海上浮动核电站总体设计初探

通过分析国际上现有堆型的优劣及其在舰船上的应用成果,建议海上浮动核电站采用技术成熟的压水堆,并对反应堆功率与换料周期给出原则性建议。以单点系泊型式的船型浮动核电站为例,根据各舱室的主要功能进行分区,提出舱室划分原则。同时分析了海上浮动核电站主尺度的主要制约因素,阐述了总体性布局原则,并着重介绍了反应堆舱内设置的安全壳、安全围壁、放射性废物管理系统、生物屏蔽设计的基本原则。同时,结合海上浮动核电站的特点,对一些关键系统如二回路、控制室、电力系统、物理防护等的设计原则进行了介绍。      

三门核电换料水池去污作业辐射防护优化设计

核电站换料水池去污是核电站大修期间的一项工作。本文分析了目前我国核电站换料水池去污作业在辐射防护上的一些不足,提出应用γ相机和无线个人剂量监测系统等新型设备,对水池去污作业进行优化设计。该方案可实时监控水池放射性污染分布和作业人员状态,有效控制人员所受剂量。     

核电站仪控系统数字化开发仿真测试技术研究

在核电站应用数字化仪表与控制 (I&C)取代模拟 I&C 系统,已成为必然的发展趋势。本文分析了核电站全范围模拟机的蒸汽发生器数学模型,研制开发独立的核电站蒸汽发生器实时仿真系统,并与控制系统形成能够相互作用的闭环系统,用于数字化仪控系统改造提供仿真对象及进一步控制方案研究。在仿真过程中,除了仿真模型之外,其他的硬件和软件由真实的控制系统构成。不但为核电站仪表与控制 (I&C)系统数字化开发提供理论分析,也为今后现场调试工作创造有利条件。     

海上浮动堆燃料组件进入堆芯仿真分析

与陆上核电厂不同，海上浮动堆换料操作会受海浪环境的影响，因此对换料操作工艺和设备提出了新要求。本文选取海洋核动力平台的海上换料方案，对燃料组件在摇摆工况进入堆芯过程进行了仿真分析。分析结果表明，引入万向节的燃料组件进入堆芯过程中，燃料组件满足强度设计要求。      

船坞式浮动核电站总体技术研究

为推动我国实现浮动核电站工程建设，本文结合国内外浮动核电站发展趋势，提出了ACP100S船坞式浮动核电站初步方案，并对船坞式浮动核电站在外部事件、反应堆设计、船体设计、经济性、水电气联供实现性、应急安全、电站扩展部署技术等几个方面进行了初步分析，给出了“近岸浮动核电站”—“远海浮动核电站”两步走的发展建议，对于早日实现我国浮动核电站建设具有一定的指导意义。     

浮动核电站堆舱舷侧与底部辐射分区研究

浮动核电站是驻泊在海上的核动力电厂,主要辐射源集中在堆舱区域。堆舱内部是包容反应堆及一回路系统等辐射源的船舶舱室,堆舱外包括舷侧和船底两大区域。堆舱内部的辐射分区与陆上核电站相似,而堆舱外区域则需要重新考虑,导致在浮动核电站在辐射分区标准选择方面,堆舱内可参考陆上核电站设计方法,但堆舱外区域则缺乏参考标准。本文给出了浮动核电站辐射分区的总体特征,重点研究了影响浮动核电站堆舱外区域辐射分区的制约因素,给出了堆舱舷侧与底部分区设计的解决方案,兼顾了辐射安全、较高辐射区管理成本和经济成本要求,可供工程人员设计参考。     

