報(bào)告書中，要求通過就地調(diào)查和實(shí)驗(yàn)的手段提供實(shí)驗(yàn)快堆廠址和評價區(qū)域的實(shí)測環(huán)境資料，提供實(shí)驗(yàn)快堆的運(yùn)行參數(shù)和施工設(shè)計(jì)源項(xiàng)，提出三廢申請排放量，提供實(shí)驗(yàn)快堆平安和環(huán)境保護(hù)設(shè)施的安裝調(diào)試資料，論述三廢治理設(shè)施的建造性能和質(zhì)量等。結(jié)合廠址周圍現(xiàn)在的環(huán)境狀況，評價實(shí)驗(yàn)快堆正常運(yùn)行和事故工況下的環(huán)境影響，評估實(shí)驗(yàn)快堆的潛在環(huán)境影響是否

17、可以接受。本階段報(bào)告書還要求答復(fù)前兩個階段環(huán)評中承諾事項(xiàng)的完成情況。為滿足報(bào)告書的編制要求，院環(huán)境影響評價中心列出了與報(bào)告書有關(guān)的應(yīng)先期完成或提供資料的工作內(nèi)容，主要包括：堆芯放射性貯量和正常運(yùn)行工況三廢排放量的估計(jì)；三廢系統(tǒng)安裝和調(diào)試含通風(fēng)系統(tǒng)、廠房廢液和廢固的收集、暫存和轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)、乏燃料暫存系統(tǒng)；應(yīng)急設(shè)施和組織，場內(nèi)應(yīng)急方案的制定；流出物監(jiān)測系統(tǒng)含氣、液；原子能院現(xiàn)有廢液收集、暫存、處理和排放系統(tǒng)的改擴(kuò)建；院環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的改擴(kuò)建及監(jiān)測方案；廠址周圍半徑80公里評價區(qū)的人口、土地利用資料的調(diào)查；廠址區(qū)域大氣擴(kuò)散能力的調(diào)查；廠址區(qū)域外部事件的調(diào)查與評價等。本階段報(bào)告書共10章，報(bào)告書編制由院環(huán)

18、境影響評價中心負(fù)責(zé)，快堆工程部協(xié)助。報(bào)告書的統(tǒng)稿包括校核、審核和審定由院環(huán)境影響評價中心負(fù)責(zé)?？於压こ滩控?fù)責(zé)個別章節(jié)的編寫，主要包括建設(shè)規(guī)模和方案、建設(shè)目的；工程概況廠址規(guī)劃與平面布置、反響堆概述、堆芯及組件、反響堆本體、熱傳輸系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)和控制系統(tǒng)、燃料操作系統(tǒng)、儀表和控制系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、廠用電系統(tǒng)、平安殼系統(tǒng)；堆芯放射性貯量、放射性廢氣處理系統(tǒng)、放射性廢液處理系統(tǒng)及源項(xiàng)、放射性固體廢物處理系統(tǒng)及源項(xiàng)、乏燃料及廢組件暫存系統(tǒng)、放射性物質(zhì)的運(yùn)輸、退役設(shè)想；提供正常運(yùn)行放射性釋放量輸入數(shù)據(jù)；CEFR事故時的環(huán)境影響平安設(shè)計(jì)原那么和事故分類、CEFR初因事件分析、3個設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故分析、1個嚴(yán)重事

19、故分析、應(yīng)急方案及應(yīng)急設(shè)施；CEFR的流出物監(jiān)測；施工建設(shè)過程對環(huán)境的影響； 結(jié)論和承諾主體工程、環(huán)境保護(hù)設(shè)施。目前報(bào)告書的初稿已經(jīng)完成編制。但為完成報(bào)告書的最終定稿，以及為下一步的審評做準(zhǔn)備，快堆工程部提出了在2006年應(yīng)重視的幾個問題。1) 快堆工程部除應(yīng)完成對所負(fù)責(zé)編寫局部的校核工作外，還應(yīng)從業(yè)主角度對整個報(bào)告書進(jìn)行審查。2) 中國原子能科學(xué)研究院現(xiàn)有廢液和廢固的收集、暫存和轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)的改、擴(kuò)建工作正在進(jìn)行，在實(shí)驗(yàn)快堆環(huán)境影響報(bào)告書中應(yīng)靈活反映該改擴(kuò)建工程的內(nèi)容、性能、質(zhì)量和進(jìn)度。3) 院環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方案的改、擴(kuò)建工作也正在進(jìn)行。廠址區(qū)域大氣擴(kuò)散能力的調(diào)查與評價還未開展，現(xiàn)場氣象觀測

20、大綱暫時還沒有。報(bào)告書應(yīng)反映原子能院根底設(shè)施改造工程中氣象觀測塔的建造方案和情況。做好現(xiàn)階段報(bào)告書采用2002前的聯(lián)合頻率分布表的可行性論證。4) 為滿足送審時間要求，三廢系統(tǒng)、流出物監(jiān)測系統(tǒng)的安裝和調(diào)試，嚴(yán)重事故包容系統(tǒng)302房間的密封試驗(yàn)應(yīng)安排在2006年進(jìn)行。5) 國家有關(guān)部門加強(qiáng)了對反響堆和核電廠應(yīng)急的管理?，F(xiàn)階段的環(huán)境影響報(bào)告書給出了實(shí)驗(yàn)快堆的應(yīng)急方案和應(yīng)急設(shè)施。但應(yīng)急的組織管理權(quán)在院一級，因此應(yīng)配合院里完成?原子能院應(yīng)急方案?升版工作，把實(shí)驗(yàn)快堆的相關(guān)內(nèi)容反映進(jìn)去。實(shí)驗(yàn)快堆的場內(nèi)應(yīng)急方案應(yīng)依據(jù)實(shí)驗(yàn)快堆的應(yīng)急狀態(tài)分級初始條件IC和應(yīng)急行動水平EAL等制定。而IC和EAL的編制需依據(jù)最

