非能動安全殼熱量導出系統(tǒng)（Passive Containment Cooling System，簡稱 PCS）機理研究實驗裝置。哈工程提供

PCS綜合驗證實驗裝置。哈工程提供

哈爾濱工程大學核學院孫中寧教授科研團隊主導參與了“華龍一號”至關(guān)重要的一項國際首創(chuàng)核電站工程應(yīng)用技術(shù)——非能動安全殼熱量導出系統(tǒng)的設(shè)計研發(fā)，解決了一項世界性難題，擦亮了“國家名片”。

在日本福島核電站發(fā)生嚴重核泄漏事故之后，我國明確要求要按照“國際最高安全標準”建設(shè)核電站。要實現(xiàn)此目標，需要解決的關(guān)鍵問題之一就是當發(fā)生全廠斷電事故時，仍能高效排出安全殼內(nèi)的巨量衰變熱，保證電站的最后一道實體屏障——安全殼不會發(fā)生超壓破壞，這是一個長期沒有解決的世界性難題。

安全殼熱工水力特性研究實驗裝置。哈工程提供

“華龍一號”是我國研發(fā)的首個擁有完整自主知識產(chǎn)權(quán)的三代核電機組，采用了雙層混凝土安全殼設(shè)計方案，該方案的顯著優(yōu)點是充分利用了混凝土安全殼設(shè)計與運行的成熟經(jīng)驗，具有良好的反應(yīng)堆功率擴展適應(yīng)性。但其內(nèi)層安全殼厚度達1.3米，外層安全殼厚度達到1.8米，厚重的混凝土墻體對安全殼空間熱量的非能動導出造成巨大困難，亦是一個長期沒有得到解決的世界性難題。

2011年開始，哈工程核學院孫中寧教授帶領(lǐng)團隊與中國核電工程有限公司緊密合作，組成聯(lián)合研發(fā)團隊，開展非能動安全殼熱量導出系統(tǒng)研究。通過不懈的努力，僅用兩年的時間就完成了從機理研究到原理性實驗，再到關(guān)鍵設(shè)備和整個系統(tǒng)的研制和工程化設(shè)計。

2012年底，科研團隊建成了世界最大的“非能動安全殼熱量導出系統(tǒng)綜合實驗臺架”……從2014年開始，聯(lián)合研究團隊開始進行“華龍一號”安全殼熱工水力特性綜合實驗臺的設(shè)計工作……在之后的四年時間里，團隊成員齊心協(xié)力，在研發(fā)基地建起了大規(guī)模綜合實驗裝置，完成了11類數(shù)十次實驗。

2018年8月29日是團隊難忘的日子，團隊完成了最后一次實驗，“所研制系統(tǒng)的排熱能力遠超預期，‘華龍一號’安全殼的防護實現(xiàn)了由‘能動’向‘非能動’的跨越”，團隊8年的付出終于獲得了豐厚的回報。

2020年底，經(jīng)鑒定，認為該技術(shù)總體達到國際領(lǐng)先水平。目前，除了剛剛實現(xiàn)商業(yè)運行的福清5號機組，還有在建的福清6號機組、巴基斯坦卡拉奇2、3號機組，以及漳州核電的1、2號機組均應(yīng)用了項目團隊的研發(fā)成果。

不久前，中國核電工程有限公司再度與哈工程等單位聯(lián)手，獲批國家重點研發(fā)計劃項目“嚴重事故下安全殼系統(tǒng)性能研究”，正式啟動包括新一代非能動安全殼熱量導出技術(shù)在內(nèi)系列技術(shù)創(chuàng)新研究，努力使中國核電的安全性和經(jīng)濟性再上一層樓。