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5．主管道

EPR主管道材质采用奥氏体超低碳不锈钢；主管道为Z2CN19.10型，主管道尺寸为Φ780×76mm；波动管为Z2CND18.12型，波动管尺寸为Φ325.5×35mm。管道的焊接工艺实施了重大改进，使用轨道窄间隙TIG焊接技术得到均匀的圆周焊缝。使用自动TIG机焊接，大大减少了焊接金属体积并提高了焊接质量。奥氏体与铁素体部件之间的双金属焊通过因科镍52直接自动焊接进行。辅助及仪表管线通过接管、支管及管接头与主管道连接。大的接管与主管道采用整体锻制，小的接管焊在主管道上，化容系统的接管与主管道采用整体锻造，目的在于提高抗热疲劳能力。

第三节 核电厂的安全保障

由于核裂变会产生放射性物质，危害人类健康。为了保护核电厂工作人员和核电厂周围居民的健康，核电厂必须始终坚持“质量第一，安全第一”的原则。核电厂保证安全通常采用多重屏障和纵深防御等措施，防止放射性泄漏。

一、放射性的危害

辐射通过人体时与人体气管组织的细胞发生反应，使细胞的原子电离，损伤细胞，使细胞减小，甚至功能丧失，也可以使这类细胞获得异常繁殖而脱离正常调节机制的控制，而且能将损伤传给后代。

二、放射性性物质的多层屏障

由于核燃料在反应堆中进行核裂变时将产生各种射线，而且在停堆以后废燃料中仍长期产生γ射线。为使工作人员免遭这些射线的伤害，防止放射性裂变产物外逸，污染环境，按照纵深防御的原则，我国目前使用的压水堆核电厂在核燃料和环境（外部空气）之间设置了三道屏障。

第一道屏障—燃料元件包壳。在燃料芯块外面用锆合金包起来,组成密封的燃料棒,称锆管为燃料包壳。燃料芯块经高温烧结而成，它把核裂变的固体产物留在陶瓷燃料芯块基体里，气体性的产物留在燃料芯块和燃料包壳之间的空隙里，使放射性的物质密封在燃料包壳之内，不让它泄漏。

第二道屏障—压力容器以及一回路主设备（反应堆冷却剂压力边界）。对压水堆核电厂

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来说，燃料包壳密封如果破损，放射性物质会泄漏到水中，但仍被密封在一回路系统之内。这个密闭的回路系统是用坚固壁厚的不锈钢管道和压力容器、主泵、蒸汽发生器、稳压器等组成的，以防止一回路水泄漏。

第三道屏障——安全壳。用预应力钢筋混凝土构筑，内表面加有0.6cm的钢衬，可以抗御来自内部或外界的飞出物，防止放射性物质进入环境。一回路主要设备、管路都安放在安全壳内。即使一回路压力边界有破损，放射性物质也只能泄漏在安全壳内。安全壳具有良好的密封性能，可承受5bar的内压，将可靠地把放射性物质包容在内，放射性的物质不会进入大气。安全壳在设计上除能承受内压和密封外，还要求具有抗飓风、飞射物撞击等外部试件的能力。

维护这三道屏障的完整，重点在于保持三个基本安全功能即控制功率、冷却燃料、包容放射性物质的完整和可靠。而保持这三个基本安全功能的工作有事故预防和事故缓解两个方面，应把重点放在事故预防上，特别是要预防堆芯损坏事故。当出现事故后，则应该采取缓解事故措施，减弱放射性物质释放影响。

三、核安全的纵深防御

为了确保核电厂安全，在三道屏障的基础上，对于每道屏障又采用一系列的保护措施，来提高屏障的可靠性和安全性，防止它们遭受超过设计极限的工况，以及因损害而失效。这就是核安全的纵深防御原则，纵深防御原则一般可描述为五层防线。

第一层防线：精心设计、制造、施工，确保核电厂有精良的硬件环境。建立周密的程序，严格的制度，对核电厂工作人员有高水平的教育和培训，人人注意和关心安全，有完备的软件环境。

第二层防线：加强运行管理和监督，及时正确处理异常情况，排除故障。

第三层防线：在严重异常情况下，反应堆正常控制和保护系统动作，防止设备故障和人为差错造成事故。

第四层防线：发生事故情况时，启用核电厂安全系统，包括各外设安全系统，加强事故中的电站管理，防止事故扩大，保护反应堆厂房（安全壳）。

第五层防线：万一发生极不可能发生的事故，并伴有放射性外泄，启用厂内外应急响应计划，努力减轻事故对周围居民和环境的影响。

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纵深防御措施采取三个安全保护层次：

第一个保护层次为预防，主要在设计上采取保守的设计法，提高安全系数；在建造和运行方面主要是建立完善的质量保证体系。从设计、建造、调试到运行的各个环节，进行严格的质量管理和监督，尤其是在运行后，加强运行人员的安全素养和培训，保证核电厂的稳定性、可靠性。

第二个保护层次为监控，加强对运行工况的全面监控是保证核电厂安全运行的一个重要措施，包括监控系统、保护系统、检查修理、应急电源和紧急停堆等，以消除故障或事故，保证燃料包壳和一回路承压边界完好无损。

第三个保护层次为限制事故后果， 这个层次的关键是有专设安全措施。核电厂配置的安全系统的主要动作是：①隔离系统，用来将反应堆厂房隔离开来，主要有自动关闭穿过厂房的各条运行管道的阀门，收集厂房内泄漏物质，将其过滤后再排出厂外。②堆芯注水，在反应堆可能“失水”时，向堆芯注水，以冷却燃料组件，避免包壳破裂，注入水中含有硼，用以制止核链式反应。注水系统使用压力氮气，在无电流和无人操作情况下，在一定压力下可自动注水。③安全壳喷淋与冷却。事故冷却器和喷淋系统，用来冷却厂房以降低厂房的压力。在厂房压力上升时先启动空气冷却（风机—换热器）的事故冷却器；再进一步可以启动厂房喷淋系统将冷水或含硼水喷入厂房，以降热和降压。

以上所有安全保护系统均采用独立设备和冗余布置，均备有事故电源，安全系统可以抗地震和在蒸汽－空气及放射性物质的恶劣环境中运行。

参考文献

[1] 石侠民 卢银娟 黄钟等 《世界核电发展趋势和中国核电》中国核科技信息与经济研究院

[2] 国家发展和改革委员会 《核电中长期发展规划》 [3] HAF102-2004 核动力厂设计安全规定

[4] 杨富主编《民用核承压设备焊工培训教材》中国电力出版社

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