第三代核电技术通过采用非能动安全系统或增加安全系统冗余度、增设缓解严重事故后果的工程措施以及应用数字化仪控系统等先进技术，降低核电站的严重事故风险，实现更高的安全目标，主要以美国西屋公司开发的先进压水堆（AP1000）和法德两国联合开发的欧洲压水堆（EPR）为典型代表。

一、AP1000安全系统组成及特点

AP1000安全系统主要由非能动堆芯冷却系统、非能动安全壳冷却系统、裂变产物排出与控制系统、安全壳隔离系统和主控制室应急可居留系统组成。

1.AP1000非能动堆芯冷却系统。该系统为可能发生的事故提供堆芯应急冷却能力，主要由余热排出子系统、安注子系统和安全壳内PH控制子系统组成，主要包括一个非能动余热导出热交换器、两个堆芯补水箱、两个安注箱、一个PH调整化学药品的篮筐和一个安全壳内换料水箱，以及相关的阀门、管道和仪表，这些设备均被设置在钢制安全壳内部。本系统在功能设计上与传统压水堆类似，主要也是在发生LOCA事故、弹棒事故、二回路主给水或主蒸汽管道破裂等设计基准事故时为一回路提供硼化和冷却。

2.AP1000非能动安全壳冷却系统。其作用是发生破口事故或主蒸汽管破裂事故发生在安全壳内时，排出安全壳内的热量。主要是以钢安全壳作为传热界面，将空气从外层屏蔽壳入口引入，通过外部环廊到达底部，在空气折流板底部转向180°，进入内部环廊，再沿安全壳内壁向上流动。由于内部环廊空气被加热以及水蒸气的存在，内、外环廊的空气存在密度差，形成空气的自然循环，空气最终从屏蔽壳顶部烟囱排出。在安全壳顶部设有可供使用72小时的冷却水贮存箱，水依靠重力向下流，在钢安全壳弧顶和壳壁外侧形成一层水膜。当安全壳内压力或温度过高时，系统自动开启。由水膜和空气的自然循环导出安全壳内的热量，降低安全壳的压力，保证安全壳不受损坏。

3.AP1000非能动安全壳裂变产物排出系统。AP1000安全壳大气中活性物质的排出完全靠沉淀、扩散、热迁移等自然过程。事故后，如安全壳内放射性活度升高，由防火系统提供的非能动安全壳喷淋系统在安全壳外充氮罐的压力作用下进行喷淋，以限制裂变产物的释放，绝大多数非气态活性物质最终沉积在安全壳地坑冷却水中。

4.安全壳隔离系统。该系统具有两道屏障，一道在安全壳外，一道在安全壳内。与传统压水堆核电站相比，AP1000的安全壳机械贯穿件（包括闸门）数量大大减少。正常状态隔离阀处于关闭状态的比例更高。正常打开的隔离阀也由故障自动关闭，不要求贯穿件具有支持事故后缓解的功能。

5.非能动主控制室可居留系统。该系统在电厂事故后为主控制室提供新鲜空气并进行冷却和增压。在接收到主控制室高辐射信号以后，该系统自动启动，隔离正常的控制室通风通道并开始增压。系统中的空气来自一组压缩空气贮存箱，可以维持工作人员继续居留至少72 小时。

二、EPR安全系统组成和特点

EPR主要以法国N4核电站和德国Konvoi核电站为参考，充分吸收了法国和德国多年核电设计、建造和运行经验，通过渐进式的模式改进安全系统的设计，提高核电站的总体安全水平和可利用率。EPR安全水平提高的表现：一是安全系统实现了4重冗余，并提供多种备用功能以便在安全系统的所有冗余（设备、系统）都失效时承担起相应安全功能；二是在设计上考虑了严重事故预防和事故后果的缓解。EPR安全设施主要包括安全壳系统、应急堆芯冷却系统和应急给水系统。

1.安全壳系统。EPR采用双层安全壳，外层是钢筋混凝土壳，内层是带钢衬里的预应力混凝土壳。主要设计特点：① 考虑了严重事故工况，能够承受燃料组件内锆氧化产生的氢燃烧可能造成的压力；② 双层安全壳之间的环廊保持负压，保证没有有害气体向环境直接泄漏，泄漏到环廊内的气体经过过滤处理后再向外排放；③ 满足生物屏蔽和防内部灾害、外部灾害的要求，还特别考虑了抗飞机撞击的能力。④ 考虑严重事故工况，设有完善的可燃气体控制系统，包括非能动的催化复合器和氢点火器，假定100%燃料包壳与水反应。⑤ 设有专门的底板保护装置，发生严重事故时，堆芯熔融物熔穿压力容器后被导流到一个面积约170 m2的展开区，安全壳内换料水池的水以非能动的方式流到展开区，冷却熔融物，防止底板熔穿，保持安全壳的完整性。⑥ 在设计基准事故时，EPR不需要安全壳热导出系统（即安全壳喷淋系统）。EPR安全壳热导出系统在设计上是对付严重事故工况的系统，作为最终的缓解措施，在安全级系统失效而导致堆熔的情况下，从安全壳和安全壳内的换料水箱导出热量，限制安全壳的压力升高。

2.应急堆芯冷却系统。该系统主要指安注系统，在设计上，EPR的安注系统和余热导出系统（RHRS）是共用的。因此EPR的应急堆芯冷却系统不但执行安全功能，还要执行正常运行的功能。主要设计特点：① EPR安注系统由中压安注系统、低压安注系统和安注箱组成，其中，低压安注系统和余热导出系统共用同一套系统。安注系统由四个系列组成，每个系列的容量为100%，各对应一个环路，系列之间没有交叉连接，设备之间实体隔离。② EPR换料水箱设置在安全壳内，与安全壳地坑合二为一，不但提高了水源的可靠性，而且取消了从直接安注到再循环安注的切换。概率风险分析结果显示，该项设计改进降低了堆芯损坏概率。③ 在电站正常运行期间，EPR安注系统处于直接安注的备用状态，管道中充满安全壳内换料水箱的含硼水。接收到安注信号后，安注系统自动启动，只需启动安注泵，不需要进行任何阀门切换，即可实现安注功能。④ 在多样性设计方面，低压安注系统的第一系列和第四系列装备了双冷却盘管，可以由空气冷却的冷冻水系统提供冷却。维修冷停堆工况下发生失去全部冷却水情况时，低压安注系统的第一系列和第四系列仍可以工作，为反应堆冷却剂系统提供补水。

3.应急给水系统。当蒸汽发生器主给水系统失效时，应急给水系统确保向蒸汽发生器供水，并且与蒸汽发生器大气释放阀（或安全阀）一起作用将堆芯的余热排出，使电厂恢复并保持在安全状态。EPR的应急给水系统包括四个相同系列，分别布置在四个安全厂房内，每个系列包括一个储水箱和一台电动泵。应急给水系统的四台电动泵由四台应急柴油发电机作为应急电源，另外还有两台小的柴油发电机作为发生全厂断电时第一、第四区安全厂房中的电动泵的备用电源。应急给水系统具有专门的入口管嘴，可将应急给水分配至蒸汽发生器冷、热两侧的环行下降空间。应急给水系统与主给水系统间的实体分隔以及相关的设计可以消除水锤现象的威胁，并使温度分层的影响降至最低。