高温气冷实验堆核安全审评 及监督文件编制总结

1. 高温气冷实验堆核安全审评及监督文件编制总结高温气冷实验堆核安全审评及监督文件编制总结 苏州核安全中心 环保部核与辐射安全中心

2. 主要内容 • 一、 FSAR审评 • 二、 更新改造审评 • 三、 监督文件编制

3. 一、FSAR审评 • 1. 1 审评依据 （1) 《中华人民共和国民用核设施安全监督管理条例》 （2) 《核电厂厂址选择安全规定》HAF 0100； （3) 《核电厂设计安全规定》HAF 0200； （4) 《核电厂运行安全规定》HAF 0300； （5) 《核电厂质量保证安全规定》HAF 0400； （6) 《核电厂放射性废物管理安全规定》HAF 0800； （7） 《中华人民共和国环境保护法》； （8）《辐射防护规定》GB 870388；

4. 一、FSAR审评 • 审评中还参照了以下文件： ――《HTR-10安全分析报告标准格式与内容》； ――《10MW高温气冷实验堆(HTR-10)设计准则》，1993.2； ――《核电厂安全分析报告标准格式和内容(高温气冷堆版)》WASH12； ――美国和德国有关高温气冷堆的法规和导则； ――美国ASME规范、IEEE规范。 　考虑到HTR－10具有较好的固有安全性、反应堆功率小的特点，遇到与现有法规、标准和规范不符合的情况，具体问题具体分析。

5. 一、FSAR审评 • 1.2 审评中关注的主要安全问题 （1）燃料元件问题： • 包覆颗粒球形燃料元件的质量是保证高温气冷堆安全性的关键，审评过程中，审评者要求对燃料元件进行正常运行工况下的辐照试验、模拟事故工况的等温加热试验和辐照后的燃料包覆颗粒在高温空气流下的氧化腐蚀试验等三项试验。 • 审评基本结束前，燃料元件辐照考验的第一阶段（30000MW/TU）已完成，辐照考验结果基本可以接受，第二、第三阶段辐照考验正在进行中。燃料元件的其它试验结果经确认，满足要求。

6. 一、FSAR审评 （2）核设计的不确定性和零功率实验问题： HTR-10没有为堆建造零功率装置，一些核设计参数不能在零功率装置上得到直接的验证，为弥补这方面的不足，申请者承诺利用国外类似反应堆的实验结果作进一步的设计分析方法校核，同时制定周密的物理调试大纲。经试验，物理试验所得数据与理论计算值比较符合，从而验证了理论计算的可信度，同时也证明不建零功率装置也是可行的。

7. 一、FSAR审评 （3）设计计算程序的验证问题： 　　　由于申请者在HTR－10设计中所采用的大部分计算机程序都未经国家核安全局认可，因此审评者要求，凡设计中使用的计算机程序，均应给出其鉴定证明，并提供其适用范围和敏感性说明。对此，凡设计中使用的计算机程序，除国际上通用的或国家核安全局认可的之外，申请者均提供了下列证明材料中的一种：

8. 一、FSAR审评 ――国外核安全当局认可的证明； ――对IAEA组织的实验结果的校算报告； ――专门的试验验证； ――模型和分析论证； ――以德国HTR－M的设计作为Benchmark加以验证。

9. 一、FSAR审评 （4）部分设备安全分级问题： • 主氦风机压力壳原未定安全分级，审评者认为，主氦风机压力壳属一回路压力边界的一部分，应定为安全1级。 • 关于蒸汽发生器传热管的安全分级，审评者认为蒸汽发生器传热管作为一回路压力边界，同样应定为安全一级。 • 关于柴油发电机的安全分级，由于在失电事故中没有大功率设备需要带载，故柴油发电机达到准安全级（除个别要求不满足安全级要求）的要求也是可接受的。

10. 一、FSAR审评 （5）抗震问题： 　　　　审评者对安全级设备抗震问题非常重视，尤其是对三大主设备（反应堆压力容器、蒸汽发生器、热气导管）、堆内构件系统（石墨组件及金属构件）、安全级阀、泵、风机、事故后监测系统、一回路舱室泄压装置及1E级设备，均要求提供抗震分析报告或抗震鉴定报告，经审评，除负压通风系统部分设备未完全满足抗震要求外，安全重要各级系统设备的抗震要求大部分得到满足。

11. 一、FSAR审评 （6）高温部件遵循ASME准则问题： 　　　　审评者提出高温堆中的高温部件的设计、制造和检查不能采用ASME-III规范中的规则，而必须考虑蠕变、高温疲劳等高温长期效应的影响。对于这些高温部件，申请者承诺在设计制造、无损检验、安装、试验、超压保护方面遵守ASME-Ⅲ规范案例，并提交了满足ASME规范案例的论证报告，经审评该论证报告可接受。

12. 一、FSAR审评 （7）数字化保护系统问题： 　　　　在反应堆上采用数字化保护系统在我国尚属首次，审评者要求必须严格按照有关规范、标准进行设计与研制、特别是在软件的可靠性上予以充分保证、在使用前需经过充分试验和考验，申请者承诺按此要求实施，并提交了相关设计和试验数据。

13. 一、FSAR审评 （8）关于反向自然循环问题： HTR－10蒸汽发生器中心线高于反应堆堆芯中心线，这种相对布置与国外模块式高温气冷实验堆的布置相反。这种布置不能防止可能出现的反向自然循环，从而可能使压力壳、堆芯底板、热气导管压力壳及主氦风机等金属部件承受过高温度。审评者要求对HTR－10在事故工况下出现反向自然循环的可能性及后果作出全面分析，并重点分析ATWS情况下的后果。分析表明，压力壳、堆芯底板、热气导管压力壳及主氦风机等金属部件均不超温，事故后果是可接受的。

