中国实验快堆技术规格书审评中重点关注问题探讨

李珊珊，和 丹

(中国核电工程有限公司, 北京 100840)

快堆是我国“三步走”战略中的关键一步，快堆也是第四代核能系统中主力堆型，代表四代核电发展的方向。中国实验快堆是我国第一座快堆，它的发展和安全是非常值得关注的，其中对快堆的技术规格书的相关内容尤其重视。技术规格书是核设施运行期间的“法律”，它规定了核设施在正常运行、瞬态和异常工况下，遵照的技术参数和技术要求，主要包括安全限值、保护阈值、运行限制条件以及监督要求。

技术规格书的审查是一种综合性的审查，尤其对快堆，国内并无参考，然而快堆又与传统压水堆存在很多不同，因此对快堆技术规格书的审查，需要投入更多的关注度。截至目前，快堆技术规格书的审查已经持续了多年，在审评过程中，关注了很多重点的问题，在与营运单位设计、调试、运行相关人员，经过多轮的技术沟通，圆满完成了中国实验快堆技术规格书的核安全审评工作。

1 法规、导则的现状和审评依据

1.1 审评依据

我国现行的法规导则要严格遵守，《核安全法》[1]《中华人民共和国民用核设施安全监督管理条例》[2]；中国实验快堆属于研究堆，要按照研究堆设计和运行安全规定的要求开展，如《研究堆设计安全规定》[3]《研究堆运行安全规定》[4]；其次遵照相应导则要求，《研究堆运行管理》[5]《研究堆的应用和修改》[6]；此外，由于技术规格书的编写，最重要的依据是《中国实验快堆最终安全分析报告》相关章节的内容。

1.2 现状分析

由于我国现行的法规标准，大多都是按照压水堆制定的，但现在很多堆型都在开展研究，很多新设计是无法规标准依据。换句话说，都是边研究边实验，通过实验验证后，作为设计依据。然而，作为依据的前提，也是在现有法规标准规定的范围内。此外，还借鉴国外先进的经验，如NUREG-1431的要求[7]，以及中国实验快堆在设计和调试中总结的实践经验。中国实验快堆是研究堆，遵照HAF202《研究堆运行安全规定》，并参考执行HAF103《核电厂运行安全规定》。本技术规格书格式和内容范围还参照《钠冷快中子反应堆技术规格书的格式和内容》文件的要求来编写的。

2 审评实施情况及取得成效

本次增订版是在批准的2009版技术规格书基础上，堆芯自然循环能力未得到试验验证之前，事故工况下堆芯余热排出方式与原最终安全分析报告的相关事故分析发生改变情况下，对2009版技术规格书进行增补修订。

在《中国实验快堆技术规格书(修订版)》[8]审评之后，原子能院结合审查问题及承诺对技术规格书进行了升版，2020年底提交了《中国实验快堆最终安全分析报告 第十七章 技术规格书 修订版》[9]，拟作为运行期间的参照文件，对报告内容进行了核实，除对历次审评问题进行落实外，无新增内容。

通过对2020年修订版的审查，审评方认为，申请方按照法规标准和审评意见，进行了修订，技术规格书满足要求。

3 审评中重点关注问题

3.1 运行模式修订和说明

在对修订的运行模式审评中，审评方主要基于原运行模式存在的问题、结合运行模式的修订依据，审查新运行模式之间是否存在重叠和不连续，反应堆状态的界定参数、运行特征含义的合理性正确性。

(1)将“IHX一次侧进口温度”表征反应堆状态的合理性问题

中间热交换器一侧进口温度搅混了热钠池温度，且热钠池温度还受到三回路及独立热交换器余排系统的影响，不能直接和真实地反映出堆芯温度，宜用堆芯出口温度作为运行模式特征参数。鉴于堆芯燃料组件状态的重要性，增加“堆芯出口温度”作为运行模式特征参数，能够更全面地表征反应堆状态。

(2)主容器钠保温的方式问题

在冷停堆和换料模式下，均有主容器钠保温的运行特征，但两个模式下主容器钠保温的方式不同，申请方对两种方式以注释的方式均作了补充描述。

(3)一回路钠泵转速问题

换料模式下钠泵转速小于310 r/min，但在组件流量测量下可达到500 r/min运行，审评方认为换料模式下将进行组件测量试验时泵转速作为运行特征不合适。将换料模式下进行的组件流量测量试验的内容，作为特殊试验，补充在一回路钠泵可运行限值和条件中。

目前修订后的5个模式，各个模式之间的转换更为简洁，解决以往多个运行模式互相重叠的问题，方便操纵员的理解和使用，较原模式更为合理。

但审评方认为，运行模式的修改是技术规格书一项重大的修改，申请方只是做了原则性的描述和论证，后续还应结合开堆后的实践，注重对新运行模式的探索和反馈。

3.2 一回路钠泵的可运行要求

中国实验快堆在堆芯自然循环能力未得到试验验证之前，一回路钠泵必须执行安全功能。通过对钠泵进行抗震可运行性分析、应急供电系统改造和移动电源车接入方式的改造等，并按安全级设备管理，一回路钠循环泵基本具备了安全级设备的功能。因此在技术规格书中，对一回路钠泵规定相应的运行限值和条件，钠泵可运行判据包括电机、变频器、钠泵、双电源切换箱和移动电源车等14条的运行限值和条件。移动电源车作为钠泵应急电源，是保障钠泵可靠运行的必要条件之一，作为钠泵可运行状态的判断标准。为了保障钠泵的安全性，从保守运行上考虑，先将反应堆停堆，确保反应堆安全，后续根据情况在决定是否停泵。处置事故过程中，避免通过停泵来执行停堆。

