Características técnicas de Hualong One

Sobre la base de la seguridad activa, "Hualong One" adopta medidas efectivas de seguridad pasiva, utilizando el sistema de seguridad pasiva que puede hacer frente de manera efectiva a la pérdida de la fuente de energía como una solución probada en ingeniería, eficiente, madura y confiable. El complemento de sistemas de seguridad activa proporciona medios diversificados para cumplir con los requisitos de seguridad. Actualmente es uno de los modelos de energía nuclear de tercera generación más aceptados en el mercado nuclear.

El sistema de exportación de calor de contención pasiva está equipado con tres tanques de agua de refrigeración con una capacidad de aproximadamente 3.000 toneladas de agua**** para servir como disipador de calor final para la liberación de calor de contención después de un accidente grave. En el recipiente de contención se instalan doce intercambiadores de calor, con una superficie de intercambio de calor de más de mil metros cuadrados***.

El sistema de escape de calor pasivo y el sistema de exportación de calor de contención pasiva**** en el lado secundario del generador de vapor están equipados con tanques de intercambio de calor y se instala un intercambiador de calor de carcasa y tubos en el tanque.

El sistema de refrigeración del núcleo de emergencia también está equipado con un tanque de inyección de agua de contención pasiva. Cuando la presión del sistema de refrigeración del reactor cae por debajo de cierto valor, el tanque de agua de inyección de seguridad inyectará automáticamente agua que contiene boro en el sistema de refrigeración del reactor para garantizar el enfriamiento del núcleo.

Como método de defensa suplementario en profundidad para el sistema de enfriamiento del núcleo de emergencia, el sistema de inyección de cavidad pasiva está equipado con un tanque de agua de enfriamiento de inyección de cavidad que contiene más de 2200 toneladas de agua, que se utiliza para pasar a través del reactor. en caso de un accidente grave, se inyecta agua de refrigeración en la cavidad del reactor para enfriar la superficie exterior del recipiente a presión y disipar el calor de desintegración del núcleo.

El sistema de reducción de hidrógeno de contención pasiva tiene docenas de complejos de hidrógeno pasivo que pueden limitar catalíticamente la concentración de hidrógeno en la contención por debajo de los límites de combustión y explosión en caso de accidente.

Debido al concepto de diseño pasivo de estos sistemas de seguridad y al tanque de agua de intercambio de calor de alto nivel equipado, la unidad "Hualong One" puede cumplir el principio de no intervención durante 72 horas después del accidente. El sistema de seguridad pasiva se pondrá en funcionamiento automáticamente en caso de un accidente base de diseño o un accidente que exceda la base de diseño o incluso un accidente grave, para evitar la fusión del núcleo, garantizar la integridad del recipiente a presión después de la fusión del núcleo, proporcionar un evaporador del lado secundario. enfriamiento y asegúrese de que el recipiente de contención no se sobrecaliente. Entre otras funciones de seguridad se encuentra el enfriamiento del lado secundario del evaporador, lo que garantiza que el recipiente de contención no se sobrecaliente ni se sobrepresione, y elimina el riesgo de deflagración y explosión de hidrógeno. Esta pregunta contiene dos datos: uno es por qué se necesita un recipiente de contención de doble capa y el otro es cuáles son los beneficios de un recipiente de contención de gran volumen.

La mayoría de las unidades de energía nuclear activas de mi país adoptan un diseño de contención de una sola capa, que debe soportar no solo la presión interna durante un accidente, sino también varios posibles desastres fuera de la planta. Para lograr una mayor seguridad y un mejor sellado de materiales radiactivos, "Hualong One" decidió adoptar un diseño de contención de doble capa al comienzo de su desarrollo para lograr una separación funcional de las capas interior y exterior: la cubierta interior resiste principalmente varios accidentes. y posible La capa exterior resiste principalmente los efectos de las altas temperaturas y altas presiones internas en caso de accidentes graves, y protege la capa interior y su estructura interna de ser afectados por diversos desastres externos, incluidos los impactos de aviones. Además, agregar otra capa de carcasa a la carcasa de seguridad también puede proporcionar un mejor efecto de protección contra la radiación ambiental y personal.