21、終平安分析報(bào)告、系統(tǒng)手冊和運(yùn)行規(guī)程等。?原子能院應(yīng)急方案?、實(shí)驗(yàn)快堆應(yīng)急狀態(tài)分級初始條件IC和應(yīng)急行動水平是實(shí)驗(yàn)快堆環(huán)境影響報(bào)告書的重要技術(shù)支持文件。應(yīng)安排在2006年開展此兩文件/報(bào)告的編制工作。5 CEFR主容器頸部支撐焊接件在190 鈉蒸汽中的腐蝕 許詠麗，李化青，張金權(quán)，張道德 CEFR主容器是不可更換的一級核平安設(shè)備，為了確保堆平安，需對其加工工藝，特別是焊接工藝進(jìn)行各項(xiàng)性能的評定，頸部支撐焊接件在鈉蒸汽中的抗晶間腐蝕性能是其中之一。1 試驗(yàn)方法試驗(yàn)在高溫鈉熱對流回路的汽相試驗(yàn)段中進(jìn)行。主容器頸部材料為瑞典進(jìn)口的316不銹鋼，頸部支撐5083鋼為國產(chǎn)材料，二者的焊接試板是CEFR焊接

22、工藝評定用的試板，由第一重型機(jī)械廠提供，其焊接工藝與CEFR主容器的焊接工藝相同。試樣從焊接試板上切取，焊縫位于試樣中部。試驗(yàn)前的所有試樣均按?CEFR流體系統(tǒng)與相關(guān)部件的清洗技術(shù)條件?的第6.1.3節(jié)進(jìn)行清洗處理。試驗(yàn)條件如下：1) 試驗(yàn)溫度及介質(zhì)為 190 鈉蒸汽；2) 鈉中氧含量小于25 g/g； 3) 鈉中碳含量小于 14 g/g；4) 鈉流速為45/s；5) 試驗(yàn)時間為3 000 h。試驗(yàn)后的試樣經(jīng)分析前的清洗處理后，分別進(jìn)行宏觀腐蝕形貌觀察、腐蝕速率測量、微觀腐蝕形貌及腐蝕深度的光學(xué)顯微鏡OM及電子顯微鏡SEM的觀察測試、外表腐蝕產(chǎn)物的X射線衍射分析、組分元素分布的能譜EDS測試分

23、析、力學(xué)性能及其斷口形貌分析等。2 主要結(jié)果1) 在本試驗(yàn)條件下，試驗(yàn)后的試樣呈微小失重，3 000 h的平均腐蝕速度為7.10105 g/(m2h)，平均侵蝕率為7.98105 mm/ a，即小于0.000 9 g/(m2h)，按“金屬材料耐蝕性的十級標(biāo)準(zhǔn)劃分，其耐蝕等級為第1類，即完全耐蝕。2) 在試驗(yàn)過程中雖然有CrxFey和少量Cr2N 化合物的產(chǎn)生，但所有與鈉蒸汽接觸的焊接區(qū)和熱影響區(qū)外表均未發(fā)現(xiàn)明顯的晶間腐蝕跡象，試樣在本試驗(yàn)條件下的抗晶間腐蝕性能良好。3) 試驗(yàn)后試樣的抗拉強(qiáng)度及屈服強(qiáng)度與試驗(yàn)前相比沒有明顯差異，延伸率略有下降，但在測量誤差范圍內(nèi)，試驗(yàn)后斷口形貌仍呈韌性斷裂特征，

24、然而，斷口網(wǎng)格變粗的問題仍需作進(jìn)一步研究。6 CEFR主容器母材焊接件在高溫鈉中的腐蝕 許詠麗，李化青，張金權(quán)，張道德 CEFR主容器是不可更換的一級核平安設(shè)備，因此，主容器的材料問題備受關(guān)注。應(yīng)該說材料本身不會有太大問題, 但是, 直徑8 m，高12 m的堆容器加工是一項(xiàng)技術(shù)難度很高的工作。為確保反響堆平安，需對其加工工藝，特別是焊接工藝進(jìn)行各項(xiàng)性能的評定，主容器母材焊接件在高溫鈉中的抗晶間腐蝕性能是其中之一。1 試驗(yàn)方法試樣在高溫鈉熱對流回路的高溫試驗(yàn)段進(jìn)行。所用焊接試板母材為瑞典進(jìn)口的316不銹鋼。從焊接試板上切取試樣，焊縫位于試樣中部。試驗(yàn)前的所有試樣均按?CEFR流體系統(tǒng)與相關(guān)部件的

