ICS13.280 CCSF73 BSRS 北京市辐射安全研究会团体标准 T/BSRS099—2023 小型氟盐冷却高温堆核设计安全评价方法 Nucleardesignsafetyevaluationmethodsforsmallfluoridesalt-cooled high-temperaturereactor （发布稿） 2023-9-13发布 2023-9-13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/BSRS099—2023 I目次 前言······························································································································II 1范围····························································································································1 2规范性引用文件·············································································································1 3安全评价原则················································································································1 4核设计多重屏障安全评价·································································································1 5功率及反应性设计安全评价·····························································································2 6反应性控制安全评价·······································································································2 7核设计分析软件评价·······································································································3 8核设计安全评价结论·······································································································3 全国团体标准信息平台 T/BSRS099—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。 本技术文件起草部门：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：黄旭阳、安婕铷、左嘉旭、庄少欣、任广益、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/BSRS099—2023 1小型氟盐冷却高温堆核设计安全评价方法 1范围 本文件规定了小型氟盐冷却高温堆核设计安全评价的安全原则、多重屏障、反应性控制 和分析软件等技术方法。 本文件为小型氟盐冷却高温堆的核设计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。 GB12789.1核反应堆仪表准则第1部分：一般原则 NB/T20057.1压水堆核电厂反应堆系统设计堆芯第1部分：核设计 小型压水堆核动力厂安全审评原则（试行） 3安全评价原则 小型氟盐冷却高温堆核设计的总目标，是保证反应堆安全运行，并能实现设定的功能。 为保证小型氟盐冷却高温堆安全运行，必须在小型氟盐冷却高温堆的整个设计过程中 进行确定论和概率论的安全评价，以保证在小型氟盐冷却高温堆寿期内的各个阶段满足全部 设计安全要求，并确认在竣工、运行和修改时交付的设计满足制造和建造的要求。 核设计安全评价过程中，必须考虑小型氟盐冷却高温堆与成熟堆型的差异性和其典型 特点。 设计过程中必须尽早开展安全评价。随着设计和确认性分析活动之间的不断迭代，安 全评价的范围和详细程度随着设计计划的进展不断地扩大和提高。 必须将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，主要针对反应堆的非能动余热排出系统进行校核计算和试验验证。 4核设计多重屏障安全评价 小型氟盐冷却高温堆核设计多重屏障安全评价主要针对以下几方面开展：核燃料设计、 堆本体设计、固有安全、功率振荡抑制及仪表和控制等。 小型氟盐冷却高温堆的核燃料设计应保证：采用TRISO燃料作为核燃料的形式，保证 包壳温度、燃料基体温度和TRISO燃料温度限不超过限值。 小型氟盐冷却高温堆堆本体设计应保证：堆芯和相关冷却剂、控制和保护系统的设计 应具有适当的裕度，以确保在正常运行的任何工况下（包括预计运行事件的影响）不超出规 定的设计限值。需要考虑冷却剂的高温和腐蚀性，堆容器采用耐高温和腐蚀的合金材料，例 如HastelloyN，GH3535等。 小型氟盐冷却高温堆反应堆固有安全应包含有助于反应性反馈的堆芯和系统设计，以 确保在功率运行范围内，瞬时反应性反馈的净效应趋向于补偿反应性的快速增加。 全国团体标准信息平台 T/BSRS099—2023 2 小型氟盐冷却高温堆应抑制功率振荡，即堆芯、相关结构、相关的冷却剂、控制和保 护系统的设计应确保不可能发生导致超出规定的可接受燃料设计限值的功率振荡，或者能够 可靠、及时地检测和抑制。 小型氟盐冷却高温堆应提供合理的仪表和控制，即应提供用于以监测正常运行、预计 运行事件和事故工况下预期范围内的参数的仪表，以确保可影响裂变过程、堆芯完整性、冷 却剂边界及其相关系统的参数足够安全。应提供适当的控制装置，使这些参数和系统保持在 规定的工作范围内。 5功率及反应性设计安全评价 小型氟盐冷却高温堆堆芯功率分布应具有内在的稳定性，应保证堆功率有可靠监测手 段，以及时显示反应堆功率的变化。 分析明确小型氟盐冷却高温堆堆芯的径向功率分布、轴向功率分布以及功率峰因子， 并应考虑下列主要因素对反应堆功率分布的影响，包括：堆芯燃耗、控制棒状态、运行工况、 堆功率等。 分析确定小型氟盐冷却高温堆堆芯功率分布和功率峰值因子满足安全要求。并且在小 型氟盐冷却高温堆功率峰因子计算中，已充分考虑工程不确定性、燃耗以及计算分析不确定 性等。 小型氟盐冷却高温堆核设计应给出反应性系数，包括：堆芯总温度反应性系数、燃料 温度反应性系数、石墨温度反应性系数。给出的反应性系数的范围应包括小型氟盐冷却高温 堆的所有运行工况。 在在不同燃耗深度下的各种功率水平下运行时，小型氟盐冷却高温堆堆芯反应性必须 具有负的反馈特性，即堆芯总反应性温度系数为负值、燃料反应性温度系数为负值。 6反应性控制安全评价 小型氟盐冷却高温堆核设计反应性控制安全评价主要针对以下几方面开展： 1)保护系统功能； 2)保护系统的可靠性和可试验性； 3)保护系统的独立性； 4)保护系统故障模式； 5)保护和控制系统的分离； 6)反应性控制故障的保护系统要求； 7)反应性限值及针对预计运行事件的保护。 小型氟盐冷却高温堆应具有保护系统功能，保护系统应设计为自动启动适当系统的运 行，包括反应性控制系统，确保预计运行事件不会超出规定的可接受燃料设计限值，以及检 测事故工况并启动安全重要系统和部件的运行。 保护系统的设计应具有与所执行的功能相适应的高度可靠性和定期可试验性。保护系 统设计中的多重性和独立性应足以确保单一故障不会导致保护功能的丧失，以及任一部件或 通道的停用不会导致所需最低限度多重性的丧失，除非保护系统运行的可接受可靠性可以通 过其他方式进行论证。保护系统的设计应允许在反应堆运行时对其功能进行定期试验，包括 各通道分别进行试验的可能性，以确定可能已经发生的故障和多重性丧失。 全国团体标准信息平台 T/BSRS099—2023 3 保护系统的设计应确保自然灾害、正常运行、维修、试验和假想事故工况对冗余通道 的影响不会导致保护功能丧失，或应在其他规定的基础上证明其可接受。设计技术，如功能 多样性或部件设计和运行原则的多样性，应尽可能使用，以防止保护功能的丧失。 保护系统的设计应确保自然灾害、正常运行、维修、试