三门核电非能动原理

第三代核电技术及发展

屈伟平

【摘要】@@ 我国第三代核电发展历史rn在CPR1000体系的形成和运用过程中,共经历了中国核电工业制度变迁的三个阶段,如表1.1977年到1986年,是中国对核电行业深入探索的阶段.中国政府并没有因为先前苏南核电的失败放弃发展核电的信心,促成了中国与法国的第一次技术和商业合作,我国引入了法国的核电技术路线M310,并与法国核电公司充分合作,建立了在中国核电历史上占据重要位的大亚湾核电站.

【期刊名称】《电器工业》

【年(卷),期】2010(000)006

【总页数】4页(P49-52)

【作者】屈伟平

【作者单位】

【正文语种】中文

我国第三代核电发展历史

在CPR1000体系的形成和运用过程中，共经历了中国核电工业制度变迁的三个阶段，如表1。1977年到1986年，是中国对核电行业深入探索的阶段。中国政府并没有因为先前苏南核电的失败放弃发展核电的信心，促成了中国与法国的第一次技术和商业合作，我国引入了法国的核电技术路线M310，并与法国核电公司充分合作，建成了在中国核电历史上占据重要地位的大亚湾核电站。1979年，中广核集团引进了法国核电技术路线M310型压水堆。1987年开工的大亚湾核电站是中国与法国核电的首次接轨，由此也加深了中法两国的核电项目合作，使中国核电工作者有机会从近距离了解核电的管理、建设及运做等流程。

进入中国核电工业整体低迷的阶段以后，中国广东核电集团仍然果断大胆地继续研究M310技术，从而使岭澳项目一举成为整个中国核电低迷阶段唯一的亮点，更开拓了关于整个CPR1000系列的前进方向，同时赢得了国际核电组织的认可，为集团在国际上的声望打下了坚实的基础。

1997年，中广核集团以大亚湾核电站为参考建成了岭澳核电站一期。该电站对M3l0技术路线进行了52项重要技术改进。按照国际标准，实现了项目管理自主化、建筑安装施工自主化、调试和生产准备自主化，实现了部分设计自主化和部分设备制造国产化，形成了拥有自主知识产权的核电技术路线CPR1000。

核电与火电等的比较

煤炭是一种不可再生的化石燃料，总量有限，而且随着石油的枯竭，煤炭将成为重要的化工燃料，作为燃料使用是一种巨大的浪费。以前由于煤炭的价格低，核电与火电相比没有成本优势，但是由于近年来煤炭价格上涨，核电在成本上已经可以和火电竞争，。火电也面临着严重的环境问题，煤炭的运输问题，温室气体的排放，引起全球变暖，排放大量的氮氧化物和硫化物，导致严重的酸雨，采煤区也有地表下沉的问题，而且火电排放的粉尘也有放射性问题，在这方面火电的辐射污染超过核电，你可能不信，但这是事实。水电要建在大江大河的上游，地理位置受限，也受季节影响。水电虽然没有污染物的排放，但是也破坏生态环境，兴建水坝会改变江河河道改变，形成水库，改变当地的小气候，可能诱发地震，改变了生物原来的栖息环境，导致一些物种较少甚至灭绝。核电现在主要的问题是核废料的处理，核电站产生的核废料有很强的放射性，而且几百万年内都会这样，存储是个问题。但是随着核技术的发展，特别是新型反应堆（快中子堆），这些核废料可以变废为宝，转化成核燃料使用。

日本因为大地震而出现的核电危机，起码影响核电利用的进程。人们目光马上回到风能水能等环保型电力行业上。但问题是，在日益工业化的中国，风电能解决什么？水电又能解决什么？风电小范围解决问题尚可，但不能满足工业化要求。水电在中国排在火电核电之后，能解决较大的用电问题，但因为水资源的缺乏同样给用电带来问题。这样，传统火电可能仍为中国近期发展取向。加上自07年开始火电因为梳硫等大量投入导致行情一直低迷，股价也回到了合理区，未来出现一波向上行情是可以预期的。目前电力行业动态市盈率在27倍上下，5元以下个股有9个。其中国电电力(600795)、华电国际（600027）勉强在3元附近，不及ST个股。5元以下的个股大都是国有大型电力股，其价值也出现了较大的低估。而同为电力板块的水电股，价格都在第一梯队。水电是一种上佳的能源利用，但可惜不可能成为主流。上市公司形成板块的就只有火电。在环保基本达标后，火力发电将来业绩会稳定增长。涉及火电的石油、煤炭等原料未来也成为市场的关注点。煤炭也已经长时间没有行情，近期兖州煤业(600188)开始走强，也表明煤电在不久将来会演绎一段良好的行情。一般来说，煤电股盘子都偏大，选股最好从业绩好、价格不高的煤电股中选取。可以关注宝新能源（000690）、粤电力(000539)、内蒙华电（600863）、京能热电(600578)、天富热电(600509)等。煤炭股尽量关注业绩排行前列的个股。