25、清洗技術(shù)條件?的第6.1.3節(jié)進(jìn)行清洗處理。試驗(yàn)條件如下：1) 試驗(yàn)溫度及介質(zhì)為450 鈉； 2) 鈉中氧含量小于 25 g/g； 3) 鈉中碳含量小于14 g/g； 4) 鈉流速為45 cm/s； 5) 試驗(yàn)時間為3 000 h。試驗(yàn)后的試樣經(jīng)分析前的清洗處理后，分別進(jìn)行宏觀腐蝕形貌觀察、腐蝕速率測量、微觀腐蝕形貌及腐蝕深度的光學(xué)顯微鏡OM及電子顯微鏡SEM的觀察測試、外表腐蝕產(chǎn)物的X射線衍射分析、組分元素分布的能譜EDS測試分析、力學(xué)性能及其斷口形貌分析等。2 主要結(jié)果在本試驗(yàn)條件下，CEFR主容器母材焊接試樣的抗高溫鈉腐蝕性能良好，其相容性特征可概括為以下幾點(diǎn)：1) 平均腐蝕速率為9.1

26、8105 g/m2h，小于0.000 9 g/m2h，按“金屬材料耐蝕性的十級標(biāo)準(zhǔn)劃分，其耐蝕等級為第1類，即完全耐蝕；2) 所有與鈉接觸的焊接區(qū)和熱影響區(qū)外表均未發(fā)現(xiàn)明顯的晶間腐蝕跡象；3) 在試驗(yàn)后試樣的焊接區(qū)和熱影響區(qū)外表，F(xiàn)e、Cr、Ni的含量與試驗(yàn)前相比沒有明顯變化，所有試樣均未發(fā)現(xiàn)Na的滲入。4) 抗拉強(qiáng)度根本沒變化，屈服強(qiáng)度和延伸率略有下降,雖然下降值在測量誤差范圍內(nèi),試驗(yàn)前和試驗(yàn)后試樣的斷口形貌也均為韌性斷裂特征，然而斷口網(wǎng)格變粗以及延伸率略有下降的問題仍需作進(jìn)一步研究。7 CEFR一回路鈉凈化系統(tǒng)霧火計(jì)算與分析胡文軍，喻 宏CEFR一回路鈉凈化系統(tǒng)是一回路冷卻劑邊界的一局部，

27、在正常運(yùn)行時，該系統(tǒng)從反響堆主容器冷池取鈉，鈉經(jīng)省熱器冷卻進(jìn)入冷阱凈化，然后返回省熱器加熱，最后回到主容器的冷池。本文根據(jù)CEFR一回路鈉凈化系統(tǒng)工藝間內(nèi)管道和設(shè)備的布置，以及通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)出口的位置，建立發(fā)生事故的工藝間幾何模型，確定泄漏點(diǎn)及泄漏流量，使用霧火程序FEUMIX程序進(jìn)行計(jì)算，給出事故房間的氣體壓力，墻壁混凝土溫度，氣溶膠濃度的值及相應(yīng)曲線。計(jì)算結(jié)果說明，CEFR一回路鈉凈化系統(tǒng)在發(fā)生鈉霧火時，事故房間熱力學(xué)后果在建筑結(jié)構(gòu)可接受的范圍內(nèi)，放射性后果也在可接受的范圍內(nèi)。8 CEFR放射性鈉火風(fēng)險分析楊 健對CEFR的研究發(fā)現(xiàn)，一回路外的鈉凈化管道或閥門破裂將導(dǎo)致放射性鈉火事故發(fā)生，其中

28、309/1設(shè)備間的泄漏后果最嚴(yán)重。采用概率平安評價技術(shù)對該事故進(jìn)行放射性風(fēng)險分析，依據(jù)鈉泄漏及鈉火發(fā)生后相關(guān)系統(tǒng)的響應(yīng)特性，確立了44個事故序列，建立了事件樹-故障樹模型。對模型進(jìn)行定量分析后獲得了該事件的廠內(nèi)、外放射性風(fēng)險，并通過對計(jì)算結(jié)果的分析，找出風(fēng)險支配性因素，相應(yīng)提出降低風(fēng)險的措施。在整個分析過程中應(yīng)用了概率平安分析軟件、池式鈉火分析程序及高架點(diǎn)源氣溶膠擴(kuò)散程序，獲得了事故序列發(fā)生頻率、鈉氣溶膠排放量、各種情況下高架煙囪周圍3公里范圍內(nèi)的劑量分布等定量分析指標(biāo)。由于CEFR尚未運(yùn)行，分析中缺乏實(shí)踐數(shù)據(jù)，主要采用通用失效數(shù)據(jù)，對由此引入的不確定性進(jìn)行了分析，給出風(fēng)險均值及上限。1 概率

29、平安評價模型一回路鈉凈化系統(tǒng)邊界為一回路冷卻劑邊界的一局部，堆正常運(yùn)行時該系統(tǒng)從主容器鈉池冷區(qū)取鈉，經(jīng)省熱器冷阱降溫進(jìn)入冷阱凈化，再返回省熱器加熱后回到鈉池冷區(qū)。初因事件：無保護(hù)套管道段發(fā)生破口導(dǎo)致鈉泄漏，破口尺寸為90 mm2。事故發(fā)生地點(diǎn)為一回路鈉凈化系統(tǒng)管廊(309/1房間)。本領(lǐng)故分析涉及的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)包括PTL74正常排風(fēng)系統(tǒng)、PTL76事故排煙系統(tǒng)、PTL42正常送風(fēng)系統(tǒng)，以上三系統(tǒng)均屬于反響堆廠房控制區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)。超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)鈉泄漏BDBA和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)鈉泄漏DBA是一回路凈化鈉管道破裂初因發(fā)生后的兩個開展分支，假設(shè)事故發(fā)生后及時報(bào)警并成功關(guān)閉鈉閥，那么泄漏的鈉質(zhì)量為120263 kg在

