事故容错燃料对核电厂安全影响评价

以CPR1000为参考机组,结合CPR1000一级概率安全分析(PSA)结果,选取大破口失水事故(LOCA)、中破口LOCA、小破口LOCA、全厂断电(SBO)、完全丧失给水、丧失主给水未能紧急停堆的预期瞬变(ATWT)等典型设计扩展工况(DEC)事故情景,使用中广核研究院有限公司自主研发的基于事故容错燃料(ATF)性能开发的热工水力程序LOCUST和SPRUCE,针对ATF-1、ATF-2、ATF-3、ATF-4、ATF-5这5种在研ATF进行确定论计算,并与传统的UO_(2)-Zr材料比较,分析不同ATF在上述典型事故下的事故进程、堆芯损伤时间、系统成功准则和人员响应时间,发现ATF在事故中有更低的包壳峰值温度、更高的包壳限制温度使得CPR1000机组具有更大的安全裕量,为ATF材料选型提供支持。基于确定论分析结果,针对不同ATF,建立一级PSA模型,从概率论角度给出不同ATF材料对CPR1000机组安全的影响,结果表明现有ATF直接应用于现有反应堆并无实质性的收益。在确定论和概率论分析基础上,文中给出了基于ATF的反应堆发展方向。