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　　韓國(guó)近年開(kāi)發(fā)的APR(Advanced Power Reactor)1400成為世界首創(chuàng)的大容量商用壓水堆(APWR)。它是從1992年6月著手開(kāi)發(fā)，在2O多年核電建造與運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，融合世界先進(jìn)技術(shù)開(kāi)發(fā)而成的。

　　2002年5月7日，韓國(guó)國(guó)家核電管理部門(mén)——KINS為APR1400頒發(fā)了標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)許可證(DC)。目前韓國(guó)正籌備建造下一代大容量核電站——新古里3號(hào)、4號(hào)機(jī)組。

　　一、APR1400的主要特性

　　韓國(guó)型下一代反應(yīng)堆，是能與目前世界其他正在開(kāi)發(fā)中的下一代新型壓水堆媲美的新型大容量反應(yīng)堆。它最大限度地反映了美國(guó)、歐洲先進(jìn)國(guó)家在下一代反應(yīng)堆中欲采用的最新設(shè)計(jì)概念及安全特性，滿足了下一代新型壓水堆的設(shè)計(jì)安全性和經(jīng)濟(jì)性的基本條件。其主要特性有：

　　1、APR1400的設(shè)計(jì)壽命是60年，比現(xiàn)存40年延長(zhǎng)了50%。

　　2、APR1400的廠址設(shè)計(jì)條件對(duì)抗震要求從現(xiàn)存的0.2g提升到0.3g，提高了50%。而且安全殼與輔助廠房都布置在單一共同基墊上，進(jìn)一步提高了抗震能力。

　　3、為在發(fā)生重大事故時(shí)，有效應(yīng)對(duì)堆芯損傷，APR1400采用了安全殼內(nèi)部核燃料再裝水槽 (IRWST)、被動(dòng)型氫再結(jié)合器、氫點(diǎn)火器等緩解設(shè)備。

　　4、為了比現(xiàn)存機(jī)組大幅度提高安全注入系統(tǒng)(SIS)的性能，APR1400將2系列低溫管注入(CLI)方式改為4系列反應(yīng)堆直接注入(DVI)方式，并安裝“Fluidic Device”來(lái)提高安全余量。

　　5、APR1400把加壓器的放出管路(Line)與IRWST連接在一起，把閥門(mén)打開(kāi)時(shí)有可能導(dǎo)致的安全殼放射污染降低到最小；為設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單化，提高有效應(yīng)對(duì)重大事故能力和運(yùn)行、維護(hù)檢修等能力，采用POSRV制造了安全減壓設(shè)備。

　　6、改善現(xiàn)存模擬主控室，APR1400采用了人體工程學(xué)數(shù)字方式的主控室。在主控室內(nèi)，配置了小型工作站和大屏幕信息顯示板，通過(guò)電腦處理信息和圖像，可實(shí)時(shí)監(jiān)控各種運(yùn)行數(shù)據(jù)。為了安全停堆，還另行安裝和運(yùn)行遠(yuǎn)程控制操作板。

　　下表是APR1400與EPR、N4主要指標(biāo)對(duì)比：

　　二、更加提高的經(jīng)濟(jì)性

　　為滿足縮短建設(shè)工期、設(shè)備容量大型化、設(shè)計(jì)壽命延長(zhǎng)等條件， APR1400新開(kāi)發(fā)了適合大型化和最優(yōu)化的多種核心技術(shù)，比現(xiàn)存的1,000MWe級(jí)韓國(guó)標(biāo)準(zhǔn)型核電OPR1000，經(jīng)濟(jì)性更加提高。其主要核心技術(shù)是：

　　1、 現(xiàn)存1,000MWe級(jí)韓國(guó)標(biāo)準(zhǔn)型核電的建設(shè)工期是62個(gè)月, 而APR1400只有48個(gè)月(Nth)。為縮短工期開(kāi)發(fā)，應(yīng)用了許多新工藝，這不僅節(jié)省了總建設(shè)成本，而且通過(guò)延長(zhǎng)設(shè)計(jì)壽命(40年——60年)，降低了年折舊費(fèi)。

　　2、APR1400比現(xiàn)存1,000MWe級(jí)韓國(guó)標(biāo)準(zhǔn)型核電機(jī)組，增加了40%的反應(yīng)堆功率，達(dá)到1,400MWe。另外采用了能夠縮短燃料再裝時(shí)間和故障率極低的高可靠性設(shè)備，增加了機(jī)組的可利用性。

　　3、 把再裝堆芯核燃料的平均放出燃燒度提高到60,000(MWD/MTU)，并通過(guò)強(qiáng)化核燃料集合體的熱傳遞性能、長(zhǎng)周期循環(huán)等方案，提高了燃料利用率。

　　4、 APR1400可節(jié)省運(yùn)行和維護(hù)檢修費(fèi)。為最大可能防止操作員人為的失誤和操作帶來(lái)的不便，采用了經(jīng)過(guò)改善的人機(jī)接口系統(tǒng)MMIS(Man-Machine Interface System)，最高地提升了質(zhì)量和自動(dòng)化水平。

　　5、APR1400將現(xiàn)存1,000MWe級(jí)機(jī)組的8%的蒸汽發(fā)生器堵管余量提高到10%，從而確保了更加穩(wěn)定的運(yùn)行余量。