30、90200 s內(nèi)關(guān)閥，假設(shè)鈉閥無法關(guān)上，那么泄漏質(zhì)量在2 300 kg以上。進(jìn)一步細(xì)分事件樹，考慮對鈉泄漏初因有響應(yīng)的四個系統(tǒng)，分別是報(bào)警系統(tǒng)、正常排風(fēng)系統(tǒng)、正常送風(fēng)系統(tǒng)和事故排煙系統(tǒng)。事故排煙系統(tǒng)有5個狀態(tài)：正常工作、啟動失敗、運(yùn)行堵塞、凈化失效模式A、凈化失效模式B，正常排風(fēng)系統(tǒng)有開、關(guān)兩態(tài)，報(bào)警系統(tǒng)有報(bào)警成功、報(bào)警失效模式A、報(bào)警失效模式B，另外309/1設(shè)備間門未關(guān)維修期間也為事故開展提供了氣流通道和泄漏途徑，這也視為事件樹的一個功能事件。完成通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備的故障模式分析后，建立9棵故障樹，包括事故報(bào)警信號失效A、B兩模式、正常排風(fēng)系統(tǒng)關(guān)失效、事故排煙系統(tǒng)啟動失效、事故排煙系統(tǒng)凈化失效A

31、、B兩模式、事故排煙系統(tǒng)運(yùn)行堵塞、正常送風(fēng)系統(tǒng)關(guān)失效、通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備密封失效。設(shè)備失效模式的分析范圍：通風(fēng)系統(tǒng)自身設(shè)備如氣密性電動防火閥、氣密性排煙閥、280防火閥、余壓閥、電動密閉閥、水浴除塵器、高效空氣粒子過濾器、預(yù)過濾器、壓差報(bào)警器、排風(fēng)風(fēng)機(jī)、水浴除塵器風(fēng)機(jī)、凈化裝置、風(fēng)管，對這些設(shè)備的分析深度為設(shè)備元件級，如分析到閥門葉片、葉片軸的各類故障；重要支持系統(tǒng)如報(bào)警系統(tǒng)、輻射監(jiān)測系統(tǒng)、閥門控制電路及電機(jī)、風(fēng)機(jī)控制電路及電機(jī)，這一類分析深度略淺，主要為設(shè)備級，局部重要設(shè)備到達(dá)元件級；完成信號處理和指令給出功能的相關(guān)系統(tǒng)如主控室、通風(fēng)控制室、消防控制室，簡單的將其故障看作一個根本領(lǐng)件?？煽啃詳?shù)據(jù)來

32、源：WASH-1400相關(guān)數(shù)據(jù)；西德GRS風(fēng)險評價及其他通用可靠性數(shù)據(jù)；CEFR概率平安評價結(jié)論數(shù)據(jù)；設(shè)備廠家提供技術(shù)資料；一回路鈉凈化系統(tǒng)工藝間鈉火事故工況計(jì)算書；分析者確立數(shù)據(jù)。2 事故序列定量分析風(fēng)險計(jì)算公式為：,為事故風(fēng)險,為事故發(fā)生頻率,為事故后果，因此，事故序列的定量分析包括頻率計(jì)算和后果計(jì)算兩局部。由概率平安評價軟件進(jìn)行事故序列頻率計(jì)算，隨后應(yīng)用鈉火計(jì)算程序SPOOL計(jì)算各事故序列產(chǎn)生的鈉氣溶膠質(zhì)量，最后根據(jù)各事故序列的具體情況采用AREO程序計(jì)算反響堆煙囪周圍3 km內(nèi)的劑量分布。事故后由煙囪排放的鈉氣溶膠總質(zhì)量如下：其中，ANa為泄漏的鈉總質(zhì)量；為接鈉盤效率；為氣溶膠生成因子

33、該因子主要與房間氧氣量以及鈉火形式有關(guān)。對設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故，采用SPOOL程序計(jì)算得到的鈉氣溶膠總質(zhì)量約為4.63 kg。但考慮到鈉火的不確定性:1 泄漏的鈉質(zhì)量及燃燒份額是不確定的，鈉泄漏量由鈉閥關(guān)閉時間和破口大小決定，氣溶膠生成率那么由接鈉盤效率和燃燒情況決定，計(jì)算模型采取池式鈉火，一般而言霧式和混合鈉火生成的氣溶膠更多一些，這兩種燃燒也是可能的；2 忽略了由于沉積作用而未排出的氣溶膠，約有20%。因此，文中認(rèn)為實(shí)際排放量在1.55.0 kg之間。同樣針對超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故，該事故情況下共泄漏鈉2 372 kg，通風(fēng)情況下最大氣溶膠濃度為0.023 9 kg/m3, 計(jì)算結(jié)果說明，最終產(chǎn)生氣溶膠總

34、質(zhì)量為13.5 kg。綜合各不確定性因素，認(rèn)為實(shí)際排放量在1020 kg之間。3 結(jié)論一回路鈉凈化系統(tǒng)鈉火災(zāi)事故風(fēng)險：廠外風(fēng)險均值為每年1.541011 mSv，風(fēng)險上限值為每年51010 mSv；廠內(nèi)風(fēng)險均值為每年3.28107 Ci，風(fēng)險上限為每年2106 Ci。廠內(nèi)泄漏風(fēng)險由事故排煙系統(tǒng)投入失效和設(shè)備間門開兩事件主導(dǎo)，其中事故排煙系統(tǒng)投入失效概率較高，主要原因是投入動作需要啟動2個風(fēng)機(jī)，6個電動密閉閥及3個防火閥，如果反響堆廠房07層總閥平時設(shè)置為開，那么泄漏風(fēng)險降低約40%。從根本領(lǐng)件來看，導(dǎo)致排煙系統(tǒng)投入失效的主要是人因疏忽、繼電器或接觸器的觸點(diǎn)故障、閥門控制電路直流電源故障及電機(jī)啟