El mayor volumen libre del recipiente de contención garantiza su mejor capacidad de resistencia a accidentes. En caso de un accidente con pérdida extrema de agua o un accidente con daños en el circuito doble, se liberará una gran cantidad de energía en masa en la contención, que calentará y presurizará la contención cuanto más se aleje el pico de presión del valor de diseño. Cuanto mayor sea la contención, menor será la amenaza a la integridad de la contención. El gran volumen libre en la contención del "Hualong One" puede garantizar que en el peor de los casos de un accidente basado en el diseño, el pico de presión en la contención tenga al menos un margen del 10% con respecto a la presión de diseño de la contención, mejorando así la Seguridad de la contención. Seguridad como última barrera de sellado. Además, en caso de accidente grave, si el supuesto extremo es que en la carcasa del combustible se produce una reacción 100% circonio-agua, debido al gran volumen libre del recipiente de contención y a la instalación del sistema de eliminación pasiva de hidrógeno de la contención, el hidrógeno promedio generado en el espacio interno del recipiente de contención no excederá el 10%, por lo que se puede evitar el riesgo de explosión de hidrógeno. Como nuevo reactor diseñado y finalizado después del accidente nuclear de Fukushima en Japón, el "Hualong One" considera plenamente la experiencia del accidente nuclear de Fukushima y tiene capacidades suficientes para resistir accidentes nucleares similares en Fukushima.

Las centrales nucleares generan electricidad a partir de la energía de fisión liberada por reacciones en el núcleo del reactor. Si se para el reactor y se aborta la reacción nuclear, el combustible nuclear seguirá generando calor residual y seguirá siendo necesaria una fuente de alimentación externa para mantener la circulación de agua en los circuitos primario y secundario y transferir el calor residual fuera de el núcleo para evitar que se sobrecaliente y se derrita. Este es un objetivo importante para garantizar la seguridad nuclear.

La causa directa del accidente nuclear de Fukushima fue que la central nuclear perdió toda la energía de CA (el llamado apagón en toda la planta), en el que la red eléctrica externa resultó dañada por el terremoto y los generadores diésel de emergencia se utilizaron como energía de CA de respaldo. fueron inundados por el tsunami. Dado que el calor residual en el núcleo del reactor no podía evacuarse, el núcleo del reactor finalmente se fundió y se penetró el recipiente a presión. Por otro lado, el gas hidrógeno producido por la reacción entre el revestimiento del elemento combustible y el vapor de agua se acumuló en el edificio del reactor. Finalmente, la explosión de hidrógeno dañó el edificio del reactor, provocando la liberación de una gran cantidad de material radiactivo al medio ambiente. Por tanto, el control de los materiales radiactivos es otro objetivo importante de la seguridad nuclear.

Para lograr el objetivo de seguridad de seguir produciendo calor residual y contener materiales radiactivos en caso de un corte de energía en toda la planta, como el accidente nuclear de Fukushima, "Hualong One" agregó accidentes pasivos en el base del diseño activo Medidas de tratamiento. La ventaja de un sistema pasivo es que no depende de la potencia, sino que utiliza fuerzas impulsoras naturales como la gravedad, las diferencias de temperatura y las diferencias de densidad para lograr funciones de flujo de fluido y transferencia de calor. Al mismo tiempo, como mejora tras el accidente de Fukushima, "Hualong One" también está equipado con una fuente de alimentación móvil y una bomba móvil como medio definitivo para lograr el objetivo de emisión de calor residual.

Suponiendo un corte de energía en toda la planta (es decir, la red eléctrica externa y los generadores diésel de emergencia fallan), el circuito primario de "Hualong One" establecerá una circulación natural bajo la premisa de garantizar que el sello del eje de la bomba principal está intacto y el núcleo del reactor. El calor residual se transfiere al lado primario del generador de vapor. En este momento, el sistema de suministro de agua auxiliar se puede utilizar para suministrar agua al lado secundario del generador de vapor y quitar el calor del circuito primario. Para mantener la integridad del sello del eje de la bomba principal, se puede usar un pequeño generador diésel dedicado o un generador diésel móvil para proporcionar agua del sello del eje a la bomba principal, o se puede seleccionar la bomba principal para lograr el sellado de parada en el caso de un corte de energía. Alternativamente, se puede operar un sistema pasivo de eliminación de calor residual del lado secundario para inyectar agua de condensación en el generador de vapor bajo gravedad para proporcionar agua de reposición del lado secundario. Estas medidas permiten a "Hualong One" establecer ciclos de circuito primario y secundario estables y confiables para descargar el calor residual del núcleo durante un corte de energía en toda la planta.

