CS13.280 CCSF73 BSRS 北京市辐射安全研究会团体标准 T/BSRS100—2023 小型氟盐冷却高温堆热工水力安全评价方 法 ThermodynamicsafetyevaluationmethodforSmallFluoridesalt-cooled High-temperatureReactor （发布稿） 2023-XX-XX发布 2023-XX-XX实施 北京市辐射安全研究会  发布 全国团体标准信息平台 全国团体标准信息平台 T/BSRS100—2023 I目次 前 言 ···································II 1范围········································1 2规范性引用文件···································1 3安全目标······································1 4安全评价原则····································1 5状态划分······································2 6流体系统安全评价··································2 7安全分析软件及其不确定性安全评价··························3 8安全评价结论····································3 全国团体标准信息平台 T/BSRS100—2023 II前言 本文件按照GB/T1.1－2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件为指导性参考方法。 本文件的应用对象为氟盐冷却高温堆（Fluoridesalt-cooledHigh-temperatureReactor,FHR）， FHR使用高温气冷堆中的包覆颗粒作为燃料，FLiBe熔盐作为冷却剂。 本文件由北京市辐射安全研究会提出并归口。 本文件起草单位：生态环境部核与辐射安全中心，西安交通大学，中国科学院上海应用物理研究所。 本文件主要起草人：庄少欣、安婕铷、任广益、黄旭阳、左嘉旭、宋维、韩静茹、攸国顺、胡家驹、 张大林、傅瑶。 全国团体标准信息平台 T/BSRS100—2023 1小型氟盐冷却高温堆热工水力安全评价方法 1范围 本文件规定了小型氟盐冷却高温堆的热工水力设计安全评价的评价原则、构筑物、系统、 部件、多重屏障和设计软件等技术方法。 本文件为小型氟盐冷却高温堆的热工水力安全评价工作提供指导，也可为小型氟盐冷却 高温堆的设计、运营等单位、安全分析及评估从业者的工作提供参考。 2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期 的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括 所有的修改单）适用于本文件。 NB/T20057.2压水堆核电厂反应堆系统设计堆芯热工水力设计准则 小型压水堆核动力厂安全审评原则（试行） 3安全目标 基本安全目标：在小型氟盐冷却高温堆中建立并保持对放射性危害的有效防御，以保 护人员、社会和环境免受危害。 保证在所有运行状态下小型氟盐冷却高温堆的辐射照射或由于其任何计划排放放射性 物质引起的辐射照射保持低于规定限值,且合理可行尽量低，还应采取措施减轻任何事故的 放射性后果。 采取一切合理可行的措施预防小型氟盐冷却高温堆的事故，并且一旦发生事故时减轻 其后果；对于在小型氟盐冷却高温堆设计时考虑过的所有可能事故，包括概率很低的事故， 要以高可信度保证任何放射性后果尽可能小且低于规定限值。保证实际消除可能导致高辐射 剂量或大量放射性释放的事故序列；必须保证发生频率高的事故序列没有或仅有微小的潜在 放射性后果。 小型氟盐冷却高温堆安全设计的基本目标是在技术上实现减轻放射性后果的场外防护 行动是有限的甚至是可以取消的。 4安全评价原则 小型氟盐冷却高温堆的热工水力设计必须结合其特点，符合适用的核安全法律法规的 相关要求，并满足相应验收准则要求。 小型氟盐冷却高温堆的热工水力设计是保证在反应堆正常运行期间，为反应堆提供与 堆芯产生热量能力相匹配的传热能力，并为热功转换系统提供合理的回路压力、温度等热工 参数；保证限制放射性产物释放的多道屏障能满足各类工况的安全要求；并具有在停堆后把 反应堆余热转移到最终热阱中的功能；在确保限制放射性产物释放的多道屏障，满足各种工 况安全性要求的前提下，实现运行。 