35、動失效這幾個因素，其中單個最小割集“人因疏忽閥門狀態(tài)燈合并直流電源故障奉獻(xiàn)9%的泄漏風(fēng)險。廠外泄漏風(fēng)險主要是由于正常排風(fēng)系統(tǒng)的關(guān)失效奉獻(xiàn)，其中熔斷器溫度共因、人因疏忽、繼電器或接觸器的觸點(diǎn)故障、控制電路電源失效、輻射監(jiān)測系統(tǒng)失效是主要奉獻(xiàn)者。提高熔斷器、輻射監(jiān)測系統(tǒng)真空泵可靠性可有效降低廠外泄漏風(fēng)險。9 CEFR鈉空泡反響性效應(yīng)測量試驗(yàn)的計(jì)算分析剛 直CEFR物理啟動準(zhǔn)備工作正在進(jìn)行。為了驗(yàn)證CEFR堆芯設(shè)計(jì)的平安性能，在物理啟動階段需要測量其鈉空泡反響性效應(yīng)。CEFR鈉空泡反響性效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測量方案是采取兩端頭密封的實(shí)驗(yàn)組件替代測量點(diǎn)位置的燃料組件，通過實(shí)驗(yàn)組件密封所形成的空腔來測量鈉空泡反響性

36、效應(yīng)。CEFR堆芯的零功率模擬實(shí)驗(yàn)以及施工設(shè)計(jì)中的理論計(jì)算都說明鈉空泡引入很小的負(fù)反響性，并且組件模擬鈉空泡所得負(fù)反響性為幾十個pcm。因此，在考慮實(shí)驗(yàn)方案中要盡量減小各種實(shí)驗(yàn)誤差，保證所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果合理。本文主要考慮了實(shí)驗(yàn)組件和測量點(diǎn)上燃料組件中235U質(zhì)量、結(jié)構(gòu)材料成分差異給實(shí)驗(yàn)帶來的誤差，并計(jì)算了CEFR堆芯4個位置的組件鈉空泡反響性效應(yīng)。本文采用MCNP程序二階微擾技術(shù)和六角形組件均勻化模型進(jìn)行微小反響性的計(jì)算。計(jì)算結(jié)果說明：1) CEFR堆芯組件空腔形成的鈉空泡反響性值約為3040pcm；2實(shí)驗(yàn)組件和測量點(diǎn)上燃料組件中235U質(zhì)量、結(jié)構(gòu)材料成分差異對鈉空泡反響性效應(yīng)的影響極小可以忽略。

37、10 RESSO非在線鈉凈化 趙佳寧1993年，我院引進(jìn)意大利建造ESPRESSO回路，1995年8月開工復(fù)裝，1999年儲鈉罐裝鈉 3 190 kg。此后ESPRESSO回路內(nèi)部處于氬氣保護(hù)下，儀表封存。該回路在復(fù)裝之前未經(jīng)清洗,其內(nèi)部的殘留鈉已經(jīng)嚴(yán)重氧化,局部氧化鈉已經(jīng)吸潮生成氫氧化鈉等產(chǎn)物。大型鈉回路易地重建后的啟動運(yùn)行，國內(nèi)沒有先例,也未見國外報(bào)道。據(jù)測算,鈉中氧濃度將到達(dá)1 3001061 600106。所以，在該回路啟動調(diào)試之前要解決的關(guān)鍵問題是鈉的凈化以及回路的清洗，由于ESPRESSO回路的在線凈化系統(tǒng)的冷阱的凈化能力有限，將采用現(xiàn)有移動式鈉凈化裝置按照先儲鈉罐后主回路的順序進(jìn)

38、行鈉凈化，直至回路系統(tǒng)鈉中氧濃度低于某一數(shù)值如3010640106前方可啟動回路的在線凈化系統(tǒng)進(jìn)一步凈化。11 CEFR熱鈉池?zé)岱謱蝇F(xiàn)象許義軍CEFR在緊急停堆工況下，會在熱鈉池上部空間形成熱分層現(xiàn)象。熱分層出現(xiàn)后，由于上腔室底部存在大量的冷鈉相對而言，這將延緩一回路自然循環(huán)的建立。同時，冷鈉的存在還會降低自然循環(huán)的流量，并對事故停堆后堆芯的冷卻產(chǎn)生不利影響。因此，熱分層現(xiàn)象引起廣泛注意。從設(shè)備結(jié)構(gòu)的完整性分析看，熱分層現(xiàn)象的出現(xiàn)對堆容器和局部堆內(nèi)構(gòu)件是不利的，會使這些部件在結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成明顯的熱應(yīng)力，對堆的平安運(yùn)行構(gòu)成隱患。分析國外已有的實(shí)驗(yàn)研究和理論計(jì)算進(jìn)展，并結(jié)合快堆現(xiàn)有的計(jì)算分析程序，對