海洋环境下浮动核电站堆内燃料组件结构安全分析

针对海洋环境下浮动核电站堆内燃料组件的结构安全问题,结合水动力学和结构力学,考虑燃料组件在堆内作业和海上换料两种状态,以及海洋环境下船体随机运动响应的影响,对燃料组件的结构载荷进行计算,从而校核燃料组件在堆内作业时的结构安全,并为实施海上换料作业的可行性提供理论依据。以海洋核动力平台为例,首先对平台进行时域计算,得到船体重心的六自由度运动时历曲线,然后采用远程位移方法将船体运动传递到反应堆,实现对反应堆随船体运动的数值模拟,进而对燃料组件的应力、应变最大值进行求解。结果表明,与船体静止状态下相比,燃料组件的应力、应变最大值在船体运动状态下明显增大,说明在对浮动核电站堆内燃料组件进行结构安全分析时必须考虑海洋环境下船体的随机运动响应。     

海洋环境下浮动核电站堆内燃料组件结构安全分析

针对海洋环境下浮动核电站堆内燃料组件的结构安全问题，结合水动力学和结构力学，考虑燃料组件在堆内作业和海上换料两种状态，以及海洋环境下船体随机运动响应的影响，对燃料组件的结构载荷进行计算，从而校核燃料组件在堆内作业时的结构安全，并为实施海上换料作业的可行性提供理论依据。以海洋核动力平台为例，首先对平台进行时域计算，得到船体重心的六自由度运动时历曲线，然后采用远程位移方法将船体运动传递到反应堆，实现对反应堆随船体运动的数值模拟，进而对燃料组件的应力、应变最大值进行求解。结果表明，与船体静止状态下相比，燃料组件的应力、应变最大值在船体运动状态下明显增大，说明在对浮动核电站堆内燃料组件进行结构安全分析时必须考虑海洋环境下船体的随机运动响应。     

核电站三维剂量场评价系统的开发及应用

基于核电站营运单位和设计单位对三维剂量场评价系统的需求分析,得出并解决了三个核心技术问题,即:三维剂量场计算、显示和基于三维剂量场的剂量优化问题,进而开发了核电站三维剂量场评价系统(RPOS)。基于在役核电厂控制区内典型区域的系统测试结果表明:三维剂量场评价系统能够较准确地模拟所测试的核电站典型区域的三维剂量场,并实现测试区域内三维剂量场的虚拟显示以及核电站内工作人员操作的剂量优化。     

CEFR换料控制系统全自动监控程序的开发与实现

为使中国实验快堆（CEFR）的换料过程更为方便、安全、可靠,结合CEFR的换料工艺,进行了换料计算机监控系统的设计,并以KingView和SQLServer2000为技术平台,开发了系统的监控功能以及系统的数据库功能。已利用该系统完成了堆芯燃料满装载,实现了换料过程的全自动。     

Application of advanced core process monitoring procedures in German power reactors

The nuclear reactor core design and the nuclear fuel management have been changed remarkable during the last few years. This development was initiated by increasing costs for the fuel recycling and nuclear waste storage. The fuel material, the fuel pellet fabrication, the fuel assembly structure and the core composition have been varied to get an effective fuel exploitation. Based on advanced core process conditions the reactor power and the fuel burn-up have been increased at German plants in recent years. Improved dynamic process monitoring procedures are required to get more information about the varied core process behaviour during the reactor operation. Since several years ISTec has been performed investigations to the process monitoring based on process signal measurements in German nuclear power plants. Using the standard instrumentation of the plants process signals have been measured and analysed by means of the digital data acquisition system SIGMA. The measured time signals are influenced by core process transients, global and local process fluctuations and by signal line transfer functions. Advanced time series analysis methods have been applied to separate different process effects in the multiple signal matrix. The separation of different process influences can improve significantly the information about the process condition in the reactor core.     

