2016年10月18日,高温气冷堆乏燃料贮罐全尺寸跌落试验在清华大学核研院贮罐跌落试验场地顺利完成。核研院院长兼总工程师张作义与来自国家核安全局、环境保护部核与辐射安全中心的专家和代表共同见证了此次试验。
本次试验是在2015年完成的1/2缩比样罐跌落试验基础上开展的。试验采用与实际工程同材质、同结构、同尺寸的乏燃料贮罐,模拟了极端工况下,总重量超过17吨、装载了4万个模拟燃料元件的乏燃料贮罐及其吊具从30米高空直接跌落到贮存竖井底部缓冲支座上的过程。试验结果表明,跌落后贮罐包容边界完整、未发生破裂,罐体变形量满足安全要求,贮罐变形与缩比样罐跌落试验的变形特征基本一致。专家一致认为,试验方案合理、准备充分、结果可信,进一步验证了高温气冷堆示范工程乏燃料贮罐在跌落事故工况下结构设计的安全性。
HTR-PM乏燃料贮存系统采用清华大学核研院自主研发设计的干式贮存技术,具有完全自主知识产权。该系统遵循固有安全的设计理念,保证乏燃料在贮存期间可以通过空气流动载出余热,即使失去所有电源,也能够通过自然通风方式排出乏燃料的余热,确保乏燃料贮存的安全性。该系统的装料、吊装、贮存和冷却均围绕乏燃料贮罐进行,因此贮罐的安全性对系统的安全运行具有要意义。
贮罐的缩比样罐和全尺寸跌落试验自2011年开始实施,在国家科技重大专项的支持下,清华大学核研院的科研人员勇于开拓,攻克了多项技术难题,主要包括:
1)乏燃料贮罐缓冲结构及缓冲支座研究:利用理论分析和数值计算对缓冲结构进行分析和不断优化,形成合理可行的设计方案,经缩比和全尺寸跌落试验,验证了贮罐和缓冲支座的设计满足要求,为核设施类似工况的缓冲结构设计提供了经验。
2)高空重载跌落试验台架和系统的构建:乏燃料贮罐跌落试验的高度、载荷及试验要求在国内和国际上均未见公开报道。课题组广泛调研,大胆创新,设计建造了45米高、起升能力达30吨的试验台架,与之配套的试验系统可同步进行应变和加速度测量以及高速摄像采集。经贮罐跌落试验考验,证明此台架和试验系统完全具备开展高空重载跌落试验的能力,这为开展核电及其它领域的跌落冲击试验提供了试验平台。
至此,高温气冷堆示范工程乏燃料贮罐跌落试验圆满完成,示范工程乏燃料贮罐和缓冲支座的设计完全定型,为设备批量化加工制造奠定了基础。
高温堆总体室、专项办、质保办等部门负责同志现场见证了此次试验。