Si las medidas anteriores fallan, "Hualong One" puede adoptar un plan de reabastecimiento de agua de emergencia. Cuando se alivie la presión de toda la planta, el sistema de protección contra incendios de la isla nuclear se puede utilizar para reponer agua directamente. Los circuitos primario y secundario, o incluso utilizar otras fuentes de agua en la planta. Las fuentes de agua y los equipos móviles (camiones de bomberos o bombas móviles) pueden reponer agua a los circuitos primario y secundario.

En términos de lograr el objetivo de seguridad de controlar los materiales radiactivos, "Hualong One" adopta primero un recipiente de contención de doble capa de gran volumen. Su volumen libre es un orden de magnitud mayor que el recipiente de contención de Japón. Central Nuclear de Fukushima, y ​​se puede utilizar en caso de accidente grave. Mejor control de la liberación de gas en caso de accidente. Después de que ocurre un accidente grave, el sistema de monitoreo de hidrógeno de la contención continuará monitoreando la concentración de hidrógeno en la contención en tiempo real y transmitirá los resultados a la sala de control principal y al centro de comando de emergencia. El sistema de control de gas combustible de contención utiliza un sistema compuesto de hidrógeno catalítico pasivo para reducir la concentración de hidrógeno en la atmósfera de contención por debajo del límite de seguridad, evitando así explosiones de hidrógeno. Los sistemas de eliminación de calor de contención pasiva utilizan la circulación natural para reducir la temperatura y la presión dentro de la contención. Si aún es imposible evitar que aumente la presión en la contención, se puede establecer un sistema de filtración y escape de la contención para reducir el riesgo de sobrepresión de la contención mediante filtración y escape planificados y controlados.

En el accidente de la central nuclear de Fukushima, además de la fusión del núcleo y la fuga de material radiactivo, también se produjeron muchas otras situaciones, como la pérdida de capacidad de refrigeración de la piscina de combustible gastado, que en su día despertó la preocupación de la gente por la exposición al combustible gastado; las condiciones de emergencia en el lugar son malas y la sala de control principal ha perdido personal; el trabajo de emergencia se enfrenta a la compleja situación de que varias unidades experimenten accidentes graves al mismo tiempo y cortes de energía a largo plazo en todo el lugar. sitio y falta de apoyo externo. Para evitar que ocurran situaciones similares, "Hualong One" también ha tomado medidas específicas: mejorar las capacidades de enfriamiento y detección de la piscina de combustible gastado, proporcionar medios de reabastecimiento de agua de emergencia e instrumentos de monitoreo continuo del nivel de líquido en condiciones de accidente, mejorando el control principal; sala y centro de control de emergencia, la tasa de ocupación y la tasa de disponibilidad del centro de control de operaciones en accidentes graves, formular un plan de emergencia para accidentes de múltiples unidades para garantizar que dos unidades entren en estado de emergencia al mismo tiempo desde los aspectos de mano de obra, recursos materiales, gestión, etcétera. Se ha formulado un plan de emergencia para accidentes de múltiples unidades para garantizar que las capacidades de respuesta de dos unidades que entran en estado de emergencia al mismo tiempo desde los aspectos de mano de obra, recursos materiales, gestión, etc., las capacidades del sistema pasivo y las capacidades de operación de equipos móviles cumplan con los requisitos. Requisito de 72 horas, y la fuente de agua de la central satisface los requisitos de las dos unidades. La demanda de agua durante 72 horas cuando ocurre un accidente grave en el núcleo y la piscina de combustible gastado al mismo tiempo, logrando la "autonomía de la central". durante al menos 72 horas después del accidente. Las centrales nucleares podrán alcanzar la "autonomía" sin ninguna ayuda externa durante al menos 72 horas después de un accidente.

En la década de 1990, en respuesta a los impactos negativos de los accidentes graves en la central nuclear de Three Mile Island y en la central nuclear de Chernobyl, la industria de la energía nuclear mundial centró su investigación y desarrollo en la prevención y mitigación de accidentes graves. Accidentes Estados Unidos y Europa han emitido sucesivamente el Documento de requisitos de servicios públicos (URD) ​​​​y el Documento de requisitos de servicios públicos (URD) ​​para reactores avanzados de agua ligera (ALWR). Estados Unidos y Europa han emitido sucesivamente documentos "Requisitos avanzados para el usuario del reactor de agua ligera", a saber, el documento URD (Documento de requisitos de servicios públicos) y el "Documento europeo de requisitos de servicios públicos" (documento EUR), que aclaran aún más los requisitos para prevenir y mitigar accidentes graves. . A nivel internacional, las centrales nucleares que cumplen con la documentación URD o EUR suelen denominarse centrales nucleares de tercera generación.

