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【摘 要】装载于运输容器中的三门核电1号机组新燃料组件需要取出，临时转存于1号机组新燃料间和冲洗井。本文对转存的原因和方案进行了说明介绍，并对转存方案审评的关注重点及相应的解决方案进行了详细的阐述，最终在整体评估后得出该新燃料组件转存方案可接受的结论。
【关键词】新燃料组件；临时存放；评审；接受
1、前言
三门核电一号机组引进西屋公司先进AP1000核电技术，是全球首台AP1000机型。建造过程中因设计不断修改完善而产生较多的设计变更，这对现场施工安装及调试移交进度带来较大影响。为保证后续项目进度不受太大影响，如何使安审当局顺利批复到货设备材料的特殊保护、安装及返修等活动成为执照申请工作的重点之一。本文通过对特殊案例——新燃料组件转存至新燃料间和冲洗井评审的讨论，总结了安审当局对该类专题的评审方式及关注重点，作为重要经验反馈，对后续项目有重要意义。
2、新燃料组件转存问题概述
2.1. AP1000新燃料组件简介
三门核电1号机组首炉燃料组件由西屋电气有限公司设计，西屋电气所属的哥伦比亚核燃料厂制造。燃料组件共有157组，每个核燃料组件包含264根燃料棒，按照17×17排列。核燃料组件还包含24根控制棒导向管和一个仪表导向管。燃料组件结构图和外观图见下图1和图2。
图1 燃料组件结构图
图2 燃料组件外观图
2.2.新燃料组件转存方案简介
三门1号机组新燃料组件运抵三门现场后，因乏燃料水池暂不具备新燃料存放条件，故全部燃料组件仍装载于运输容器中，并暂时存放在新燃料临时存放场地，也因此导致运输容器未能及时返还制造厂。
燃料厂同时向多个核电站供应核燃料，而厂家生产的新燃料即将达到存储上限，需要将已生产出的三门2号机组、海阳1、2号机组的新燃料组件运输至三门和海阳。同时，因受厂家可用运输容器数量的限制，三门需要将1号机组装载新燃料的运输容器返还生产厂家，以进行三门、海阳后续机组新燃料的运输。
经西屋公司和三门核电共同评估决定，拟将新燃料组件分别转存于1号机组的新料间和冲洗井中。其中，在新燃料间使用1号机组新燃料贮存格架存放72组燃料组件，在冲洗井中使用2号机组的新燃料贮存格架（8×9）和2号机组的乏燃料一区格架（9×9），存放85组燃料组件、2个模拟组件以及2个骨架，布置图见以下图3。
图3 新燃料转存方案布置图
3、转存方案评审
3.1.转存可行性分析
新燃料正常存储在乏燃料水池需要完成乏池接口的化学和容积控制系统、正常余热排出系统、乏燃料水池冷却系统、非能动安全壳冷却系统相关管道的冲洗及预运行试验，总计74个移交包；燃料转存至冲洗井仅需进行冲洗井相关的冲洗和溢流试验，总计35个移交包。根据三门工程现场施工及后续工作安排，预计使用转存方案（7月底）将比正常存储乏池方案（11月底）早将近4个月的时间，有效缓解了燃料厂家对运输容器的迫切需求，同时不会对现场的调试建安活动产生大的影响。
燃料厂房按照相关核安全法规导则要求，在转存前满足核材料实物保护二级的标准，具备接收新燃料的条件。人防方面，在控制区和保护区相关出入口以及燃料厂房均设置警卫进行24小时值守，并设置武警临时岗哨。技防方面，控制区、保护区、燃料厂房、和转运通道出入口及周界均安装相关通行控制设备、探测系统、监控系统、照明系统，保卫控制中心的显示和监测报警系统均可用，具备人员上岗值守条件。
3.2.转存的安全分析
3.2.1.临界安全分析
根据10CFR50.68和HAD102/15（2007）的要求，西屋公司对燃料转存进行了临界安全分析，其中分析中假设的异常条件包括了水淹、制造失误、跌落、误装和地震，并按照法规要求对同时发生两项独立的异常事件的情况进行了分析。结果表明在达到预期的配置和条件（正常和异常）下，整个系统能够保持在次临界状态，满足临界安全分析的要求。
3.2.2.抗震安全分析
