AP1000與CPR核電機(jī)組的比較與分析

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上AP1000與CPR核電機(jī)組的比較與分析AP1000是西屋公司開發(fā)的一種兩環(huán)路1000MWe的非能動壓水反應(yīng)堆核電。AP1000的設(shè)計滿足用戶對具有非能動安全性能的先進(jìn)輕水堆的要求（URD），具有第三代先進(jìn)輕水堆的簡單性、安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn)。CPR1000是以中國廣東核電集團(tuán)從法國引進(jìn)的百萬千瓦級核電機(jī)組為基礎(chǔ)，結(jié)合技術(shù)改進(jìn)形成的中國大型商用壓水堆技術(shù)方案。是目前我國設(shè)計自主化、設(shè)備本地化、建設(shè)自主化、運(yùn)行自主化水平最高且以國內(nèi)運(yùn)行業(yè)績最佳核電站為參考基礎(chǔ)的技術(shù)方案。是根據(jù)世界上同類型機(jī)組1000多堆年運(yùn)行經(jīng)驗不斷持續(xù)改進(jìn)的技術(shù)結(jié)晶。AP1000最大的特點(diǎn)就

2、是設(shè)計簡練，易于操作，而且充分利用了諸多“非能動的安全體系”，比如重力理論、自然循環(huán)、聚合反應(yīng)等，比傳統(tǒng)的壓水堆安全體系要簡單有效得多。進(jìn)一步提高了核電站的安全性，同時也能顯著降低核電機(jī)組建設(shè)以及長期運(yùn)營的成本。AP1000在建設(shè)過程中，可利用模塊化技術(shù)，多頭并進(jìn)實施建設(shè)，極大地縮短了核電機(jī)組建設(shè)工期。AP1000從開工建設(shè)到加載原料開始發(fā)電，最快只需要36個月，建設(shè)成本方面的節(jié)約優(yōu)勢明顯。簡化的非能動設(shè)計提高安全性和經(jīng)濟(jì)性。AP1000主要安全系統(tǒng)，如余熱排出系統(tǒng)、安注系統(tǒng)、安全殼冷卻系統(tǒng)等，均采用非能動設(shè)計，系統(tǒng)簡單，不依賴交流電源，無需能動設(shè)備即可長期保持核電站安全，非能動式冷卻顯著提高

3、安全殼的可靠性。安全裕度大。針對嚴(yán)重事故的設(shè)計可將損壞的堆芯保持在壓力容器內(nèi)，避免放射性釋放。在AP1000設(shè)計中，運(yùn)用PRA分析找出設(shè)計中的薄弱環(huán)節(jié)并加以改進(jìn)，提高安全水平。AP1000考慮內(nèi)部事件的堆芯熔化概率和放射性釋放概率分別為5.1×10-7/堆年和5.9×10-8/堆年，遠(yuǎn)小于第二代的1×10-5/堆年和1×10- 6/堆年的水平。簡化非能動設(shè)計大幅度減少了安全系統(tǒng)的設(shè)備和部件，與正在運(yùn)行的電站設(shè)備相比，閥門、泵、安全級管道、電纜、抗震廠房容積分別減少了約50%，35%，80%，70%和45%。同時采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，便于采購、運(yùn)行、維護(hù)，提高經(jīng)

4、濟(jì)性。西屋公司以AP600的經(jīng)濟(jì)分析為基礎(chǔ)，對AP1000作的經(jīng)濟(jì)分析表明，AP1000的發(fā)電成本小于3.6美分/kWh，具備和天然氣發(fā)電競爭的能力。AP1000隔夜價低于1200美元/千瓦（包括業(yè)主費(fèi)用和廠址費(fèi)用）。主回路系統(tǒng)和設(shè)備設(shè)計采用成熟電站設(shè)計。AP1000堆芯采用西屋的加長型堆芯設(shè)計，這種堆芯設(shè)計已在比利時的Doel 4號機(jī)組、Tihange3號機(jī)組等得到應(yīng)用；燃料組件采用可靠性高的Performance+；采用增大的蒸汽發(fā)生器（D125型），和正在運(yùn)行的西屋大型蒸汽發(fā)生器相似；穩(wěn)壓器容積有所增大；主泵采用成熟的屏蔽式電動泵；主管道簡化設(shè)計，減少焊縫和支撐；壓力容器與西屋標(biāo)準(zhǔn)的三環(huán)

5、路壓力容器相似，取消了堆芯區(qū)的環(huán)焊縫，堆芯測量儀表布置在上封頭，可在線測量。針對氫氣燃燒和爆炸的危險，AP1000在設(shè)計中使氫氣從反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)逸出的通道遠(yuǎn)離安全殼壁，避免氫氣火焰對安全殼璧的威脅。同時在環(huán)安全殼內(nèi)部布置冗余、多樣的氫點(diǎn)火器和非能動自動催化氫復(fù)合器，消除氫氣，降低氫氣燃燒和爆炸對安全殼的危險。對于蒸汽爆炸事故，由于AP1000設(shè)置冗余多樣的自動卸壓系統(tǒng)，避免了高壓蒸汽爆炸發(fā)生。而在低壓工況下，由于IVR技術(shù)的應(yīng)用，堆芯熔融物沒有和水直接接觸，避免了低壓蒸汽爆炸發(fā)生。對于由于喪失安全殼熱量排出引起的安全殼超壓事故，AP1000非能動安全殼冷卻系統(tǒng)的兩路取水管線的排水閥在失去電源