La unidad de energía nuclear de tercera generación es un diseño "mejorado" o "mejorado" en comparación con la unidad de energía nuclear de segunda generación, la unidad de energía nuclear de tercera generación tiene mayor seguridad y economía. ciclos, operaciones y mantenimiento simplificados y menor impacto ambiental.

Los reactores "mejorados" de tercera generación adoptan ampliamente el concepto de diseño "pasivo", aprovechando las características térmicas e hidráulicas inherentes para simplificar el diseño de los sistemas de seguridad, de modo que las funciones de seguridad de las centrales nucleares ya no confiar en bombas La operación de equipos activos como turbinas eólicas y turbinas eólicas reduce en gran medida la cantidad de equipos, la escala de la central eléctrica y el impacto en el medio ambiente. Se reduce el número de equipos, el área de la planta y la carga de trabajo de operación y mantenimiento, mejorando así la seguridad y la economía de las unidades de energía nuclear.

El diseño de centrales nucleares "mejoradas" de tercera generación adopta los principios de simplicidad, aislamiento físico, diversidad y redundancia, centrándose en prevenir y mitigar accidentes graves como la fusión a alta presión, baja -fusión a presión, explosiones de vapor e hidrógeno, captura de núcleo y disipación de calor de contención, etc.

El diseño de "Hualong One" implementa el principio de defensa en profundidad para la seguridad nuclear y el principio de confiabilidad de diseño integral y equilibrado, y adopta de manera innovadora el "concepto de diseño de combinar seguridad activa y seguridad pasiva" para Los sistemas de seguridad pasiva que pueden responder eficazmente a la pérdida de fuentes de energía proporcionan una variedad de sistemas de seguridad como complemento a los sistemas de seguridad activa probados en ingeniería, eficientes, maduros y confiables. Los sistemas de seguridad pasiva que puedan responder eficazmente a la pérdida de fuentes de energía se utilizarán como complemento de los sistemas de seguridad activa eficientes, maduros y confiables que han sido verificados por ingeniería para proporcionar medios diversificados para cumplir con los requisitos de seguridad. El "concepto de diseño de combinación de sistemas de seguridad activa y sistemas de seguridad pasiva" de Hualong One se basa plenamente en la experiencia y la retroalimentación del accidente nuclear de Fukushima, garantizando la diversidad de accidentes base de diseño y métodos de respuesta a accidentes graves, y cumpliendo con los requisitos de la "Seguridad Nuclear". y los requisitos del "Duodécimo Plan Quinquenal" y del plan "Visión 2020" de prevención y control de la contaminación radiactiva. Cumplir con el “Duodécimo Plan Quinquenal de Seguridad Nuclear y Prevención y Control de la Contaminación Radiactiva y los Objetivos a Largo Plazo para 2020”, los “Requisitos Técnicos Generales para las Acciones de Mejora de las Centrales Nucleares tras el Accidente de Fukushima (Ensayo)” y el “ Requisitos de seguridad para nuevas centrales nucleares durante el período del "Duodécimo Plan Quinquenal" (Borrador para comentarios) ", con alta seguridad y tecnología avanzada.

Para mejorar la economía de las centrales nucleares, se han tomado un gran número de medidas, como por ejemplo, la vida útil de la central nuclear es de 60 años, se adopta un plan de reabastecimiento de combustible de 18 meses, y la tasa de disponibilidad de diseño supera el 90% en comparación con otras centrales nucleares de tercera generación en el país y en el extranjero, tiene una fuerte competitividad económica y de mercado. (1) Tsunami

Deben cumplirse tres condiciones para la formación de terremotos y tsunamis:

1) El terremoto debe ocurrir en el fondo del mar y la corteza terrestre debe subir y bajar bruscamente en un rango amplio;

2) La intensidad del terremoto debe ser superior a 6,5 ​​y la profundidad focal debe ser inferior a 50 km;

3) La superficie del mar donde se produce el terremoto necesita tener suficiente profundidad, generalmente por encima de los 1000 m.