39、CEFR的熱分層現(xiàn)象進(jìn)行深入和較為全面的計(jì)算分析。通過計(jì)算分析可以看到，在全廠斷電工況下，在熱鈉池的上部會初步形成穩(wěn)定的熱分層，分層界面位于中間熱交換器入口的下方，但是熱分層現(xiàn)象不會對堆的自然循環(huán)構(gòu)成影響。12 CEFR堆芯出口溫場和流場的三維數(shù)值模擬馮預(yù)恒，楊紅義，楊福昌，趙 勇，喬雪冬池式快堆的溫度場、流場是快堆重點(diǎn)研究課題。鈉池區(qū)域較大，域內(nèi)影響流動和傳熱的因素較多，不同區(qū)域軸向和徑向，流動形式各不相同，溫度分布差異明顯，采用常規(guī)的計(jì)算方法很難得到滿意的結(jié)論。本文應(yīng)用大型三維流體力學(xué)程序CFX，模擬計(jì)算CEFR堆芯出口區(qū)域的溫度場和流場。通過計(jì)算，第1次得到360范圍堆芯出口區(qū)域詳細(xì)的溫

40、度場、流場。并發(fā)現(xiàn)，燃料元件出口550 的高溫鈉，徑向溫度影響到達(dá)3類鋼反射層組件位置。堆芯燃料元件出口的溫度場，高溫區(qū)在外圍的燃料元件出口，分布在控制棒之間，中心區(qū)域的平均溫度比四周略低。堆芯出口的熱鈉，沿中心測量柱上升，但很難到達(dá)3.4 m的自由液面。在額定工況中，控制棒導(dǎo)管和整個中心測量柱的溫度在運(yùn)行期間將保持高溫。鈉池的內(nèi)、外平均溫度存在明顯的溫度差，且存在回流。組件出口模型示于圖1。堆芯出口流場示于圖2。圖1 組件出口模型 圖2 堆芯出口流場13 CEFR一回路主循環(huán)泵卡軸事故分析任麗霞CEFR是一池式鈉冷快中子反響堆，其設(shè)計(jì)熱功率為65 MW，試驗(yàn)發(fā)電功率為25 MW。對于CEFR

41、的平安分析而言，1臺一回路主循環(huán)泵卡軸事故是典型的失流事故。1臺一回路主循環(huán)泵發(fā)生卡軸，造成這臺泵瞬時停止轉(zhuǎn)動，不能為堆芯提供流量，同時，由于這條環(huán)路的逆止閥沒有關(guān)閉，還會造成完好環(huán)路泵提供的流量在故障環(huán)路中倒流，造成堆芯嚴(yán)重失流，堆芯冷卻惡化。使用俄羅斯引進(jìn)的系統(tǒng)分析程序DINROS對中國實(shí)驗(yàn)快堆的1臺一回路主循環(huán)泵卡軸事故進(jìn)行分析。分析結(jié)果說明，事故過程中堆芯出口冷卻劑最高溫度為756.6 ，燃料元件包殼最高溫度為767.9 ，燃料中心最高溫度0.40 s時達(dá)2 169.9 后單調(diào)下降。以上3種溫度均低于D類工況設(shè)計(jì)限值，不會發(fā)生冷卻劑鈉沸騰、燃料元件包殼破損和燃料熔化，因此,不會造成放射

42、性物質(zhì)釋放，符合D類工況驗(yàn)收準(zhǔn)那么。14 地震作用下容器中液體晃動的質(zhì)量-彈簧模型文 靜，李海龍，欒 霖在地震作用下，貯液容器中的流體與容器相互作用，使容器底部和側(cè)壁承受流體的壓力，即液動壓力。美國民用工程師協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)?平安相關(guān)核設(shè)備的地震分析及說明ASCE 486?簡稱ASCE 486對此給出了全面說明和簡單有效的一維的集中質(zhì)量-彈簧梁模型。本工作目的在于把ASCE 486中的對流壓力的模型擴(kuò)展到三維中去。經(jīng)過驗(yàn)證，該模型是有效的。?ASCE 486?中給出了容器與流體的一維“集中質(zhì)量-彈簧梁模型。其中，貯液容器被簡化為梁模型，容器中的液體那么被簡化為一系列離散的對流質(zhì)量和與容器壁通過彈簧相連

43、的脈沖質(zhì)量，而質(zhì)量與彈簧參數(shù)均在剛性壁假定下計(jì)算，這樣既考慮了容器壁的彈性，又使問題變得簡單。本文以立式圓柱形儲液容器為例，給出了三維的流體晃動的質(zhì)量-彈簧模型圖1。其中，R為容器內(nèi)半徑，h為液面高度，MI、HI分別為與脈沖壓力對應(yīng)的脈沖質(zhì)量和質(zhì)心高度，MC、HC為與對流壓力對應(yīng)的對流質(zhì)量和質(zhì)心高度，KC為彈簧剛度。模型中的容器直接采用板殼元或三維實(shí)體元而不是梁單元模擬，這樣可以直接得到容器壁上的應(yīng)力。 對流質(zhì)量MC布置在圓柱的中軸(圖1b)，彈簧沿高度均勻分布n1層。每一層彈簧在水平面內(nèi)分布n2個區(qū)別于ASCE 486中模型，ASCE 486模型中僅1個，均勻分布在圓周上，使對流質(zhì)量與圓周連