西屋公司对燃料组件转存方案进行了抗震安全分析。干式条件下冲洗井内两个燃料格架的地震时程分析结果表明：在模拟地震工况下，冲洗井内燃料组件及格架所受应力和位移满足动力学和应力验收准则。
以上，在委托國内设计院对西屋公司的临界和抗震安全分析报告进行充分的审查和评估后，三门业主认为本转存方案满足SSE地震载荷要求，暂存富集度小于5%的西屋Robust型燃料组件的临界分析满足临界安全准则。
3.3.安全审评关注问题
3.3.1.燃料转存的有哪些必要条件？是否均已完成？
燃料转存需要满足以下条件：
1）燃料贮存区域的实物保护措施需满足国家对二级核材料管制的要求；
2）燃料贮存区域的施工、调试等作业需全部完成；
3）周边的作业不会对燃料贮存区域造成影响；
4）燃料贮存区域的清洁度需满足要求且清洁度能够保持，防异物措施能够保证没有异物进入燃料操作区域；
5）吊装、通风、照明等辅助系统正常，确保贮存环境适合燃料的操作及检查。在燃料转存方案实施前以上条件均已得到满足。
3.3.2.新燃料临时存放于冲洗井持续多长时间，贮存的方式是什么？转存后是否存在慢化剂的引入和累积的风险？如有该采取何种措施防止。
临时存放于冲洗井中约7个月的时间，贮存方式为干式贮存。从慢化剂以外引入的角度来说，设计上并没有流体管道经过冲洗井，排除了慢化剂意外引入的可能性。唯一有可能进入燃料操作区域的水源是位于135平台燃料操作区域入口的消防系统软管站，流过该2.5英寸直径软管站角阀的名义流量是100gpm。在WRS运行模式中考虑了有两个消防管线中的水全部流出。假设此时流出管线中的流体全部流入冲洗井中（200gpm），冲洗井的疏水管线的设计流量为250gpm，完全能够满足疏水要求而不会导致水的累积。 3.3.3.在本方案的贮存期间，是否有其他的施工作业（包括中子源探伤作业）会对贮存产生影响，将采取哪些防护措施进行管理？
贮存期间，贮存区域没有需要引入中子源的探伤作业，建安施工也均已完成。贮存所在区域周边的工作仅为乏池内少量焊接作业，但因其采用氩弧焊（未有焊渣）且在乏池内，在专项管理特措的控制下，不会对冲洗井中的燃料产生影响。
3.3.4.为保证本次转存的顺利进行，在文件和人员方面进行了哪些准备？
在文件准备方面，从总体方案、异物控制、燃料操作、燃料检查、实物保护、辐射防护和消防等方面进行了管理程序及方案的编制，总计编制专项管理文件24份，均经过严格的编制、校对、审核及最终的签发。转存过程中可能涉及到的专业领域均已覆盖，保证了转存文件体系的完整性。在人员培训方面，所有参与转运的人员均按要求完成相关的理论（包括辐射防护、防异物等）和实操培训（假组件的插拔试验等）授权，以保證所有参与转运人员充分了解转运流程及转运过程中的职责。
4、结束语
4.1.结论
作为引进美国西屋先进压水堆技术的全球首台AP1000机型，三门核电1号机组在设计、采购和建造过程中存在诸多的困难，终导致工程整体进度延误较为严重。本次新燃料转存的原因即为燃料厂房移交进度的推迟与生产厂家要求返还运输容器进行新燃料运输之间存在冲突。
然而从另一个角度来说，本次新燃料转存对工程建设有较多好处。首先，本次转存可提前检查存储于运输容器中新燃料，如有任何的缺陷也可尽早发现并采取相应的补救措施，可最大限度减少对工程的影响。其次，参与本次转运的工作人员在转运过程中积累了实践经验，为后续新燃料的顺利吊装打下良好基础。再者，新燃料厂房的实体保卫、人员控制、防异物管理的工作均提前开始运作，这样便可及早验证相关设备和管理措施的有效性。
新燃料的贮存对于核电厂来说至关重要，在后续新燃料临时贮存至冲洗井期间，需严格控制厂房内的施工作业及人员出入，确保新燃料不会受到任何的损伤。
4.2.工程经验借鉴
新燃料贮存于新燃料冲洗井对于国内外来说尚属首例，本次转存方案为后续该类情况发生时的处理方法提供了很好的参考价值。同时对于其它在建AP1000电厂的调试和新燃料组件的保护有良好的工程借鉴意义。
参考文献：
[1] 国家核安全局、能源部、国防科学技术工业委员会.中华人民共和国核材料管制条例实施细则，HAF501/01. 1990年9月25日.
