压水堆核电站

三代先进压水堆核电站采用全新的安全和技术设计理念，主回路管道作为核电站第二道安全屏障，在结构设计和材料加工工艺进行了大量创新，这也对主回路管道的检查提出了极大的挑战。三代主回路管道主要包括主管道（MCL）、主蒸汽管道（VVP）和主给水管道（ARE），这些管道焊缝数量众多，且处于高剂量辐射环境中，部分焊缝位于40°或90°弯头位置，主回路管道内长期容纳着高温、高压、高流速以及放射性介质。上述工况可能会导致焊缝产生应力腐蚀裂纹、碰撞和减薄等管道降质情况对在役检查提出了较高的挑战。

蒸汽发生器（以下简称 SG）是核岛主回路中最重要的设备之一，其工作状态影响着整个核电站的动态特性，对核电站的安全性、经济性都有重大影响。据压水堆核电站事故统计显示，在 SG 破坏的核电站中，有四分之一的核电站其 SG 破坏的主要原因即是因为传热管的流致振动，造成了巨大的经济损失和负面影响。本项目针对 SG 传热管束在二次侧流体的作用下易发生流致振动导致管道破坏，该破坏难以定量分析和预测的难题，研究了 SG 管束流致振动分析方法，开发了国内首款涵盖非线性分析功能的流致振动分析专用软件 FIVA。通过本软件，实现了对 SG 中暴露于湍流且横向流速很高管子的振动破坏风险进行预测性分析，判断由流动引起的管子振动是否可以接受，以及在寿期内是否会出现疲劳、磨损引起的管子损坏。 本项目根据面向对象思想，以类的形式实现不同功能之间的互相调用，预留了多个接口可实现不同输入文件的读取和导入以及增强了可扩展性。本项目遵循软件工程学的方法，采用多种测试手段确保了测试代码的覆盖率达到 100%，同时经过严格的软件 V&V,确保了计算结果的正确性和有效性及 FIVA 软件的可靠性。本项目依托中广核工程有限公司两项科研课题，研发了具有自主知识产权的专用软件，专利受理 2 项，取得软件著作权 1 项，发表核心期刊论文 4 篇，通过了同行业专家评审，经鉴定整体技术达到国内领先、国际先进水平，对形成国内 SG 自主研发设计能力具有重大意义。FIVA 软件可适用于多种型号和结构（现有的 CPR1000、AP1000、EPR 等堆型）的 SG，在华龙一号项目 SG 的自主设计研发以及阳江、宁德、红沿河等多个项目上有成功应用。同时，可进一步推广应用于核电行业其他工程项目，具有广阔的应用前景。

本项目首次创新采用多喷嘴联合供油设计，即：沿推力瓦径向方向设置5个串联喷油喷嘴，同时向推力瓦提供润滑油，经主泵运行考核验证，10块主推力瓦表面温度分布呈现均匀分布。改进后每块推力瓦沿径向方向温度梯度约8.5℃。改进推力瓦入口预油膜建立设计，提高入口“贫油区”油膜建立可靠性。优化首次采用双顶轴油设计，提高反向推力瓦运行可靠性。优化改进推力瓦温度测量系统布置，建立“全面立体动态温度压力测量系统'。优化改进推力瓦支撑设计，行业内首次采用“弹簧板主动补偿式主瓦支撑结构'。目前华龙一号已被确定为国家战略“名片”，华龙一号主泵设计与制造更是主体工程能否顺利如期完成的重中之重，通过主泵轴承磨损问题彻底解决，本项目成果为华龙一号主泵设计固化提供了有力的支持。

反应堆一回路抽真空排气装置首次开发应用于中广核集团的岭澳核一期电站，之后陆续应用于大亚湾核电站和岭澳核电站，目前新建机组中的阳江核电站、宁德核电站等已经采购本装置，故本装置已在核电行业成功部分推广应用。由于本装置在核电站建设、调试和运营期间均可应用，且适应核电站反应堆水池排水、反应堆水池不排水和反应堆压力容器扣真顶盖等多种运行工况，所以按计划本装置将在全国新建及在运核电站中广泛推广，目前已经展开相关工作。预计本装置可在我国核电站行业得到全面推广，改变现有核电站反应堆一回路排气方式和流程。

为满足国家核安全监管要求，保障大型先进压水堆示范 工程顺利建设，课题承担单位开展了“核电站安全评价独立 验证研究”项目，针对具有非能动特性的大型先进压水堆核 电站的独立验证的方法与体系进行系统性地开发研究。目前 国际上，尚未公开发表针对某核电站系统性地开展关键事故 独立验证的成果。国内除安审机构以外，没有机构承担过系 统性的安全评价独立验证工作，一般由核电站业主委托第三 方对个别关键事故进行建模分析验证。

2011 年-2015 年，国家电投集团科学技术研究院通过承担大型先进压水堆核电站重大专项“核电关键设计软件自主化技术研究”课题，牵头研发国内第一套具有完全独立自主知识产权的一整套压水堆核电厂工程设计与安全分析软件。在该课题立项之前，我国核电厂的设计软件高度依赖国外软件，因此迫切需要研究如何在自主研发的过程中克服知识产权壁垒，促进创新成果知识产权保护、管理和运用的途径和方法，从而实现核电软件的自主化，保障国产核电软件自主研发成果的市场自由。 为提供全面的、深入的、具有实践经验的核电软件知识产权理论研究保障，在 2013 年国家电投集团科学技术研究院承担了国家核电技术公司的“核电软件的知识产权战略研究”软课题。该软科学研究课题于 2015 年 11 月通过验收，其研究成果为我国核电行业完善知识产权保护策略和知识产权管理制度提供了参考依据，为核电企业进行核电软件知识产权保护工作提出了建议，对于保护核电软件的创新成果、防范知识产权风险具有指导意义。 本成果主要通过调研和分析，运用现行通用的知识产权研究理论和方法，开展了国内外软件知识产权保护体系及特点研究、国内外核电企业软件知识产权保护特点和现状研究、相关问题研究、对策研究和运用软件知识产权制度的做法和经验总结。

本项目首次创新采用多喷嘴联合供油设计，即：沿推力瓦径向方向设置5个串联喷油喷嘴，同时向推力瓦提供润滑油，经主泵运行考核验证，10块主推力瓦表面温度分布呈现均匀分布。改进后每块推力瓦沿径向方向温度梯度约8.5℃。改进推力瓦入口预油膜建立设计，提高入口“贫油区”油膜建立可靠性。优化首次采用双顶轴油设计，提高反向推力瓦运行可靠性。优化改进推力瓦温度测量系统布置，建立“全面立体动态温度压力测量系统'。优化改进推力瓦支撑设计，行业内首次采用“弹簧板主动补偿式主瓦支撑结构'。目前华龙一号已被确定为国家战略“名片”，华龙一号主泵设计与制造更是主体工程能否顺利如期完成的重中之重，通过主泵轴承磨损问题彻底解决，本项目成果为华龙一号主泵设计固化提供了有力的支持。