44、接。由此，分布的彈簧剛度kf應(yīng)滿足下式：n1n2kf/2=KC n23 彈簧的數(shù)量不宜過少，以免在彈簧連接的實(shí)體上產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中，該應(yīng)力集中是虛假的。該三維模型已經(jīng)在CEFR工程設(shè)計(jì)中使用，證明該三維模型是有效的。ab b 圖1 柱形貯液容器的彈簧分布a側(cè)視圖；b俯視圖15 CEFR反響堆容器散熱計(jì)算喬雪冬，楊福昌CEFR高溫的冷卻劑與外界大氣之間存在巨大的溫差。盡管反響堆外表設(shè)有保溫層，散熱量仍很可觀。為了確定熱量排出情況，保證反響堆平安，本工作對堆容器的散熱情況進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算范圍包括主容器、氬氣層、保護(hù)容器、保溫層等。根據(jù)邊界條件的不同，計(jì)算了4種狀態(tài)下的系統(tǒng)散熱情況：額定功率運(yùn)行、冷

45、停堆、熱停堆及全廠斷電事故狀態(tài)。計(jì)算考慮熱傳導(dǎo)、對流及輻射等多種熱傳遞方式。采用熱工流體程序STAR-CD，按照11的比例，六面體Hexa網(wǎng)格模擬堆容器結(jié)構(gòu)。計(jì)算方法為壓力隱式算子分割算法。計(jì)算結(jié)果顯示：堆容器系統(tǒng)的溫度由內(nèi)到外逐漸降低，在不同設(shè)備中溫度下降的幅度是不同的。主容器和保護(hù)容器的材料是不銹鋼，其熱阻非常小，熱量通過這些設(shè)備時根本沒有帶來明顯的溫差，而在氬氣層和保溫層的溫度變化趨勢明顯，保溫層是最主要的保溫設(shè)備，溫度在該層下降得最劇烈。由堆容器冷卻系統(tǒng)各層溫度分布，計(jì)算出保溫層外表的熱流密度，最終得出額定功率、冷停堆、熱停堆和全廠斷電事故四種狀態(tài)下中國實(shí)驗(yàn)快堆堆容器系統(tǒng)的散熱量。16

46、 CEFR二回路水錘分析唐 龍，王 彬CEFR以液態(tài)鈉作為一、二回路冷卻劑。二回路蒸汽發(fā)生器泄漏發(fā)生鈉水反響會在二回路系統(tǒng)中引起水錘，水錘事故可以引起管道的甩擺，拉斷管道支撐，使管道破裂，甚至直接造成核電廠事故停堆。因此，水錘是CEFR設(shè)計(jì)和平安分析中的一個重要問題。本工作在清華大學(xué)按照CEFR一、二回路系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)參數(shù)編制的水錘分析程序的根底上，采用CEFR二回路冷卻系統(tǒng)施工設(shè)計(jì)參數(shù)重新進(jìn)行分析計(jì)算。17 CEFR外推臨界程序離線驗(yàn)證范振東外推臨界程序是CEFR物理啟動軟件中1個重要的子程序之一。在物理啟動軟件編制完成后，將分別對其中的各個子程序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本工作僅就外推臨界程序的離線驗(yàn)證

47、過程進(jìn)行簡單的介紹。整個物理啟動軟件采用模塊化程序設(shè)計(jì)，界面采用典型的WINDOWS應(yīng)用程序風(fēng)格，具有MDI界面，頂部菜單條和底部狀態(tài)條。外推臨界程序在物理啟動軟件結(jié)構(gòu)中的位置示于圖1。程序驗(yàn)證工作分2個階段進(jìn)行，初期編寫了計(jì)數(shù)率值模擬程序，預(yù)先設(shè)定初次裝料對應(yīng)的一定次臨界度下的計(jì)數(shù)N0，此后假設(shè)次臨界度隨堆內(nèi)燃料增加而逐漸減小，用1個子程序計(jì)算出相應(yīng)的10個隨機(jī)計(jì)數(shù)，再把這些計(jì)數(shù)輸入到外推臨界程序里，外推臨界程序即可計(jì)算出臨界質(zhì)量并顯示外推曲線。在程序驗(yàn)證后期，作者整理了在俄羅斯BFS-101堆芯上外推臨界實(shí)驗(yàn)的經(jīng)歷和詳細(xì)現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并輸入到外推臨界程序內(nèi)，觀察到其輸出的計(jì)算結(jié)果與當(dāng)時人工計(jì)算

48、的結(jié)果完全相同，顯示的倒數(shù)外推曲線與原手工繪制曲線大致相同，且整潔美觀。經(jīng)過離線驗(yàn)證，證明CEFR物理啟動軟件外推臨界子程序數(shù)據(jù)處理準(zhǔn)確，人機(jī)交互友好，符合相關(guān)技術(shù)要求。圖1 外推臨界程序在物理啟動軟件結(jié)構(gòu)中的位置18 CEFR物理啟動溫度反響性系數(shù)測量試驗(yàn)方法唐忠樑CEFR在首次臨界試驗(yàn)完成后，由凈堆臨界裝載向運(yùn)行裝載冷態(tài)過渡。完成一系列物理試驗(yàn)后，在提升功率之前，逐漸向運(yùn)行裝載熱備用態(tài)過渡此時，反響堆的功率仍為零。這時，反響堆的介質(zhì)溫度從250 上升到360 。由于堆芯材料溫度和鈉冷劑溫度的變化引起了鈉密度、燃料組件尺寸、鋼反射層組件尺寸變化、Doppler效應(yīng)以及柵板聯(lián)箱徑向膨脹導(dǎo)致堆芯