3.3 超压保护系统

超压保护系统是保护主容器和保护容器避免其他超压，防止压力边界受到破坏，提供足够的气腔空间，来补偿反应堆在各个过渡工况时气体的热膨胀。它是作为专设安全设施系统。

超压保护系统在各个运行模式下的状态，能够起到高压和低压时的保护功能，对于“超压保护系统可运行”即液封器充油液位满足要求；液封器与主容器/保护容器连通，相关阀门打开；定期试验满足要求。

3.4 安全停堆地震的保护定值

安全停堆地震的整定值设定为SL-2，需要明确地震整定值设置原因，是否能够为反应堆提供保护，此外要考虑地震监测仪表的设置情况(如测点位置、地震监测系统的抗震类别等)。鉴于部分核动力厂不将地震信号引入保护系统，如发生SL-2级地震，从SL-1到SL-2的时间较短，SL-1级地震为运行基准地震，在该地震强度下可以保证安全运行，因此在设计时将安全停堆地震SL-2级地震信号作为保护定值。

目前，根据地震监测仪表的发展情况，能够在地震作用下进行工作，因此有了进入保护系统的前提，若要使地震信号起到对反应堆保护作用，必须在地震波到达反应堆之前，将反应堆安全的停下来。CEFR现有的地震仪表设置不能用SL-2作为保护定值，必须取低。

关于安全停堆地震信号的保护定值，参考NRC导则RG1.12[10]及其引用法规10CFR相关条款的规定，同时还考虑到SL-1与SL-2之间保证留有一定的裕量，目前考虑将SSE的保护整定值设置修改为120%(SL-1)，即为0.128g。

3.5 缓发中子保护整定值

缓发中子保护整定值为本底的3倍。反应堆不同功率条件下，中子计数率本底数值会随之变化，CEFR在系统调试完成后会给出本底数据，在堆芯装载达到平衡后给出最终本底数据。

3.6 钠火

考虑钠的各种燃烧模式(含喷放燃烧)。一回路钠管道压力相对低，正常运行压力低于50 kPa，钠泄漏无明显喷放现象，并且一回路钠泄漏信号与电磁泵停运联锁且双道截止阀关闭，减少泄漏量。

审评方进一步关注到雾状钠火的情况。参考CFR600钠火设计情况，CFR600的PSAR15.6.2[11]中关于钠火燃烧分析是钠泄漏后池式燃烧叠加10%雾火燃烧。使用BOX程序计算池式钠火，使用FEUMIX程序计算雾状钠火。CEFR在分析钠火时，按照10%雾火燃烧作为输入，与CFR600初步安全分析报告中关于雾状钠火份额是一致的。

一回路钠火排烟系统要考虑钠的喷放燃烧，事故排烟系统要等到钠燃烧终止后才能投入。钠管道采用316奥氏体不锈钢，表面敷设保温层和不锈钢外套，钠回路管道压力低，泄漏的钠喷放效果相对于高能管道来说，并不明显，同时一回路钠泄漏信号与电磁泵停运联锁，并进行泄压，减小泄漏量；在事故排烟早期投入，有助于抑制房间的压力峰值。但审评方认为，会不会出现不可接受的压力峰值，需要通过计算进行分析。

3.7 氩气释放事故包容小室定期试验

氩气释放事故包容小室302房间泄漏率定期试验情况，302房间泄漏应是有要求的，而且必须要进行定期试验，以证明现在仍能满足限值要求。将泄漏率暂定为每3年一次，根据后续CEFR运行的实际情况，对泄漏率的定期试验做进一步补充分析，尽量将定期试验频次固定下来。

302房间的负压情况，经核实环评报告，房间的泄漏率设计值是根据“三无”事故的包容要求设计的，“三无”事故环境后果分析中没有302房间负压监测的要求和假设。

4 结论

技术规格书是核设施运行的顶层文件，是核设施运行的一项最为重要的“法规”，要严格遵照执行。在对中国实验快堆技术规格书的审查过程中，对运行模式、一回路钠泵可运行性、超压保护系统、安全地震保护信号整定值、缓发中子保护整定值、钠火、氩气释放事故包容小室定期试验等重点问题进行关注，并找到了相应的解决方案，圆满完成了中国实验快堆技术规格书的核安全审评。

综述，《中国实验快堆最终安全分析报告 第十七章技术规格书 修订版》的内容符合变更有关的法规标准要求，只要认真执行承诺，保证反应堆安全运行，确保工作人员、环境和公众不会受到危害。