摘要：为了应对能源供应紧张、生态环境恶化以及全球气候变暖等问题，我国主动发展核电的方针没有发生变化。核能非常清洁，有着非常大的市场潜力。核电厂事故为人类带来了严重的灾难。核电业需要总结以及吸取福岛核事故的教训，建立核安全监管以及应急管理体系，提高工作人员核安全文化素养，提高核电站的安全性，保证我国核电事业健康发展。本文对核电机组安全改良方法进行了分析。
关键词：运行核电机组；安全改进；措施分析
核能有着非常大的经济效益，但也存在着很多危险因素，只有对它加以合理利用，才可以为人类创造财富。本文总结了包括改良严重事故导则、增加一回路以及二回路应急补水、海堤加固或防水封堵等技术要点，研究了成立核电厂核事故应急场内救援队的作用，以提高运行核电厂的安全性以及应对超设计基准事故的能力。
1 增加一回路和二回路应急补水措施
因为长时间断电以及堆芯注水缓慢使得失去冷却的福岛第一核电站的一些机组反应堆压力容器受到破坏，熔滴和安全壳的底板钢筋混凝土出现了反应，使得安全壳被破坏掉，产生了很多的放射性物质，这些物质渗入到了土壤里面。此外，沸水堆仅仅有一个蒸汽回路，反应堆出现的放射性蒸汽进入常规岛带动汽轮发电机发电。全厂失电反应堆不能注水冷却的时候，仅仅能排放高放蒸汽，使得环境受到破坏。
当前，我国正在使用的压水堆核电机组设计上通过蒸汽发生器进行一回路、二回路的热量交换。在出现事故的情况下，除了向堆芯注水加以冷却外，还可以通过蒸汽发生器二次侧持续充-排的方式带走一回路的热量。为了避免堆芯长时间失去冷却而熔毁，可以使用一回路和二回路应急补水等方法。
1.1 一回路应急补水
一回路应急补水应该满足：第一，通过移动泵以及管线向一回路应急补水的流量需要满足停堆6小时后堆芯余热排出的需要。第二，需要考虑一回路机械密封泵轴轴封水泄漏的补水措施。第三，所设置的设备需要确保事故后最少72小时的运行需求。第四，为了使应急补水措施发挥作用，考虑一回路可用的泄压方法，确保合适的应急补水流量。
通过查阅流程图等设计资料，可以使用安全壳喷淋系统与安全注入系统的连接段H4管线实现补水操作。以前设计已在这个管线上预留尺寸是DN 150的短管，并使用管帽进行封堵，通过焊接的方法在管道预留的管帽上加一个接口，补水软管可通过应急通道连接到厂房外面的消防车或移动补水泵补水水源[1]。
1.2 二回路应急补水
二回路应急补水是为了通过二回路连续充-排的方式排出堆芯的热量，它的可用时间、投用时间等技术要求和一回路大体一样。另外，一回路、二回路应急补水设备的性能参数需要尽可能相一致，以便配置一样的设备。
压水堆核电组二回路应急补水管线一般设置在辅助给水系统上，不仅可以在辅助给水箱正常补水管线上增加接口，也可以在ASG001BA底部的排放管线的末端增加补水接口。第二种改造方案非常简单，不会对以前的排放功能产生影响，在发生事故的条件下可以对水箱的补水进行操作，是最好的方案。
2 配备移动电源车并实施接口改造
一定意义上，福岛第一核电厂是在失去厂用电和最终热阱的条件下出现的非常严重的事故。在超设计基准事故下，当失去所有电源的时候，通过配备移动式应急电源作为应急方法，为关键用电负荷和仪表提供临时动力，可以促使事故救援人员恰当掌握机组的总的情况，为恢复厂内外交流电源争取时间。
第一，移动电源的负荷需要包括核电厂安全参数的监测以及控制，必要的通讯、通风以及照明、主泵密封、移动泵和别的临时设施。多维厂址需要配备两套以上的设备，其中一套需要把低压安注泵或辅助给水泵的负荷需求考虑在内[2]。
第二，移动柴油发电机需要有低温启动功能以及报警功能，可使用非安全级。自身所带的燃料需要确保4小时以上的满功率连续运行，并能通过燃料补充实现连续72小时运行。