49、徑向尺寸改變的效應(yīng)，使得堆的反響性發(fā)生改變。CEFR物理啟動溫度反響性系數(shù)測量試驗(yàn)就是測量CEFR從250 等溫加熱到360 時由于溫度的變化所引起的反響性變化。測量時把從堆芯進(jìn)出口溫度從250 到360 分為幾個溫度臺階，測量各段溫度范圍由于溫度的變化所引起的控制棒臨界棒位的變化，從而得到CEFR溫度反響性效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)值。反響堆的溫度系數(shù)定義為反響堆等溫變化單位溫度所引起的反響性變化，即 = /t (pcm/)。式中：為由于溫度變化引起的反響性變化量，pcm；t為溫度變化量，。CEFR溫度反響性效應(yīng)的測量試驗(yàn)將采用比對刻度法進(jìn)行。比對刻度法是指根據(jù)兩種不同堆芯狀態(tài)下臨界棒位的差異，利用已經(jīng)刻度

50、好的控制棒得到這兩種堆芯狀態(tài)下的反響性的差異，進(jìn)而求出待測的反響性。19 ERANOS程序用于CEFR堆芯物理特性的驗(yàn)證計(jì)算趙金坤ERANOS系統(tǒng)歐洲反響堆分析優(yōu)化系統(tǒng)是歐洲和日本聯(lián)合開發(fā)的快中子反響堆堆芯物理屏蔽計(jì)算軟件系統(tǒng)，采用模塊化設(shè)計(jì)，包含核截面庫制作、中子學(xué)計(jì)算和燃耗計(jì)算等模塊。該系統(tǒng)可進(jìn)行反響堆中子學(xué)一維至三維的擴(kuò)散、輸運(yùn)計(jì)算，可進(jìn)行堆芯中子動態(tài)特性、燃料管理以及靈敏度分析等計(jì)算。本工作主要是進(jìn)一步學(xué)習(xí)使用ERANOS程序系統(tǒng)，并針對CEFR堆芯物理特性進(jìn)行了比照計(jì)算。主要計(jì)算內(nèi)容包括：針對CEFR不同組件進(jìn)行柵元計(jì)算，得到各種材料的少群截面數(shù)據(jù)；堆芯穩(wěn)態(tài)物理特性參數(shù)和燃耗計(jì)算。對

51、于CEFR堆芯物理參數(shù)，通過比照計(jì)算說明采用不同程序系統(tǒng)計(jì)算得到的結(jié)果符合較好。20 235U和238U裂變率分布測量應(yīng)考慮的因素胡定勝用箔片活化法測量堆內(nèi)235U和238U裂變率時，由于探測箔內(nèi)待測核素的富集度不是特別高,鈾箔輻照后，測到的某個射線能量如1 596 keV的計(jì)數(shù)來源于這兩種核素235U和238U核裂變產(chǎn)生的相同裂變產(chǎn)物140La，即測量中不可能單獨(dú)測量235U或238U裂變產(chǎn)生的140La的射線的計(jì)數(shù)。其結(jié)果就造成核裂變反響率測量值因這兩種核素的相互“摻和而不準(zhǔn)確。計(jì)算說明，用國產(chǎn)高濃鈾(90%235U，以質(zhì)量計(jì)，下同)測量235U裂變率時，鈾箔中所含238U對裂變率的奉獻(xiàn)僅

52、為0.69%；而用國產(chǎn)貧鈾(0.3%235U)測量238U裂變率時，鈾箔中所含235U對裂變率的奉獻(xiàn)到達(dá)4.58%。如果采用瑞士IRMM 的貧鈾(0.001 04%235U)測量238U裂變率，那么鈾箔中所含235U對裂變率的奉獻(xiàn)僅為0.016 6%，其影響極其微小。當(dāng)用1組國產(chǎn)貧鈾箔測量238U裂變率相對分布時，各箔片在堆內(nèi)照射后，依次用同1臺HPGe-譜儀測量各箔片的同一感興趣的峰如140La的1 596 keV的面積時，經(jīng)探測效率、衰變時間、自吸收和死時間的修正后，作歸一化處理，便得到該組貧鈾箔的裂變率分布。當(dāng)然，必須扣除各片中所含235U裂變的奉獻(xiàn)后才能得到238U裂變率分布曲線。實(shí)際

53、上，由于堆內(nèi)各點(diǎn)的能譜是有差異的，于是作為能譜指標(biāo)的裂變截面比f8/f5會隨著堆內(nèi)位置的改變而變化。即快堆內(nèi)能譜指標(biāo)也存在一個分布。在對上面測得的那組貧鈾箔的裂變率分布作修正時，必須針對各待測點(diǎn)因截面比值所存在的差異進(jìn)行修正。下面以 238U和235U裂變率軸向相對分布測量為例說明修正的過程：1兩類箔片同時照射，假設(shè)以第j點(diǎn)的238U裂變率為歸一點(diǎn)，第i點(diǎn)的238U裂變率的相對值為： 1式中，Qi5為235U對238U的摻和修正因子 2通過計(jì)算得到各測點(diǎn)的235U對238U的摻和修正因子Qi5。再逐個將Qi5值代入式1，便將貧鈾箔的裂變率軸向分布處理為238U的裂變率軸向分布。軸向裂變率分布摻和修正因子示于圖1。從圖1圓點(diǎn)可見，235U對238U的摻和修正因子Qi5在活性區(qū)中心附近根本不變化，在活性區(qū)邊沿緩慢變小，而在反射層內(nèi)急劇下降。因此，用國產(chǎn)貧鈾箔測量238U裂變率分布時，必須對箔片中所含235U的奉獻(xiàn)進(jìn)行修正。2) 假設(shè)入堆輻照的是1組高濃鈾箔(90%235