[2] 国家核安全局. 核电厂燃料装卸和贮存系统，HAD102/15. 2007年1月23日.
【关键词】新燃料组件；临时存放；评审；接受
1、前言
三门核电一号机组引进西屋公司先进AP1000核电技术，是全球首台AP1000机型。建造过程中因设计不断修改完善而产生较多的设计变更，这对现场施工安装及调试移交进度带来较大影响。为保证后续项目进度不受太大影响，如何使安审当局顺利批复到货设备材料的特殊保护、安装及返修等活动成为执照申请工作的重点之一。本文通过对特殊案例——新燃料组件转存至新燃料间和冲洗井评审的讨论，总结了安审当局对该类专题的评审方式及关注重点，作为重要经验反馈，对后续项目有重要意义。
2、新燃料组件转存问题概述
2.1. AP1000新燃料组件简介
三门核电1号机组首炉燃料组件由西屋电气有限公司设计，西屋电气所属的哥伦比亚核燃料厂制造。燃料组件共有157组，每个核燃料组件包含264根燃料棒，按照17×17排列。核燃料组件还包含24根控制棒导向管和一个仪表导向管。燃料组件结构图和外观图见下图1和图2。
图1 燃料组件结构图
图2 燃料组件外观图
2.2.新燃料组件转存方案简介
三门1号机组新燃料组件运抵三门现场后，因乏燃料水池暂不具备新燃料存放条件，故全部燃料组件仍装载于运输容器中，并暂时存放在新燃料临时存放场地，也因此导致运输容器未能及时返还制造厂。
燃料厂同时向多个核电站供应核燃料，而厂家生产的新燃料即将达到存储上限，需要将已生产出的三门2号机组、海阳1、2号机组的新燃料组件运输至三门和海阳。同时，因受厂家可用运输容器数量的限制，三门需要将1号机组装载新燃料的运输容器返还生产厂家，以进行三门、海阳后续机组新燃料的运输。
经西屋公司和三门核电共同评估决定，拟将新燃料组件分别转存于1号机组的新料间和冲洗井中。其中，在新燃料间使用1号机组新燃料贮存格架存放72组燃料组件，在冲洗井中使用2号机组的新燃料贮存格架（8×9）和2号机组的乏燃料一区格架（9×9），存放85组燃料组件、2个模拟组件以及2个骨架，布置图见以下图3。
图3 新燃料转存方案布置图
3、转存方案评审
3.1.转存可行性分析
新燃料正常存储在乏燃料水池需要完成乏池接口的化学和容积控制系统、正常余热排出系统、乏燃料水池冷却系统、非能动安全壳冷却系统相关管道的冲洗及预运行试验，总计74个移交包；燃料转存至冲洗井仅需进行冲洗井相关的冲洗和溢流试验，总计35个移交包。根据三门工程现场施工及后续工作安排，预计使用转存方案（7月底）将比正常存储乏池方案（11月底）早将近4个月的时间，有效缓解了燃料厂家对运输容器的迫切需求，同时不会对现场的调试建安活动产生大的影响。
燃料厂房按照相关核安全法规导则要求，在转存前满足核材料实物保护二级的标准，具备接收新燃料的条件。人防方面，在控制区和保护区相关出入口以及燃料厂房均设置警卫进行24小时值守，并设置武警临时岗哨。技防方面，控制区、保护区、燃料厂房、和转运通道出入口及周界均安装相关通行控制设备、探测系统、监控系统、照明系统，保卫控制中心的显示和监测报警系统均可用，具备人员上岗值守条件。
3.2.转存的安全分析
3.2.1.临界安全分析
根据10CFR50.68和HAD102/15（2007）的要求，西屋公司对燃料转存进行了临界安全分析，其中分析中假设的异常条件包括了水淹、制造失误、跌落、误装和地震，并按照法规要求对同时发生两项独立的异常事件的情况进行了分析。结果表明在达到预期的配置和条件（正常和异常）下，整个系统能够保持在次临界状态，满足临界安全分析的要求。
3.2.2.抗震安全分析
西屋公司对燃料组件转存方案进行了抗震安全分析。干式条件下冲洗井内两个燃料格架的地震时程分析结果表明：在模拟地震工况下，冲洗井内燃料组件及格架所受应力和位移满足动力学和应力验收准则。