浅析AP1000放射性气体废物系统的先进性

第３ｌ卷　

２　Ｏ　ｌ　０　第３期　

年６月　核动力工程　

Ｎｕｃｌｅａｒ　Ｐｏｗｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｖ０１．３１．Ｎｏ．３　

Ｊｕｎ．２　０　ｌ　Ｏ　

文章编号：０２５８－０９２６（２０１０）０３－０１２８－０４　

浅析ＡＰ　１　０００放射性气体废物系统的先进性　

董波　，高明石２　

（１．三门核电有限公司，浙江三门，３１７１１２；２．中国核工业集团公司，北京，１００８２２）　

摘要：第三代核电ＡＰ１０００因非能动理念的引入，使安全系统设计有了重大创新，机组安全性和经济性得到了　大大提高。但是非能动理念并非局限于安全系统，非安全系统设计中同样也引入了非能动理念。通过对放射性气　体废物系统的详细介绍，以及与传统压水堆废气处理方式的对比可以看出，非能动理念的引入，使放射性气体废　物系统相比传统工艺有了很大改进，摆脱了对能动设备的依赖，处理方式由原来的压缩贮存衰变转变为活性碳滞　留衰变，简化了工艺流程，提高了运行安全眭。　关键词：ＡＰ１０００；非能动；气体废物　中图分类号：ＴＬ９４１　文献标识码：Ａ　

１　引　言　

第三代核电ＡＰ１０００￣传统压水堆的基础上，　

引入安全系统非能动理念，使核电厂安全系统的设　

计有了重大创新。非能动是固有安全原理的实现方　

式，它不依赖外来动力，而依靠重力、流体的蒸发　

和冷凝、流体的对流和扩散、蓄压势能、自然循环、　

容器的容积蓄存、物质的自然沉降和蓄热属性以及　

承压部件的自然属性等提供安全功能的动力，如反　

应堆控制棒重力落棒、安全注射箱氮气压力注射、　安全壳大容积自由扩散等。设计中采用了非能动的　

严重事故预防和缓解措施，简化了安全系统配置，　

减少了安全支持系统等。非能动安全系统的采用大　

大降低了发生人因事故的可能性，使ＡＰ１０００的安　

全性和经济性都得到了显著提高。在ＡＰ１０００的系　

统设计中，非能动理念的应用并不局限于安全系统，　

同时也贯穿于其他系统之中。本文通过对ＡＰｌ０００　

放射性气体废物系统的详细介绍及与传统压水堆废　

CAP1000与CPR1000机组的若干思考

1.引言

CAP1000和CPR1000机组作为1000MW级压水堆代表堆型，在一回路压力控制方面有很多相似之处。本文将分别从一回路水实体工况、一回路双相运行工况和事故工况三个方面对CAP1000和CPR1000機组的一回路压力控制进行对比分析。

2.一回路水实体工况

在机组启动初期和停运后期的一回路水实体工况，主要通过控制流出一回路的冷却剂的流量控制一回路压力。

CAP1000机组通过化学与容积控制系统（CVS）的下泄流量控制阀控制一回路的压力。在一回路水实体工况，控制信号来自下泄管线测量的压力信号，通常维持在2.15MPa；在下泄控制出现异常时，主控触发下泄压力高/低报警，当压力低于1.86MPa时，发出停反应堆冷却剂泵的信号。

在CPR1000机组中，通过化学容积控制系统（RCV）下泄流量调节阀来控制一回路的压力，控制信号来自RCP037MP测出的压力信号，压力整定值由操纵员手动设定，通常维持在2.4MPa至2.8MPa。在主泵运行时，当一回路压力下降到2.3MPa，主控会触发“主泵运行且一回路压力低低报警”，需要操纵员手动停运主泵。

在CPR1000机组中，运行主泵的1号轴封装置的压差必须大于1.4 MPa，对应的一回路压力必须维持在2.4MPa以上，否则主泵1号轴封的动静环的水膜无法建立，可能导致主泵轴封磨损。同时，由于主泵无法调频，主泵的汽蚀余量要求较高，因此，在水实体工况，对一回路压力控制要求更高。

在CAP1000机组中，主泵轴封的动静环的水膜建立通过控制主泵转速或倒转转速来保证，同时由于主泵可以调频，对汽蚀余量要求相对较低，因此，通过控制下泄管线的压力，间接控制一回路压力。

3.一回路双相工况在机组运行中发生的运行瞬态，将使反应堆产生的功率和二回路的输出功率之间产生不平衡（不匹配），这将导致环路中和反应堆内的冷却剂热胀冷缩。这种由于体积变化而产生的压力波动通过稳压器压力控制系统进行控制[1]。