小型氟盐冷却高温堆热工水力设计应保证正常运行工况下，运行参数与它们的保护整 定值之间应有足够大的裕量，在预计运行事件工况下，最多只出现保护性停堆，而且在采取 全国团体标准信息平台 T/BSRS100—2023 2校正措施之后，即能恢复运行。在稀有事故工况下，即便反应堆在短时间内不能恢复运行， 仍能使反应堆维持在安全停堆状态。在极限事故工况下，仍能保持具有足够停堆深度的次临 界状态。在稀有事故和极限事故工况下，不会严重损坏堆芯，不影响堆芯的几何形状，并保 证足够的排出堆芯余热的能力。 必须将小型氟盐冷却高温堆安全评价形成文件以便于独立评估，必要时开展独立的安 全审评校核计算和关键的试验验证。 必须考虑小型氟盐冷却高温堆由于高温氟盐特殊的热工水力物性引入的对于反应堆热 量导出和冷却剂流动的影响；也须考虑小型氟盐冷却高温堆由于包覆颗粒燃料在力学、热学、 中子学、化学等方面的特性，引入的对于反应堆燃料装料、控制系统设计的影响。 5状态划分 小型氟盐冷却高温堆状态划分为四类：正常运行、预计运行事件、设计基准事故和设 计扩展工况。小型氟盐冷却高温堆状态的划分主要参照各类事件发生的频率范围，并参考已 有的和其它堆型的经验来确定。预计运行事件、设计基准事故频率范围划分以假设始发事件 的发生频率为依据；设计扩展工况划分以概率论、确定论和工程判断相结合为依据。 正常运行是指小型氟盐冷却高温堆在规定的运行限值和条件范围内的运行。 预计运行事件是指在小型氟盐冷却高温堆运行寿期内预计至少发生一次的偏离正常运 行的各种运行过程；由于设计中已采取相应措施，这类事件不至于引起安全重要物项的严重 损坏，也不至于导致事故工况。预计运行事件用于小型氟盐冷却高温堆正常运行工况下的环 境影响评价，向环境释放的放射性物质对公众个人（成人）造成的有效剂量限值应符合法规 标准要求。 设计基准事故是指导致小型氟盐冷却高温堆事故工况的假设事故，这些事故的放射性 物质释放在可接受限值以内。小型氟盐冷却高温堆设计基准事故划分为两类：稀有事故和极 限事故。对于小型氟盐冷却高温堆的稀有事故和极限事故，在每次发生时，公众个人（成人） 可能受到的有效剂量和甲状腺当量剂量应满足法规标准要求。 5.4.1稀有事故，预计在整个寿期中不会发生，但在可能建造的这类堆型的总体中有可能 会发生。 5.4.2极限事故，预计在这类堆型总体的寿期中不会发生，但出于安全的考虑，仍将它们 归于设计基准事故之中。 设计扩展工况是指不在设计基准事故考虑范围的事故工况，该事故工况的放射性物质 释放在可接受限值以内。设计扩展工况包括没有造成堆芯明显损伤的工况。目的是增强应对 比设计基准事故更严重的或包含多重故障的事故的承受能力，避免不可接受的放射性后果， 以进一步改进安全性。 6流体系统安全评价 小型氟盐冷却高温堆热工水力设计流体系统安全评价主要针对以下几方面开展：反应 堆冷却剂边界的完整性、反应堆冷却剂装量的维持、余热排出系统的安全功能实现、构筑物 和设备等最终热阱的安全功能实现等。 为确保小型氟盐冷却高温堆循环系统压力边界完整性，必须根据其结构材料的性能， 确定在正常运行工况下的最高温度限值和在设计基准事故工况下的最高温度限值。 全国团体标准信息平台 T/BSRS100—2023 3 小型氟盐冷却高温堆冷却剂，必须在考虑整个燃耗寿期内堆芯所有可能出现的热点或 热量不均匀条件下，分析其中的热点峰值因子，限定在任何事故工况下，冷却剂的最高温度 和最低温度。 小型氟盐冷却高温堆冷却剂，必须在考虑整个燃耗寿期内堆芯所有可能出现的热量不 均匀条件下，分析氟盐冷却凝固温度，限定在任何事故工况下，冷却剂的最低温度。 作为反应堆冷却剂边界一部分的部件应按照可行的最高质量标准进行设计、制造、安 装和试验。应提供检测方法，并在可行范围内，确定反应堆冷却剂泄漏源的位置。 反应堆冷却剂边界的设计应具有足够的裕度，以确保在假想事故工况下承受应力时， （1）边界以非脆性方式呈现，（2）将快速扩展断裂的可能性降至最低。设计应反映假想事 故工况下边界材料的使用温度、材料性能的使用退化、蠕变、疲劳、应力断裂和其他条件的 考虑，以及确定以下的不确定性（1）材料性能，（2）辐照和冷却剂成分（包括污染物和反 应产物）对材料性能的影响，（3）残余应力、稳态应力和瞬态应力，以及（4）缺陷尺寸。 必要时，应提供维持反应堆冷却剂装量的系统，以确保不会因反应堆冷却剂边界泄漏 和小管道或作为边界一部分的其他小部件破裂导致反应堆冷却剂装量损失而超出规定的可 接受燃料设计限值。系统的设计应确保系统安全功能可通过使用管道、泵和阀门等来实现， 这些管道、泵和阀门用于在反应堆正常运行期间维持反应堆冷却剂装量。 应提供排出余热的系统。对于正常运行和预计运行事件，系统安全功能应是以不超出 规定的可接受燃料设计限值和反应堆冷却剂边界设计工况的速率从反应堆堆芯移出裂变产 物衰变热