浮动核电站设计中的安全准则研究

浮动核电站作为船海工程与核电工程的结合,属于核能工程的新领域,国内尚缺少相应的安全设计准则。结合海洋核动力平台示范工程实际设计需求,基于对陆上压水堆核电厂、海上移动式平台、核动力舰船规范的分析,从浮动核电站总体设计、平台设计以及核安全3个层面分别提出了相应的安全设计准则。研究表明,浮动核电站的安全设计应围绕3项基本安全功能进行;平台设计应考虑布置、结构、辅助系统、电力、通信、消防6个因素;核安全设计应充分考虑其孤岛运行和海洋应用场景对核动力装置系统设备设计、运行的制约影响。      

NPTC-11数字显示智能控制仪表研制

过程控制仪表准确与否，直接影响核电厂安伞运行，因此，对此类仪表的国产化更新改造，经验的积累十分必要。本文遵循核级仪表设计标准，充分考虑电站实际使用需求、技术冗余等因素，研制了NPTC-11数字显示智能控制仪表。经过近一年的核电站实用检验表明，该仪表符合研制目标，满足预期的研制要求。     

AP1000核电厂灵活循环燃料管理策略研究及应用

我国核电装机容量逐年稳步扩增,核电厂参与电网调峰愈加频繁,固定的换料周期逐渐难以满足核电厂经济运行的需求。本文基于AP1000核电厂18个月堆芯装载方案,设计了±1个月和±2个月的灵活周期堆芯装载方案,完成方案的安全性限值与燃料经济性评价,开展完整的安全分析。结果表明,堆芯设计满足安全相关验收准则的要求,全面论证了灵活循环燃料管理策略的安全性和可行性。本研究为AP1000核电厂灵活循环周期运行提供了技术支撑,灵活循环周期运行即将在海阳核电厂中工程应用。     

核动力仿真技术及其发展

文章评述核动力仿真技术的发展状况及其特点，重点分析了核动力仿真机的发展，探索了核动力仿真技术发展的新动向。分析指出：模块化、集成化、数字化、可视化、虚拟化、网络化和智能化仿真是未来核动力仿真技术发展的重要趋势；核动力仿真逐渐突破传统的模式，向以三维数字化仿真设计为基础的核动力系统设计、制造方面拓展；以全寿期管理为目标的数字化核电厂设计是未来核动力仿真技术的一个重要的研究与应用领域。     

浮动核电站跨界转运的安全和法律问题初步研究

浮动核电站具有模块化、多用途、可移动、运行灵活、适应性强等优势,受到了国际社会的广泛关注,具有广阔的应用前景和发展空间。然而,浮动核电站由于特殊的海外部署场景和可移动特性,不可避免地面临着跨越主权边界转运的安全和法律问题。结合浮动核电站不同的海外部署场景,重点对浮动核电站在不同部署场景下跨界转运可能面临的安全和法律问题进行梳理总结和讨论分析,并从法律、安保和应急层面提出可能的解决方案建议,对浮动核电站跨界转运相关的国际公约和规则制定具有一定参考意义。     

我国核电厂数字化仪控系统相关运行事件分析

从事件原因和事件后果两个方面分析了我国核电厂发生的25起数字化仪控系统相关运行事件,找出了安全级和非安全级数字化仪控系统存在的问题,总结了我国核电厂数字化仪控系统的运行情况,并提出了需要关注和进一步改进的方面,为后续新建核电厂提供借鉴。     

Development and validation of a heuristic model for evaluation of the team performance of operators in nuclear power plants

The global concerns about safety in the digital technology of the main control room (MCR) are growing as domestic and foreign nuclear power plants are developed with computerized control facilities and human–system interfaces. In a narrow space, the digital technology contributes to a control room environment, which can facilitate the acquisition of all the information needed for operation. Thus, although an individual performance of the advanced MCR can be further improved; there is a limit in expecting an improvement in team performance. The team performance depends on organic coherence as a whole team rather than on the knowledge and skill of an individual operator. Moreover, a good team performance improves communication between and within teams in an efficient manner, and then it can be conducive to addressing unsafe conditions. Respecting this, it is important and necessary to develop methodological technology for the evaluation of operators’ teamwork or collaboration, thus enhancing operational performance in nuclear power plant at the MCR.