AP1000机组堆芯熔融物滞留设计

2017年第03期工业技术创新Industrial Technology Innovation

· 72 ·AP1000机组堆芯熔融物滞留设计

石武勃（三门核电有限公司，浙江台州，317112）

摘要：对AP1000机组堆芯熔融物压力容器内的滞留（IVR）设计原理进行了阐述。通过与传

统的堆芯捕集器进行对比分析，表明该设计简化了系统配置，节约了投入成本，降低了大量放

射性释放概率（LRF），显著提高了核电安全。熔融物冷却的物理机理探究、回路热量丧失的

抑制，以及核清洁标准的严格制定，是后续实践中亟待应对的课题。关键词：压力容器；滞留；AP1000；严重事故；堆芯捕集器

中图分类号：TL4 文献标识码：A 文章编号：2095-8412 (2017) 03-072-03

工业技术创新 URL: http: // DOI: 10.14103/j.issn.2095-8412.2017.03.019

工业技术创新第04卷第03期 2017年6月Industrial Technology InnovationVol.04 No.03 Jun.2017

引言

核电是一种清洁、安全的能源。在民用核设施16 000余堆年的运行历史中，共发生过3起严重事故，概率约为2×10-4/堆年，高于各国法规要求的1×10-5/堆年的设计标准约20倍。1975年，美国《商用核轻水反应堆的风险评价》（WASH-1400）报告首次指出，核电厂的主要风险来自堆芯融化事故（系严重事故），而不是设计中所重点考虑的设计基准事故。核电厂严重事故中放射性物质的释放会对工作人员、公众和环境造成广泛伤害。因此，在核电厂设计和运行中，必须采取恰当策略缓解乃至防止严重事故的发生。捕集和滞留堆芯熔融物，防止其破坏反应堆压力容器和安全壳放射性屏障的完整性，是有效缓解严重事故后果的重要手段之一。EPR机组和VVER机组在反应堆压力容器下方设置堆芯捕集器，在熔融堆芯熔穿压力容器后，通过重力作用进入并滞留于堆芯捕集器内。而AP1000机组的滞留（IVR）原理是重力注水淹没反应堆压力容器，通过自然循环冷却压力容器外表面并带走堆芯热量，将堆芯熔融物滞留于压力容器内部[1-5]。本文在简要引入VVER机组堆芯捕集器工作原理的基础上，着重阐述了AP1000机组的IVR设计原理及优越性，并提出了其有待改进之处。1 VVER机组堆芯捕集器发生压力容器熔穿的严重事故时，堆芯捕集器能够收集、滞留和冷却熔融物，抑制安全壳内放射性物质和氢气的释放，防止安全壳底板熔穿和蒸汽爆炸，保障安全壳屏障完整性。堆芯捕集器布置如图1所示。堆芯熔融物熔穿低熔材料制成的维修底板后流入填料篮，与填料篮金属构件填料（氧化牺牲材料）发生热物理—化学反应（吸热反应），加速锆的氧化及熔融物的稀释，同时减少熔融物中金属氧化物的密度，有利于进一步的冷却。填料熔化后，热量传给换热器组件，水蒸汽由排放通道排出。熔融物熔穿压力容器约20 min后，开始由燃料水池向熔融物表面喷水冷却，燃料水池蓄水可供堆芯捕集器使用24 h，其后可采用能动设施补水。

核辐射知识手册

核安全

CAP1400安全壳和模块整体出厂时大件码头及场内设施改造方案分析

翟新军;陈启霞;葛彬;李伟;朱玉璧

【摘要】从 CAP1400核电钢制安全壳和模块整体出厂的构想尚存在诸多不确定因素切入，按照模块整体出厂参数，依据已审批的3000～5000 t 级核电站码头初步设计资料、SG 浮吊卸货运输方案、拟采用18000 t 级半潜船运输构想、重件道路等场内设施初步设计参数，对码头、场内设施等设计方案按照理想状态同比例放大航道、港池、码头、重件道路等参数建立模型，进行模块整体出厂的改造分析。经过对船型参数、航道、港池、码头、场内设施详细的技术与经济对比分析，对模块整体出厂从理论、安全、技术、经济等方面给出了切合实际的建议。%With

the idea of CAP1400 containment and CA/CV modules in its entirety

released from the fabrication shop,there are some uncertainties in this

scheme.Based on the parameters of CA/CV modules,the approved

drawings for heavy components wharfs of 3 000 t to 5 000 t nuclear power

plant,SG offloading (using a float crane ), transportation schemes, the

concept of 18 000 t semisubmersible barge, and the preliminary design

parameters of site facilities,the heavy components wharf and site facilities

were magnified proportionally according to the design scheme.The

电新丨核电,清洁能源的重要选项

电新丨核电，清洁能源的重要选项

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核电作为清洁的基荷电源，有望在能源转型与“双碳”建设过程中，实现稳健发展。目前我国核电建设三代技术大规模推广、四代技术储备领先，未来核电产业链（上游原料、中游设备、下游运营商）发展值得长期关注。