En las aguas costeras de mi país, la profundidad promedio del agua en el Mar de Bohai es de unos 20 m, y la profundidad promedio del agua en el Mar Amarillo y el Mar de China Oriental es de unos 100 m, lo que está lejos de las condiciones para terremotos y tsunamis que requieren una profundidad de agua de más de 1.000 m; la mayoría de los terremotos en el Mar de China Meridional con magnitud 6 o superior se concentran en Taiwán en el sur y alrededor de la cadena de islas exteriores de Filipinas (isla de Taiwán, islas Nansha, Islas Paracelso, etc.), el efecto de bloqueo del tsunami ha provocado la atenuación de la energía de las olas y el impacto en las aguas de China se ha debilitado considerablemente. En los últimos años, ni el tsunami de Indonesia ni el tsunami japonés tuvieron un impacto devastador en la costa de China.

Según el estudio sobre el posible tsunami máximo a lo largo de la costa de China realizado conjuntamente por la Administración Nacional de Seguridad Nuclear, la Administración de Terremotos de China y la Administración Oceánica Estatal tras el accidente nuclear de Fukushima, la altura máxima posible del tsunami en la zona del mar sur es de unos 2 metros, y la altura máxima posible del tsunami en otras zonas del mar La altura del tsunami es de menos de 1 metro, que es mucho menor que el daño causado por mareas astronómicas y marejadas ciclónicas. El poder destructivo de este tsunami es mucho menor que el impacto de las inundaciones externas causadas por mareas astronómicas y marejadas ciclónicas, y tiene el mismo efecto (afectando generalmente a niveles de agua superiores a los 5 m).

(2) Combinación de inundaciones externas

Según la investigación hidrológica en los sitios de las centrales nucleares de mi país, los niveles de inundación fuera de los sitios de las centrales nucleares costeras son causados ​​principalmente por los altos niveles de agua y Las marejadas ciclónicas causadas por mareas vivas astronómicas se componen de dos partes. Sobre esta base, el mismo evento y el aumento de las marejadas ciclónicas causado por las olas del tifón se consideran como el evento de inundación base de diseño para la protección contra inundaciones de plantas de energía nuclear; El sitio de la planta de energía nuclear tierra adentro se debe principalmente a lluvias extremas, colapso de la presa del embalse y desastres por nieve. Causados ​​por eventos como bloqueo de hielo y errores humanos en la operación de la presa, se selecciona una combinación conservadora como base de diseño para el evento de inundación. Diseño y defensa de la central nuclear. La probabilidad de que ocurra una inundación según el diseño anterior es aproximadamente una vez cada millón de años, y los estándares de fortificación son mucho más altos que la inundación de una vez cada cien años considerada en los proyectos de terraplenes civiles.

(3) Defensa contra inundaciones

La defensa contra inundaciones de la central nuclear "Hualong One" considera principalmente los siguientes cuatro aspectos:

1) Establecer el suelo Elevación del emplazamiento de la central La central nuclear debería construirse por encima del nivel de inundación de diseño anterior, es decir, en un lugar lo suficientemente alto para evitar inundaciones.

2) Construir barreras externas permanentes de protección contra inundaciones como diques, bermas, etc.

3) Durante el período de operación de la central nuclear, reevaluar la capacidad de control de inundaciones de la central nuclear cada 10 años, incluida la actualización de la información hidrológica y garantizar la eficacia de las barreras externas de protección contra inundaciones.

4) Establecer un mecanismo de alerta temprana y vínculo de emergencia con los departamentos locales de gestión de océanos, meteorología, prevención de desastres y otros departamentos, formular planes de control de inundaciones razonables y factibles, reservar suficientes materiales de control de inundaciones y realizar simulacros de control de inundaciones con regularidad. . En noviembre de 2014, la Administración Nacional de Energía acordó ajustar los proyectos de las unidades 5 y 6 en Fuqing, Fujian, al plan técnico "Hualong One", lo que significa que "Hualong One" finalmente marcó el comienzo del "camino"

2015.

El 7 de mayo de 2015, el primer proyecto de demostración "Hualong One" del mundo comenzó en la ciudad de Fuqing, provincia de Fujian. Se vertió el primer tanque de hormigón en la unidad de energía nuclear número 5 de CNNC en Fuqing. Se espera que esté finalizado en 60 meses. Red de generación de energía.

En diciembre de 2014, la Administración Nacional de Energía respondió a la solicitud de instrucciones de la Comisión de Desarrollo y Reforma de la Región Autónoma de Guangxi y de la Corporación Nacional de Energía Nuclear de China, acordando que la segunda fase del Proyecto Nuclear Fangchengang de Guangxi Power Project se basó en dos unidades y adoptó el plan tecnológico "Hualong One".