核電中的嚴重事故,專門指核電廠堆芯發生明顯損傷的事故,通俗地說就是堆芯由于種種原因冷卻不足,在衰變熱的作用下發生熔化。而一旦堆芯發生熔化,反應堆運行時產生的大量放射性裂變產物將進入安全殼內,如若安全殼也發生破損或泄露,則放射性物質將進入到環境,影響公眾。筑牢核安全防線是上海核工院“嚴重事故研究團隊”始終堅守的“初心”。
上海核工院對于嚴重事故的研究最早可以追溯到上世紀80~90年代,通過前聯邦德國反應堆安全機構(GRS)和國際原子能機構(IAEA)的合作支持,初步掌握了相應的分析和研究技術。伴隨著上海核工院的發展和安全監管要求升級,為全面滿足嚴重事故的設計需求,“嚴重事故研究團隊”應運而生。
巴基斯坦恰希瑪核電站是我國自主出口的第一座核電站,被譽為“南南合作”的成功典范。在恰希瑪核電站二期項目中,“嚴重事故研究團隊”在國內首次系統性地開展嚴重事故預防和緩解措施設計,充分考慮了熔融物滯留、氫氣控制、防止高壓熔堆、安全殼承載能力和設備可用性評估等因素,并建立了一套完整的嚴重事故分析方法體系。同時,團隊還在國內首次組織編寫了安全分析報告第19章“概率安全評價和嚴重事故分析”,完善了安全分析報告并促進了安全評審體系的建設。相關分析在2005年通過巴基斯坦核安全當局的評審,國際原子能機構(IAEA)也在評估中對嚴重事故預防和緩解措施設計給予好評。
在三代非能動技術的引進消化吸收和再創新過程中,“嚴重事故研究團隊”進一步拓展了嚴重事故設計及分析能力,開展了全方位的嚴重事故緩解措施設計和分析研究,取得了豐碩的成果。壓力容器內熔融物滯留(IVR)是CAP1400關鍵的嚴重事故緩解措施之一,即采取措施實施壓力容器外部冷卻,保持其結構完整性,將熔融的堆芯保持在壓力容器內,而CAP1400較高的功率對IVR措施的實施帶來了巨大挑戰。“嚴重事故研究團隊”開創性地建立起一套邏輯嚴密、方法先進的IVR設計和評價體系,建立了以擴展事件樹為核心的全新分析方法,實現概率論與確定論的結合研究。同時,團隊在國內首次針對IVR瞬態過程開展充分論證,針對三層熔池結構開展系統研究,并創新性地提出了堆內構件設計優化、堆內注水等設計改進措施,顯著提升了IVR有效性,達到國內領先、國際一流水平。
“嚴思、重行、事和、故明”,這句藏頭口號,強調的是“思行合一、和而明達”,是嚴重事故研究團隊的工作準則,也一直指引著團隊的奮斗之路。2011年3月11日晚6點,團隊得知了日本福島核電站遭遇海嘯的消息,基于職業敏感性,意識到事故可能會比較嚴重,馬上組織人員開展研究。查資料、集信息、搞推演全面推進,不到4個小時就形成了第一份材料,隨后緊跟事故變化不斷給出推斷,事后證明當時的很多判斷都是正確的,為集團公司有效應對輿論及時提供了技術觀點支持。
明晰工作目標和關鍵點,多看一步、多探一步,定期開展討論、實施頭腦風暴,相互學習借鑒,使得團隊常有新點子、新想法,以此出現了諸多的創新和若干“吃螃蟹”的經歷。針對壓力容器下封頭外壁面“臨界熱通量”(CHF)這一決定壓力容器在嚴重事故下保持完整性的關鍵因素,在國際首次建成了基于壓力容器原型材料加熱表面的全高度CHF試驗臺架,填補了國際空白;在氫氣行為研究中,在國內首次建立大型燃燒試驗臺架,開發了一套先進的環境條件分析方法;在事故管理研究中,基于自主技術路線,國內首創非能動核電廠全范圍管理導則,首次提出可達性分析方法……這一項項創新的背后,與團隊成員平時注重技術積累、善于發現并且勇于嘗試的精神是分不開的。
在多年的發展中,嚴重事故研究團隊凝心聚力,踏踏實實做事、認認真真做人,取得了一系列的成果,獲得省部級獎項6項(一等獎2項,二等獎3項,三等獎1項),集團和公司級獎項19項,形成技術秘密、專利、軟件著作權等若干。2019年,他們以評分第一的成績又獲得了中國核能行業協會科學技術獎創新團隊獎。
一份信念一份堅守,一份耕耘一份收獲,上海核工院嚴重事故研究團隊惟愿為核安全盡責一方,與核安全一路同行。