6、和控制時處于故障安全位置，同時設(shè)置一路管線從消防水源取水，確保冷卻的可靠性。事故后長期階段僅靠空氣冷卻就足以帶出安全殼內(nèi)的熱量，有效防止安全殼超壓。由于采用了IVR技術(shù)，不會發(fā)生堆芯熔融物和混凝土底板的反應(yīng)，避免了產(chǎn)生非凝結(jié)氣體引起的安全殼超壓事故。針對安全殼旁路事故，AP1000通過改進(jìn)安全殼隔離系統(tǒng)設(shè)計、減少安全殼外LOCA發(fā)生等措施來減少事故的發(fā)生AP1000儀控系統(tǒng)采用成熟的數(shù)字化技術(shù)設(shè)計，通過多樣化的安全級、非安全級儀控系統(tǒng)和信息提供、操作避免發(fā)生共模失效。主控室采用布置緊湊的計算機(jī)工作站控制技術(shù)，人機(jī)接口設(shè)計充分考慮了運(yùn)行電站的經(jīng)驗反饋。AP1000在建造中大量采用模塊化建造技術(shù)。

7、模塊建造是電站詳細(xì)設(shè)計的一部分，整個電站共分4種模塊類型，其中結(jié)構(gòu)模塊122個，管道模塊154個，機(jī)械設(shè)備模塊55個，電氣設(shè)備模塊11個。模塊化建造技術(shù)使建造活動處于容易控制的環(huán)境中，在制作車間即可進(jìn)行檢查，經(jīng)驗反饋和吸取教訓(xùn)更加容易，保證建造質(zhì)量。平行進(jìn)行的各個模塊建造大量減少了現(xiàn)場的人員和施工活動。通過與前期工程平行開展的按模塊進(jìn)行混凝土施工、設(shè)備安裝的建造方法，AP1000的建設(shè)周期大大縮短至60個月，其中從第一罐混凝土到裝料只需36個月。嶺澳核電站一期以大亞灣為參考電站，維持熱功率和其它主要運(yùn)行參數(shù)不變，結(jié)合經(jīng)驗反饋和核安全技術(shù)發(fā)展要求，通過37項重大技術(shù)改進(jìn)，進(jìn)一步提高了電站安全水平

8、和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能，總體性能達(dá)到了國際在役核電站的先進(jìn)水平。概率安全分析（PSA）表明，在同等評估條件下，嶺澳核電站一期的堆芯熔化頻率（CDF）進(jìn)一步降低，安全性進(jìn)一步提高，并基本具備了自主設(shè)計能力。采用CPR1000技術(shù)方案的嶺澳核電站二期，在大亞灣和嶺澳核電站一期的技術(shù)基礎(chǔ)上，根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗反饋和法國同類機(jī)組批量改造計劃（LOT93、VD2），進(jìn)行了多項技術(shù)改進(jìn)，其中重大改進(jìn)有15項。為進(jìn)一步滿足新版核安全法規(guī)的要求，相應(yīng)地采納了一些新技術(shù)。在后續(xù)項目中，CPR1000方案仍將結(jié)合經(jīng)驗反饋，陸續(xù)采用新技術(shù)，使其安全性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)一步提高。CPR1000采用縱深防御的策略，采取事故預(yù)防和事故緩解措施

9、。CPR1000借鑒和采納同類電站的運(yùn)行經(jīng)驗反饋，進(jìn)一步提升電站的技術(shù)水平，以嶺澳核電站一期PSA結(jié)果為導(dǎo)向，針對主要的事故序列采取必要的改進(jìn)措施，制定嚴(yán)重事故對策，采用合理、平衡的安全設(shè)計，進(jìn)一步接近第三代概率安全目標(biāo)。大亞灣與嶺澳核電站一期四臺機(jī)組的良好運(yùn)行紀(jì)錄是CPR1000安全可靠的有力證明。大亞灣及嶺澳核電站一期是目前國內(nèi)運(yùn)行的技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行業(yè)績最佳的大型商用核電站。CPR1000以此為參考，并在此基礎(chǔ)上作必要技術(shù)改進(jìn)，確保其先進(jìn)性。為了基本滿足新安全法規(guī)、導(dǎo)則的要求，采用了多項新技術(shù)。在嶺澳核電站二期基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善數(shù)字化儀控技術(shù)，有助于提高電廠安全性、經(jīng)濟(jì)性，擴(kuò)展性好，可及時采納

10、先進(jìn)計算機(jī)技術(shù)，有利于專家系統(tǒng)的建立，可較大程度上適應(yīng)儀控設(shè)備更新?lián)Q代。 事故處理規(guī)程由事故定向轉(zhuǎn)為狀態(tài)定向：減輕操作員負(fù)擔(dān)，降低人因失誤，有利于處理多重事故，有利于與嚴(yán)重事故處理規(guī)程接口。采用半速汽輪發(fā)電機(jī)組：提高機(jī)組效率，繼而提升電價競爭力，半速機(jī)組的供貨商選擇范圍較大，可以形成多家廠商競爭的局面。首爐18個月?lián)Q料：減少了換料大修次數(shù)，降低大修成本，降低人員的受輻照劑量。提高電站可利用率，增加年發(fā)電量，降低放射性廢物產(chǎn)生量，降低燃料循環(huán)成本，減少反應(yīng)堆壓力容器的中子注量。堆坑注水技術(shù)：有利于防止或延遲壓力容器RPV熔穿，防止堆芯熔融物與混凝土反應(yīng)防止安全殼底板熔穿，抑制安全殼內(nèi)氫的產(chǎn)生量，安全殼保持完好性的概率提高 。工程建造采用可視化進(jìn)度控制：直接在三維模型上顯示施工進(jìn)度的進(jìn)展和狀態(tài)，檢驗施工順序和方案；展