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第三，移动柴油发电机组的连接电缆可通过直接应急母线的方式实现快速敷设以及连接。为应急母线接入移动电源所设置的固定电气接口和相关电缆桥架需要按抗SL2设计并符合防水的需要。
3 配置非能动消氢复合器，防止安全壳出现氢气爆燃或爆炸
在严重事故下需要保持安全壳的完整性。应该考虑可燃气体的燃爆效应，需要消除影响安全壳完整性的大体积氢爆燃，需要研究可能影响安全壳完整性的压力容器里面和外面蒸汽爆炸，还要使用恰当的方法。
第一，需要避免安全壳完整性由于局部区域氢气积聚后可能发生的燃烧或爆炸而破坏，尽量降低氢燃爆对严重事故环节体系以及 设备的作用。
第二，目前，我国运行核电厂已经在安全壳大气控制系统以前的移动式能动氢复合器的基础上，增加了能够应对超设计基准而且不依靠外部供电的非能动消氢复合器，它的设计功能关键确保在设计基准事故—失水事故的情况下，控制安全壳里面以及局部的空间中氢气体积浓度不超过4％.在超设计基准事故的情况下，控制100％燃料包壳和冷却剂反应出现的氢气在安全壳里面均匀分布的体积浓度不超过10％.
4 加强状态监测并提高持续补水能力
第一，当前，我国核电机组乏燃料池监测仪表都是在正常运行以及基准事故工况设计的非核级、没有抗震要求的一般仪表。需要增加在超设计基准事故下可用的液位以及温度检测仪表，以得到事故后乏燃料水池的相关情况[3]。
第二，液位测量区间需要包括从乏燃料开始裸露到满水位，可以使用连续或间断式测量设备，间断式的测点布置需要满足重点水位报警以及指导操作员补水操作的需要。温度测量需要一直进行。液位和温度测量需要在主控室或别的合适的地方设置一定的指示信息，并设置相应的报警。
第三，需要考虑失去所有交流电源的状况下，确保乏燃料池液位以及温度测量体系的供电。
第四，在水位下降到乏燃料池组件裸露水位前，应该进行应急补水方法准备。补水流量可以按照乏燃料池液位变化加以调节。还要考虑乏燃料池最大设计基准热负荷对应的沸腾蒸发损失以及虹吸保护，补水需要满足事故后72小时燃料不裸露。
第五，正常运行的时候，乏燃料池冷却水以及补水靠PTR系统进行，可通过核岛除盐水体系或核岛消防水系统得到应急补水。处在K厂房五层的乏燃料池厂房门外设计K厂房的消防干管，垂直方向连通整个K厂房的各个楼层。应急补水可以通过这个管道进行，在厂房0m一层接入外部供水水源，在五层可以连接软管接入乏燃料水池加以补水。
5 成立核电厂核事故应急场内救援队
福岛核事故后，当地的消防力量积极响应，但是因为不具备处理复杂核事故的能力，东电公司下属的专业救援和应急处理队伍没有及时响应，错过了最好的处置时机，使得事故后果扩大化。
我国核电应急管理工作采用国家、地方以及核电厂三级管理系统，分别进行国家、本地区、核电厂的核事故应急管理工作。
结语：
本文根据福岛核事故中长时间断电、堆芯熔毁、乏燃料池破损等原因进行分析，提出了运行核电机组安全改进措施：增加一回路和二回路应急补水措施、配备移动电源车并实施接口改造、配置非能动消氢复合器、成立核电厂核事故应急场内救援队。
参考文献：
[1]薛长江，洪源平，尹峰，戴恒才，陈其荣，操丰.我国运行核电机组安全改进措施分析[J].中国核电，2015，802：137-141.
[2]蒲亮.基于（火用）成本理论的核电机组优化运行管理系统研究[D].华北电力大学，2014.
[3]张晨.M310核电机组火灾自动报警系统设计研究[D].华北电力大学，2013.
论文作者:吕文叙
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/13
标签：回路论文; 补水论文; 核电论文; 核电厂论文; 事故论文; 燃料论文; 机组论文; 《电力设备》2017年第33期论文;