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AP1000的产生

来源:中国核电信息网 发布日期:2009-02-16

     美国能源部和工业部门先后制定了2O1O年核电近期部署计划 和2030年前后的远期部署计划,由能源部组织的包括来自业主和运营、供应商、科学界和国家实验室的13位专家的“近期部署小组NTDG”起草,与核能研究所(NEI)新核电任务执行团队有“虚线”的关系,以保证与进行中的工业界活动密切合作。文献列举8个新电厂设计,供近期部署选择,以解决美国能源需求的增长,有助于在不损害经济的条件下,达到清洁大气和减少温室气体排放的目的,其中包括AP6OO/1000及ABWR等。AP600设计基于成熟的压水堆技术,发电系统的基本设计与常规设计相同,只是根据在世界范围内所收集到的运行经验反馈做了许多详细改进。关键的革新特性是安全系统利用了自然现象,如重力、压缩气体等代替电源提供的动力,因此,在严重故事下有3天的时间不需要操纵员操作而保证冷却水位不低于堆芯顶部,从而使堆芯得到持续的冷却。自然的(或非能动的)应急冷却系统代替了动力驱动泵及有关管线、阀门和控制装置等组成的系统。AP600是由一个西屋公司、国内外工业界、能源部下属机构组成的精英团队采取自带“粮票”的集资方式所研发的。其间,高素质的顾问班子和大学教授做出了重要贡献。几家电力公司发展了一套“业主一操纵员要求”,反馈运行经验,指导设计。1999年l2月,美国核管理委员会(USNRC)批准了AP600的设计资格证书。这是西方或者是亚洲已经取证的采用非能动安全技术的唯一的核反应堆设计。AP1000是AP600设计的扩容版。AP1000在2004年9月获得了最终设计审批。2005年12月颁发了全部许可证。
      AP600满足美国用户要求,包括电力生产成本目标。西屋公司认识到目前AP600电站4.1~4.6美分/kWh的电力成本估算值在美国电力市场没有竞争性。因此,开始了AP1000的研制,并利用非能动安全装置的规模经济性使发电成本降低到约3.0—3.5美/kWh。预计AP1000是核能复兴的理想选择。英国电力公司(BE)和英国核燃料有限公司(BNFL)最近的一项合作研究已经将AP1000反应堆作为建造在英国的新的核建设的一个可行的方案来进行评价。在AP系列之后,关键的技术思想之一是简化,这使AP系列的建造、运行和维修费用更低。一般来讲,由于简化后需要的设备很少,有助于降低投资费用和避免管理、运行和维修所需费用的浪费。AP600大量简化设计符合核管会的全部要求和美国电力研究所(EPRI)的先进轻水堆用户要求,经过高级别的评审,表明AP1000与欧洲用户要求文件达到广泛的一致。将已经取得美国核管会设计资格证书的AP600作为起点,通过进行最少的改进来实现AP1000功率的显著增加。AP1000电站的型式和辅助系统保持与AP600的相同。AP1000设计继续使用已经验证的设备和部件,保持了AP600的固有安全和简化特点。

      与AP600一样,AP1000是一个二回路压水反应堆,以非能动堆芯和安全壳冷却系统为特点,由于扩容效益而使它在美国非管制电力市场中更具有竞争性。从AP600扩容到AP1000产生了一个问题,那就是AP600的审评基础及试验数据库是否能用于AP1000的设计确认申请?为此西屋公司从审评观点重新评价了AP600的审评基础和试验设施的比例因子,主要结果是AP1000没有发现新的现象,AP600的审评基础可用于APl000。而试验数据包括整体效应试验(SPES、OSU、ROSA 和LST)和分离效应试验结果也可以用于APIO00。AP6OO虽然满足了美国电力公司的要求,包括成本目标,是一个颇具成本效益的电厂设计,具备部署条件,但造价($1 3O0~ $1 5OO/kW)仍然高于美国市场竞争所需的$1 ooo/kW 左右AP6OO扩容就是为了增强电厂的竞争性。西屋公司研究表明,保持AP600的设计立足点、成熟设备和审评基础不变而将功率提高到1 000 Mw 是可能的。在AP600限定的空间中布置AP1000并且保持成熟设备的可信度和较大的安全余量。核反应堆布置、非能动安全系统和辅助系统与AP600相同,而核反应堆、堆芯、核反应堆冷却泵和蒸发器增加了尺寸,它们都基于运行的1 O00MW 压水堆所用过的或为新型压水堆研发和试验过的设备。非能动安全系统的容量也基于AP600试验和分析结果有选择性地增加。AP1000满足美国核管会NRC确定论和概率.

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