14. 一、FSAR审评 （9）严重事故分析问题： 　　由于高温气冷堆的严重事故分析范围和序列尚无法规可供遵循，审评者认为在目前认识水平下，参照国外对高温气冷实验堆所采用的严重事故分析范围和序列进行分析是可行的，这些序列包括： ――失控提棒ATWS迭加堆系统在压和失压； ――失去厂用电迭加堆系统在压和失压； ――失去强迫循环、堆腔冷却系统失效迭加堆系统在压和失压；

15. 一、FSAR审评 ――蒸汽发生器多根管同时破断进水事故； ――热气导管双端断裂、紧急停堆失效迭加堆腔冷却系统失效； ――严重的外部事件。 　其中对于热气导管双端断裂进气事故，部分专家认为应对该事故进行全面分析，但也有专家认为该事故序列发生概率较低，可不予以考虑。

16. 一、FSAR审评 （10）安全壳设置问题： HTR-10的包容体并不是一道安全屏障，因为当发生破口当量直径大于φ10 mm的失压事故时，它不起包容作用，而是允许氦冷却剂向环境直接排放，因此它在本质上不同于在事故工况下能阻止放射性物质向环境无控制释放的并且基本上不漏的安全壳。审评者认为，如果有充分的试验数据证明HTR-10燃料元件的破损率和对放射性裂变产物的滞留能力符合设计要求，则设置这样的包容体是可以接受的。

17. 二、更新改造审评 • HTR-10氦净化系统改造－添加冷氦实验回路申请及说明书审评 • HTR-10氦净化系统改造－氦净化系统性能改进试验研究申请及说明书审评 • HTR-10氦净化系统改造－加装热氦实验回路申请及说明书审评 • HTR-10安全级蓄电池组更换审评

18. 三、监督文件编制 • 3.1 监督依据 • 以我国核安全法规、国家的其他与辐射防护、环境保护、卫生等有关的法律、法规为依据，如HAF001、HAF102、HAF103、HAF003、GB8703－88、国家环保法等； • 以国家核安全局审查批准或认可的文件为依据，如HTR－10的33个设计准则、HTR－10的初步、最终安分报告、评价报告、各阶段质保大纲等； • 国外的一些规范、标准和导则可作为参考，如HTGR格式内容、HTGR总设计准则、及RG管理导则（适用高温堆）、ASME规范、IEEE标准、德国KTA规范（KTA3102 高温堆堆芯设计）等； • 考虑到HTR－10较好的固有安全性、反应堆功率不是很大的特点，遇到与现有法规、标准和规范不符合的情况，具体问题具体分析。

19. 三、监督文件编制 • 3.2 选项原则 • 安全上重要的构筑物、系统、部件；（建造阶段设备选项主要是核1、2、部分3级，调试和运行阶段系统选项主要是确保完成三大安全功能及限制元件受化学侵蚀的系统）； • 国内外审评和监督中重点关注的内容和／或与压水堆不同，高温堆独特的重要系统、设备应考虑； • HTR－10高温堆本身在建造、调试过程中曾出现的较大不符合项等应考虑； • 适当参考美国（偏向选事故后监测等项目）、日本（偏向选燃料系统和放射性管理系统的项目）监督项目选项。

20. 三、监督文件编制 • 3.3 监督中重点关注方面和问题 • 反向自然循环问题 • 蒸汽发生器传热管 • 燃料元件的制造及辐照考验问题 • 石墨堆内构件的制造质量 • 临界及零功率阶段的物理试验 • 一回路压力边界设备、部件的制造、试验

21. 三、监督文件编制 • 数字化保护系统 • 吸收球停堆系统 • 余热排出系统 • 燃料装卸系统 • 蒸汽发生器卸压排放系统 • 柴油发电机组 • 包容体的建造

22. 三、监督文件编制 • 3.4 项目表确定 • 建造阶段项目主要集中在设备检查，总共选了33项，其中，土建分阶段主要选核岛基础、包容体及质保检查等3项；设备制造分阶段主要选元件制造、核1、2、3级机械设备、1E级仪控设备、特殊的非安全级设备及质保方面等25项；安装分阶段选安全级设备安装、质保方面等5项。 • 调试阶段项目主要集中在系统检查，总共选了28项，其中，保证停堆功能的系统选了10项，保证冷却功能的系统选了7项，保证包容功能的选了7项，防止石墨燃料元件受化学侵蚀（包括氧化）的系统2项，其他2项。

23. 三、监督文件编制 • 运行阶段项目共选了25项，其中综合性检查项目，包括质保、运行安全监督、安全重要的修改、运行事件管理、辐射防护等选了11项，定期试验检查项目选了14项，主要是仪控、电源、系统设备方面等完成三大功能的项目。具体项目详见表三“HTR－10高温气冷堆运行阶段监督检查项目清单”。

24. 三、监督文件编制 • 3.5 检查程序编制 • 在各阶段监督大纲和项目表经国家核安全局审查批准后，开始下一步程序编制工作。 • 在正式开始编制检查程序前，还要对系列核安全法规和导则、高温堆的PSAR、FSAR及其评价报告、高温堆建造、调试、运行等各方面资料进行更细致的研究、分析，同时对高温堆调试规程、运行规程逐个进行审查。在此基础上，严格依据法规要求和批准的监督大纲和项目表，结合高温堆的具体情况，编制出HTR－10建造、调试、运行三个阶段共86份监督检查程序。

25. 谢 谢！