Page 157 - 2019congshu
P. 157
产业发展与创新
来对核电技术进行断代,而没有从整体来评估风险。行业内提出发展整体平衡的
核安全观,这个理论的精髓是,通过平衡设计的手段,实现消除薄弱环节的目标,提
高核电厂的整体安全性,即探寻纵深防御层次之间的平衡,冗余性和多样性之间的
平衡,确定论和概率论安全分析之间的平衡,确保核电厂风险最小甚至消除,从而
实现减缓甚至消除场外应急的目标。
6.3 新材料应用
国际工程前沿的统计分析,目前最可能带来核电技术突破的是耐事故燃料
(ATF)技术,提升固有安全性,用以降低堆芯(燃料)熔化的风险;缓解或消除锆
水反应导致的氢爆风险;提高事故下裂变产物燃料组件内包容的能力等。耐事故
燃料开发分包壳和燃料芯块两个方面,包壳有采用锆合金涂层[如 Si 或 Cr 涂层、
MAX 相(Ti 3 SiC 2 )等],先进金属包壳(如 FeCrAl 合金,复合 Mo 包壳),以及 SiC
复合包壳(如单质 SiC 内层 -SiC 纤维层 - 单质 SiC 外层)等,其中 SiC 包壳材料
熔点达到 5 245℃,远高于 Zr 材 1 852℃的熔点;芯块有 UO 2 芯块掺杂改性(添加
改性颗粒提高热导率,如BeO、SiC晶须、金刚石),采用高密度陶瓷燃料(如高热导,
高铀密度的 U 15 N、U 3 Si 2 、UC),金属基体微密封燃料(如 BISO/TRISO 颗粒弥散于
锆合金基体),以及全陶瓷微密封燃料(如 BISO/TRISO 颗粒弥散于 SiC 基体)等,
例如 UO 2 - 钻石颗粒弥散芯块中心温度仅 1 259℃,低于传统 UO 2 芯块 1 781℃。
耐事故燃料的开发要有路线图,从易到难,逐步推进,目标市场是逐步应用于新建
和现有核电厂,整体提升安全水平,取得成效。
6.4 新技术应用
完善严重事故技术:需要开展研究堆芯熔融机理,通过开展堆芯熔融物在堆内
迁移以及堆外迁移的主要进程和现象研究,优化完善严重事故预防与缓解的工程
技术措施和管理指南等,包括堆内熔融物滞留技术、堆芯熔融物捕集器和消氢技术
等;实现保障安全壳完整性研究,包括安全壳失效概率计算、源项去除等预防及缓
147