非能动先进核电厂AP1000(上)
来源:中国能源报 发布日期:2010-12-01
AP1000溯源
AP1000,顾名思义,就是一种“先进的(A)、非能动(P)”核电厂,电功率约为1000MWe。
20世纪80年代,美国西屋公司开始了电功率为600MWe的AP600型压水堆设计工作。该项目从一开始,就制定了以下战略开发目标:充分采用非能动系统设计和固有安全特性,尽量降低风险,提高安全性,加快执照审批过程;尽量降低比造价,力争每千瓦造价与现有压水堆核电厂相当;采用模块化和标准化技术,缩短施工周期,确保建造进度;采用工程上成熟的堆芯和部件设计,提高可靠性;尽量简化系统,改进电厂可利用率,降低职业辐射剂量。
为了适应电力用户日益增长的电网规模,提高经济性方面的竞争力,在AP600的基础上又启动了AP1000的开发工作。AP1000的设计以AP600获得的许可证为基础,保留了AP600的设计结构,充分利用成熟设备,反应堆主要部件的容量有所增大。AP1000于2005年12月30日获得了美国核管会颁发的设计证书。
AP1000的安全性
衡量核电安全性有两个重要的指标,一个是发生反应堆堆芯熔化的概率,一个是发生大量放射性逸出厂区以致需要采取临时应急措施的概率。我国核安全局发表的政策声明《新建核电厂设计中几个重要安全问题的技术政策》中,提出新建核电厂运行的安全目标是:堆芯熔化概率为10-5/堆年;大量放射性释放概率为10-6/堆年。AP1000预测的堆芯熔化概率为5×10-7/堆年,大量放射性释放概率为6×10-8/堆年,比法规目标还安全一个量级以上。
AP1000的经济性
AP1000由于简化了安全系统配置,采用模块化的设计与建造技术等,使得建设造价降低,提高了燃料的燃耗深度,延长了换料周期和设计寿命等,使燃料费用和运行费用降低。首批4台依托项目机组平均的建造比投资低于2000$/kW。从第5台开始,由我方自主设计和建造,每台机组造价的比投资可减少300~400$/kW。从第9台开始,由于国产化和批量化的效应,每台机组造价的比投资还可减少,可以达到1500$/kW左右的水平。AP1000的发电成本具有更大的潜在竞争力,其全寿期的经济性更具优势。
AP1000的技术成熟性
AP1000反应堆、冷却剂系统和非能动安全系统的技术成熟性为AP1000核电厂的技术成熟性奠定了基础。AP1000的反应堆设计基于314型反应堆,而314型反应堆已经具有二十年以上的运行经验。AP1000核电厂反应堆冷却剂系统和设备如蒸汽发生器、稳压器等,都是在已有的运行实践基础上选用或改进设计的,包括备受关注的屏蔽电机泵,其供应商也已为军方和石化行业提供了约1500台屏蔽电机泵,并创造了服役40余年免维修和免在役检查的佳绩。AP1000非能动安全系统的功能成熟性已历经试验验证,通过了核安全部门的审评;非能动安全系统设备和部件经过大量工程验证,也是成熟技术。
(作者系核科学与技术专业博士 刘志弢)
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