中国核电厂设备可靠性数据报告(2022版)
为了指导国内运行核电厂开展设备可靠性数据采集工作,国家核安全局于 2015 年发布了《核电厂设备可靠性数据》,并于2019 年对其进行了适应性升版,同时将文件名修改为《核电厂设备可靠性数据采集指南》(以下简称“指南”)。 根据指南的要求,在上一版数据的基础上,以 2007 版《美国商用核电站设备和始发事件的行业平均水平》(NUREG/CR-6928)作为通用数据源,采用适当的数据处理方法进行了参数估计,对各核电厂新报送的数据进行了整合和处理,形成《中国核电厂设备可靠性数据报告 (2022 版)》(以下简称 2022 版报告)。2022版报告给出了我国运行核电厂商运至2021年底423 个堆年的44个常用设备类的可靠性数据统计结果,以及 7个安全重要系统的列不可用数据统计结果。本文件还与其他国家数据进行了分析对比,综合评价我国核电厂重要设备类的可靠性水平,可供国内各有关单位在PSA、MRRCM 等安全评价和可靠性相关工作中参考使用。
一回路辅助系统水过滤器滤芯
一回路辅助系统水过滤器滤芯是核电站运营所需的重要消耗性备件,用于过滤一回路及辅助系统中的杂质,收集捕捉系统中的高放射性粒子,从而降低一回路的放射性水平。核电站一回路辅助系统水过滤器滤芯制造所需原材料的性能指标及制造工艺要求较高,国内在运在建核电机组的备件均由国外厂家垄断供应。2019年中广核核电运营有限公司与国内厂家联合开展滤芯的自主化研制工作,经过研发团队的科技攻坚,于2020年底完成了滤芯的研发,国产滤芯的主要技术指标与国外产品相当,硅析出量等关键指标优于国外产品。2021年开始,自主化研制成果已在中国广核集团下属核电站开展试点应用。
田湾核电站一回路储槽排气系统高效过滤器滤芯国产化研究
田湾核电站1、2号机组一回路储罐排气净化系统(也称KPL3系统),用于净化排气中的放射性气溶胶。系统由俄罗斯设计,设有两列,一备一用,每一列均设置有一台高效过滤器,其中高效过滤器滤芯为俄方设计供货,目前系统内俄方供货的滤芯及仓储备件均为1、2号机组调试期间采购,滤芯服役和备件存放时间已达10年,2013年对KPL3系统高效过滤器滤芯进行了效率试验,发现系统中安装的高效过滤器滤芯已失效,库存备件已老化,性能已不满足设计要求。经过向原俄方供货商询价,滤芯采购价格达到30万元人民币/台,不仅远高于调试期间采购价格,且作为耗材备件,该价格非常不合理。因国内生产厂家均不生产该类型的高效过滤器滤芯,因此需要对该系 统适用滤芯进行设计研发。解决采购价格高,供货周期长,缺少配套技术服务等问题,并希望通过本项目的研制实现该类型过滤器的国产化,填补国内空白。
核岛大宗辅助系统安全阀
核岛辅助安全阀主要用于反应堆冷却剂系统(RCP)、化学和容积控制系统(RCV)、设备冷却水系统(RRI)、应急硼化系统(RBS)、核岛排气和输水系统(RPE)、冷却剂贮存和处理系统(TEP)等重要系统,承担保护系统,避免超压的功能,对核电站安全稳定运行起到关键作用。其中最高设计压力达到25MPa,最高温度达到343℃,承担着核电站反应性控制、余热排出等重要安全功能,对核电站安全运行起到重要作用。辅助系统安全阀样机经过循环寿命试验及排量试验、振动老化试验、地震性能试验和端部加载试验后,各项性能指标满足性能要求。本项目掌握了核岛辅助安全阀的设计、制造技术和核级产品鉴定方法,研发出了达到同类产品的国际先进水平,填补了国内空白,对保障在建核电机组顺利建设和在役核电机组安全运行具有重要的意义,具有良好的经济效益、社会效益和推广应用前景。
核电站冰堵技术理论研究与工程应用
冰堵技术是一项实用性非常强的应用技术,本技术研究从实际出发,通过深入的理论研究和多次试验验证,给出了科学有效的评价,解决了冰堵技术的限制问题,扩大了冰堵技术在核电站的应用范围,并总结出一套可行的冰堵工程方案,为现场安全实施冰堵技术提供了良好的指导作用,保证了机组系统的安全可靠运行。 核电站商运以来,冰堵技术没有任何先例和经验可以借鉴参考。经过系统深入的理论研究和多次试验验证,根本解决了冰堵碰到技术难点,实现了多项技术创新。 冰堵应用范围的技术创新。管径应用范围由6英寸扩大到36其寸。管道材料由碳钢和316L不锈钢材料拓展为304L/316L不锈钢、碳钢、低合金钢、铜、铝等多种材料。冰堵介质由由单-一的水介质拓展为水,海水、翻水。 冰堵工程方案的技术创新。针对低温对管道材料影响的理论风险,结合液氮冰堵试验结果和试验数据的分析,提出了可行的预防措施,实现了铁素体材料和奥氏体材料的液氮冰堵。 冰堵夹具的创新应用。之前冰堵夫具只是单一的半封闭夹具,其应用范围有一定限制。根据现场管道位置及布置、创新应用了多种夹具,包括开口式、整体式夹具、柔性冷冻夹套及编绕式冰堵设备。 冰堵验证方法的技术创新。冰塞是否在管道形成是整个后续维修工作开展的前提。由先前单一的疏水法拓展为多种验证方法,包括直接流水法,冰堵区域温度检查法,目视观察结霜法,超声波探测法,单侧压力升高法。 冰堵技术的安全技术创新。根据国内外冰堵失败事件数据的统计,找出冰堵失败的根本原因,总结历史经验教训,列出了安全注意事项和管理层关注的关键点,制定了冰堵技术安全规定。 冰堵位置选择的技术创新。以往冰堵位置选择只是根据经验,没有科学的依据。现在根据试验结论和计算结果,制定了安全可靠的位置选择方法。如冰塞与管道封闭端间的安全距离,冰堵与限制部件的安全距离等。 冰培技术的理论研究创新。根据研究表明,冰塞的强度不是靠冰膨胀后向外的径向力获得,而是依靠管道内壁与冰赛之间的摩擦力,和管道内壁与冰塞之间的附着力(机械互锁理论)结合在一起。
核电站管道系统振动测试与评估
三代核电机组主回路管道焊缝役前及在役无损检测
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。