核电技术发展回溯：三代正当时，四代渐峥嵘。核电是利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式，从第一座核电站建成至今，核电技术发展已经历四代主要技术变迁。目前处在第三代技术广泛商业化应用，第四代技术加速储备与示范应用阶段。我国装机容量20万千瓦的石岛湾高温气冷堆示范工程，是全球首座将四代核电技术成功商业化的示范项目，已于2021年12月20日成功并网发电。

全球核电发展螺旋上升，中国核电稳步发展。从世界范围内看，核电发展主要经历了起步发展、迅速发展、缓慢发展和逐渐复苏四个阶段，核心拐点源自技术演进、能源需求与重大事件影响。不同国家能源体系下核电的作用地位差别较大，在我国核电经历了技术突破、技术合作与自主可控等阶段发展，技术不断发展，在四代技术等领域逐渐达到国际领先水平；同时，核电在运、在建规模不断增长，截至2021年12月31日，我国运行核电机组共52台（不含台湾地区），同比增长6.12%，在运核电机组装机规模约为5326万千瓦(不含台湾地区)，同比增长6.78%。

多因素助推核电发展，增量空间前景广阔。随着“双碳”发展与地区冲突加剧，近期能源价格飙升，导致多国调整核电政策以应对能源安全。同时，核能也是部分国家构建未来零排放电力系统，实现能源转型的关键；核电作为基础负荷调节电力系统，使得其在新型电力系统构建过程中发展潜力巨大。我们看好安全稳健地推进核能综合利用，使其与其它能源品种耦合发展。根据《“十四五”规划和2035年愿景目标纲要》及《中国核能发展报告（2021）》，预计到2025年，我国在运核电装机达到7000 万千瓦左右；到2030年，核电在运装机容量达到1.2亿千瓦，核电发电量约占全国发电量的8%。预计我国自主三代核电会按照每年6~8台的核准节奏实现规模化批量化发展，国内年均投资规模有望达到660亿元~1440亿元。

AP1000：最安全的核电技术

我国在浙江＝ｆ－Ｉ新建的ＡＰ１０００核电站机组，第一台在２０１３年就能并网运行。　这将是世界上第一座第三代ＡＰ１　０００核电站，比美国提前了两年半。ＡＰ１　０００　技术是目前最安全的核电技术，是全世界核电发展５０年经验和智慧的结晶。　

ＡＰ　１　０００：最安全的核电技术　

文／谢亦驰　

２００９年１２月１５日上午，我国第三代核　

电自主化依托项目浙江三门核电站２号机　

组提前一个半月实现主体工程全面开工。　

以此为标志，我国引进目前世界上安全性　最好、技术最先进的核电技术，建设的４　

台ＡＰ１０００先进核电机组已经有３台先后进　入主体工程建设阶段。　

什么是ＡＰ１　０００　西屋公司总裁兼首席执行官史睿智　

先生接受新华社记者采访时表示，西屋的　

ＡＰ１００ｏ核电技术是目前唯一一项通过美国核　管理委员会最终设计批准的“第三代＋”核　

电技术，　“这是目前全球核电市场中最安　

全、最先进的商业核电技术”。　ＡＰ１０００是一种先进的“非能动型　

压水堆核电技术”。用铀制成的核燃料　

在“反应堆”的设备内发生裂变而产生　

大量热能，再用处于高压下的水把热能　

带出，在蒸汽发生器内产生蒸汽，蒸汽　

推动汽轮机带着发电机一起旋转，电就　

源源不断地产生出来，并通过电网送到　

四面八方。采用这一原理的核电技术就　

是压水堆核电技术。　ＡＰ１０００最大的特点就是设计简练，　

易于操作，而且充分利用了诸多“非能动　

的安全体系”，比如重力理论、自然循　

环、聚合反应等，比传统的压水堆安全体　

系要简单有效得多。这样既进一步提高了　核电站的安全性，同时也能显著降低核电　

机组建设以及长期运营的成本。　

据西屋公司提供的技术材料称，　

ＡＰ１０００在建设过程中，可利用模块化技　

术，多头并进实施建设，极大地缩短了核　

电机组建设工期。ＡＰ１０００从开工建设到　

加载原料开始发电，最快只需要３６个月，　建设成本方面的节约优势明显。西屋公司　

预计，中国的４台核电机组将于２０１３年建　