以上，在委托國内设计院对西屋公司的临界和抗震安全分析报告进行充分的审查和评估后，三门业主认为本转存方案满足SSE地震载荷要求，暂存富集度小于5%的西屋Robust型燃料组件的临界分析满足临界安全准则。
3.3.安全审评关注问题
3.3.1.燃料转存的有哪些必要条件？是否均已完成？
燃料转存需要满足以下条件：
1）燃料贮存区域的实物保护措施需满足国家对二级核材料管制的要求；
2）燃料贮存区域的施工、调试等作业需全部完成；
3）周边的作业不会对燃料贮存区域造成影响；
4）燃料贮存区域的清洁度需满足要求且清洁度能够保持，防异物措施能够保证没有异物进入燃料操作区域；
5）吊装、通风、照明等辅助系统正常，确保贮存环境适合燃料的操作及检查。在燃料转存方案实施前以上条件均已得到满足。
3.3.2.新燃料临时存放于冲洗井持续多长时间，贮存的方式是什么？转存后是否存在慢化剂的引入和累积的风险？如有该采取何种措施防止。
临时存放于冲洗井中约7个月的时间，贮存方式为干式贮存。从慢化剂以外引入的角度来说，设计上并没有流体管道经过冲洗井，排除了慢化剂意外引入的可能性。唯一有可能进入燃料操作区域的水源是位于135平台燃料操作区域入口的消防系统软管站，流过该2.5英寸直径软管站角阀的名义流量是100gpm。在WRS运行模式中考虑了有两个消防管线中的水全部流出。假设此时流出管线中的流体全部流入冲洗井中（200gpm），冲洗井的疏水管线的设计流量为250gpm，完全能够满足疏水要求而不会导致水的累积。 3.3.3.在本方案的贮存期间，是否有其他的施工作业（包括中子源探伤作业）会对贮存产生影响，将采取哪些防护措施进行管理？
贮存期间，贮存区域没有需要引入中子源的探伤作业，建安施工也均已完成。贮存所在区域周边的工作仅为乏池内少量焊接作业，但因其采用氩弧焊（未有焊渣）且在乏池内，在专项管理特措的控制下，不会对冲洗井中的燃料产生影响。
3.3.4.为保证本次转存的顺利进行，在文件和人员方面进行了哪些准备？
在文件准备方面，从总体方案、异物控制、燃料操作、燃料检查、实物保护、辐射防护和消防等方面进行了管理程序及方案的编制，总计编制专项管理文件24份，均经过严格的编制、校对、审核及最终的签发。转存过程中可能涉及到的专业领域均已覆盖，保证了转存文件体系的完整性。在人员培训方面，所有参与转运的人员均按要求完成相关的理论（包括辐射防护、防异物等）和实操培训（假组件的插拔试验等）授权，以保證所有参与转运人员充分了解转运流程及转运过程中的职责。
4、结束语
4.1.结论
作为引进美国西屋先进压水堆技术的全球首台AP1000机型，三门核电1号机组在设计、采购和建造过程中存在诸多的困难，终导致工程整体进度延误较为严重。本次新燃料转存的原因即为燃料厂房移交进度的推迟与生产厂家要求返还运输容器进行新燃料运输之间存在冲突。
然而从另一个角度来说，本次新燃料转存对工程建设有较多好处。首先，本次转存可提前检查存储于运输容器中新燃料，如有任何的缺陷也可尽早发现并采取相应的补救措施，可最大限度减少对工程的影响。其次，参与本次转运的工作人员在转运过程中积累了实践经验，为后续新燃料的顺利吊装打下良好基础。再者，新燃料厂房的实体保卫、人员控制、防异物管理的工作均提前开始运作，这样便可及早验证相关设备和管理措施的有效性。
新燃料的贮存对于核电厂来说至关重要，在后续新燃料临时贮存至冲洗井期间，需严格控制厂房内的施工作业及人员出入，确保新燃料不会受到任何的损伤。
4.2.工程经验借鉴
新燃料贮存于新燃料冲洗井对于国内外来说尚属首例，本次转存方案为后续该类情况发生时的处理方法提供了很好的参考价值。同时对于其它在建AP1000电厂的调试和新燃料组件的保护有良好的工程借鉴意义。
参考文献：
[1] 国家核安全局、能源部、国防科学技术工业委员会.中华人民共和国核材料管制条例实施细则，HAF501/01. 1990年9月25日.
[2] 国家核安全局. 核电厂燃料装卸和贮存系统，HAD102/15. 2007年1月23日.