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??? 三、AP1000與EPR安全系統之間的差異分析 1.采用了不同設計理念提高安全性 AP1000是在傳統成熟的壓水堆核電技術的基礎上，采用非能動安全系統，系統設計采用加壓氣體、重力流、自然循環以及對流等自然驅動力，而不是用泵、風機或柴油發電機等能動部件，可以在沒有交流電源、設備冷卻水、廠用水以及供暖、通風與空調等安全級支持系統的條件下保持正常運行功能。 EPR壓水堆核電站采用循序漸進式設計改進，根據現役核電站的設計、建設和運行經驗，在傳統設計基礎上，對系統的設計、布置和運行進行了適當的改進和優化，增加安全系統冗余度，安全系統全部采用4×100%的配置。在EPR的設計中，還特別注重嚴重事故的預防和事故后果的緩解，消除了放射性大劑量釋放的風險，把應急措施限制在電站十分有限的范圍內。 2.通過不同方式實現可操作性、可維修性和高可用率 AP1000設計理念是采用非能動安全系統，簡化了系統設計，操作員操縱安全系統所要求動作的數量和復雜程度都達到了最小，提高了可操作性，減少了人員干預產生的誤動作；非能動安全系統減少了部件數量，降低了相關維修要求；安全系統技術規范大大簡化，降低了監督要求。 EPR專設安全系統的設計遵循簡單和冗余的原則。EPR安全系統和它們的支持功能設備（安全注入系統、應急給水系統、設備冷卻系統、應急電源）都是以四系列布置。這樣設置一是為提高安全水平，二是使得其高冗余度在運行和維修方面節約成本。 3.嚴重事故預防和緩解措施不同 AP1000的非能動安全系統能夠在無操縱人員行動以及無交流電源的條件下維持長期的事故緩解。對于極限設計基準事故，在安全殼內用于再循環冷卻的堆芯冷卻劑裝量以及堆芯的硼化足以維持至少30天時間。對于堆芯熔化的超設計基準事故，AP1000為防止壓力容器失效，考慮了用安全殼內換料水貯存箱內的水淹沒反應堆腔和反應堆壓力容器的事故管理策略。在假想的嚴重事故期間，用水冷卻壓力容器的外表面，并防止在下封頭處的堆芯熔化碎片熔穿容器壁而進入安全殼。將堆芯熔融物保留在壓力容器內可以防止容器外嚴重事故現象，如堆外蒸汽爆炸和堆芯物質與混凝土的化學反應的發生，進而保護了安全殼的完整性。 EPR在設計中考慮了假想堆芯熔化事故，采取措施防范高壓熔堆和氫氣爆燃，并采用一個專門的擴散區域使堆芯熔融物得以長期冷卻，還加強了安全殼結構的強度以抵御不太可能出現的壓力積聚，確保在短期和長期堆芯熔化事故時防止大規模放射性釋放的發生。EPR設有防止高壓熔堆的專用卸壓閥，經高溫運行鑒定，即使在發生穩壓器卸壓管線故障的情況下，這些閥也能保證反應堆冷卻系統快速卸壓。EPR考慮了發生堆芯熔融物在壓力容器外擴展的情況，設有專門的堆芯擴散冷卻區，并且表面覆蓋有“可犧牲材料”作保護層，其下部裝有循環水冷卻通道，保護核島基礎底板免受任何損害。 4.通過不同方式控制發電成本，提高經濟性 AP1000采用非能動專設安全系統，設計、系統設置以及工藝布置更加簡化，施工量減少了，工期縮短了。與傳統壓水堆相比，AP1000所需的閥門、泵、安全級管道、電纜和抗震廠房容積分別減少50%、35%、80%、70%和45%，減少了所用設備部件的采購量，降低了安裝成本，縮短了施工時間，減少了維修量。而且，AP1000設計中廣泛采用了現代的模塊化設計和施工技術，可以有效地縮短建造工期。 EPR專設安全系統設計采取四個冗余系列，總投資費用略有增加，但通過提高輸出電功率，可以降低發電成本。EPR選定熱功率輸出為4500MW，設計中，通過給蒸汽發生器提供一個預熱區，提高了汽輪機入口處主蒸汽的壓力，效率可以達到36%，對應的凈電功率達到了1630MW。另外，根據在法國和德國最新建造的大部分核電站的經驗，EPR核電站的建造時間控制在4～5年，通過對EPR核電站布置的優化，采用先進的計劃、施工和安裝方法還可以縮短工期，控制工程造價，以提高電站的經濟性。 四、結論 西屋公司AP1000核電站設計采用了非能動安全系統設計，與傳統壓水堆核電站相比系統設計顯著簡化，而且不再需要大規模的傳統壓水堆核電站中所使用的支持系統，不再依賴于應急交流電源。AP1000非能動安全系統的簡化設計不僅可以降低造價、縮短建造工期，而且可以減少維修需要、實現運行靈活性、實現高的可用率，使AP1000具有良好的經濟競爭性。但是，從全球范圍來看，目前還沒有實際投入運行的AP1000核電站。 EPR是法馬通公司和西門子公司聯合設計開發的面向21世紀的新一代改進型壓水堆核電站，全面滿足了歐洲用戶要求。在安全系統設計上保持了壓水堆技術的延續性，充分吸收了法國和德國核電站發展多年的設計、建造和運行經驗，并充分考慮到了當前的工業水平，采用了先進的設計和建造技術。EPR采用四個系列、獨立通道的安全系統設計不僅大大提高了總體安全水平，而且改進了可維修性，提高了可用率。另外EPR還通過提高功率規模、提高發電效率、降低運行和維修成本等途徑提高了經濟性。 |
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三代核電安全系統比較分析（二）
發布時間：2012-01-12
來源：國家能源局
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