　　6、 最大可達(dá)到1,450Mwe功率的大容量APR1400，其建設(shè)成本比現(xiàn)存1,000MWe級(jí)韓國(guó)標(biāo)準(zhǔn)型核電149萬(wàn)韓幣/KW降低19%，降到121萬(wàn)韓幣/KW。計(jì)劃發(fā)電成本比現(xiàn)存1,000MWe級(jí)韓國(guó)標(biāo)準(zhǔn)型核電約39韓幣/KWh降低13%，降到約34韓幣/KWh。

　　三、更加強(qiáng)化的安全性

　　APR1400通過(guò)“采用更加嚴(yán)格的抗震設(shè)計(jì)要求”與“采用經(jīng)改善的重大事故緩解應(yīng)對(duì)設(shè)備”，比現(xiàn)存核機(jī)組具有了更強(qiáng)化的安全性。

　　1、 采用了更嚴(yán)格的抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。其他下一代核電反應(yīng)堆技術(shù)如：N4與EPR的抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)分別是0.15g和0.25g，而APR1400的抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)卻是0.3g，因設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)更高，所以安全度更高。

　　2、 采用了經(jīng)改善的事故緩解應(yīng)對(duì)安全設(shè)備。

　　·安全殼廠房?jī)?nèi)安裝了核燃料再裝水槽(IRWST)，從而確保了發(fā)生重大事故時(shí)，熱消除源、安全注入系統(tǒng)(SIS)可持續(xù)得到冷卻水源等諸多措施。

　　· 把現(xiàn)存核電的2系列低溫管注入方式(CLI)，改成4系列的反應(yīng)堆直接注入方式(DVI)，從而使安全注入系統(tǒng)性能得到明顯改善。

　　·采用性能優(yōu)化的“Fluidic Device"，從而有效使用安全注入冷卻水，進(jìn)一步增強(qiáng)了安全余量；并通過(guò)除掉大容量低壓安全注入泵，運(yùn)行余量得到顯著改善。

　　·采用了被動(dòng)型氫再結(jié)合器與氫點(diǎn)火器設(shè)備、為防止安全殼廠房直接加熱(DCH)的"Convoluted Flow Path"設(shè)計(jì)、為緩解事故影響的反應(yīng)堆共同結(jié)構(gòu)改善設(shè)計(jì)，大幅度強(qiáng)化了安全性。

　　3、 堆芯安全性進(jìn)一步提高。堆芯損傷頻率(CDF)在現(xiàn)存的核電機(jī)組中，其頻率是每一個(gè)反應(yīng)堆一萬(wàn)年有一次可能發(fā)生。但是APR1400的CDF，其頻率是十萬(wàn)年一次；放射線泄漏頻率(LRF)在現(xiàn)存機(jī)組是每一個(gè)反應(yīng)堆十萬(wàn)年有一次可能發(fā)生，而APR1400的頻率是百萬(wàn)年一次。分別比現(xiàn)存核電機(jī)組安全性更提高了10多倍。

　　四、更加增強(qiáng)的親環(huán)境性

　　二氧化碳、一氧化氮、甲烷等溫室氣體日益加速地球溫室化的進(jìn)程，成為給人類(lèi)帶來(lái)集中降雨、水面急速上升、異常氣候、巨大的臺(tái)風(fēng)等各種環(huán)境災(zāi)難的主要原因。特別是二氧化碳在溫室氣體中所占的比率最高。甲烷和一氧化氮等氣體在大自然中自然發(fā)生，因此現(xiàn)實(shí)上無(wú)法人為地去控制，但是二氧化碳能夠被人為控制，因此抑制二氧化碳的排放量，成為防止地球溫室化的主要對(duì)象。

　　APR1400核電機(jī)組可最大限度地抑制二氧化碳排放。它的最優(yōu)化堆芯核設(shè)計(jì)與熱水力設(shè)計(jì)，不僅可保障反應(yīng)堆的安全性，而且可最大增加燃料的平均放出燃燒度。該機(jī)組采用了最新高燃燒長(zhǎng)周期設(shè)計(jì)技術(shù)，因此平均放出燃燒度高達(dá)60,000(MWD/MTU)，且每單位功率所消耗的鈾燃料降低到最小，從而最大限度地抑制了高放核廢料的排放。

　　另外，APR1400采用60年的設(shè)計(jì)壽命，并采用了最新放射性廢料的處理技術(shù)，因此相同的發(fā)電量，產(chǎn)生的放射性廢料總量比現(xiàn)存核機(jī)組大有減少，親環(huán)境性顯著提高。

　　五、今后的展望

　　根據(jù)政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì) (IPCC: Inter-governmental Panel on Climate Change)發(fā)表的今后核電發(fā)展展望，截止到2030年世界核電發(fā)電量預(yù)計(jì)增加2.5倍，占總發(fā)電量的27%；而到2050年，預(yù)計(jì)達(dá)到目前發(fā)電量的4倍。

　　另外，為滿足社會(huì)對(duì)安全性和經(jīng)濟(jì)性越來(lái)越苛刻的要求，進(jìn)一步加強(qiáng)核安全，進(jìn)行長(zhǎng)壽期的核電設(shè)計(jì)以及大型化設(shè)備容量勢(shì)在必行。APR1400正是同時(shí)滿足這種社會(huì)和技術(shù)要求而成功開(kāi)發(fā)的下一代核反應(yīng)堆。(李熙龍)