非能動安全殼熱量導出系統(tǒng)（Passive Containment Cooling System，簡稱 PCS）機理研究實驗裝置。哈工程提供

PCS綜合驗證實驗裝置。哈工程提供

哈爾濱工程大學核學院孫中寧教授科研團隊主導參與了“華龍一號”至關重要的一項國際首創(chuàng)核電站工程應用技術——非能動安全殼熱量導出系統(tǒng)的設計研發(fā)，解決了一項世界性難題，擦亮了“國家名片”。

在日本福島核電站發(fā)生嚴重核泄漏事故之后，我國明確要求要按照“國際最高安全標準”建設核電站。要實現(xiàn)此目標，需要解決的關鍵問題之一就是當發(fā)生全廠斷電事故時，仍能高效排出安全殼內(nèi)的巨量衰變熱，保證電站的最后一道實體屏障——安全殼不會發(fā)生超壓破壞，這是一個長期沒有解決的世界性難題。

安全殼熱工水力特性研究實驗裝置。哈工程提供

“華龍一號”是我國研發(fā)的首個擁有完整自主知識產(chǎn)權的三代核電機組，采用了雙層混凝土安全殼設計方案，該方案的顯著優(yōu)點是充分利用了混凝土安全殼設計與運行的成熟經(jīng)驗，具有良好的反應堆功率擴展適應性。但其內(nèi)層安全殼厚度達1.3米，外層安全殼厚度達到1.8米，厚重的混凝土墻體對安全殼空間熱量的非能動導出造成巨大困難，亦是一個長期沒有得到解決的世界性難題。

2011年開始，哈工程核學院孫中寧教授帶領團隊與中國核電工程有限公司緊密合作，組成聯(lián)合研發(fā)團隊，開展非能動安全殼熱量導出系統(tǒng)研究。通過不懈的努力，僅用兩年的時間就完成了從機理研究到原理性實驗，再到關鍵設備和整個系統(tǒng)的研制和工程化設計。

2012年底，科研團隊建成了世界最大的“非能動安全殼熱量導出系統(tǒng)綜合實驗臺架”……從2014年開始，聯(lián)合研究團隊開始進行“華龍一號”安全殼熱工水力特性綜合實驗臺的設計工作……在之后的四年時間里，團隊成員齊心協(xié)力，在研發(fā)基地建起了大規(guī)模綜合實驗裝置，完成了11類數(shù)十次實驗。

2018年8月29日是團隊難忘的日子，團隊完成了最后一次實驗，“所研制系統(tǒng)的排熱能力遠超預期，‘華龍一號’安全殼的防護實現(xiàn)了由‘能動’向‘非能動’的跨越”，團隊8年的付出終于獲得了豐厚的回報。

2020年底，經(jīng)鑒定，認為該技術總體達到國際領先水平。目前，除了剛剛實現(xiàn)商業(yè)運行的福清5號機組，還有在建的福清6號機組、巴基斯坦卡拉奇2、3號機組，以及漳州核電的1、2號機組均應用了項目團隊的研發(fā)成果。

不久前，中國核電工程有限公司再度與哈工程等單位聯(lián)手，獲批國家重點研發(fā)計劃項目“嚴重事故下安全殼系統(tǒng)性能研究”，正式啟動包括新一代非能動安全殼熱量導出技術在內(nèi)系列技術創(chuàng)新研究，努力使中國核電的安全性和經(jīng)濟性再上一層樓。