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AP1000的產生

來源:中國核電信息網 發布日期:2009-02-16

     美國能源部和工業部門先后制定了2O1O年核電近期部署計劃 和2030年前后的遠期部署計劃,由能源部組織的包括來自業主和運營、供應商、科學界和國家實驗室的13位專家的“近期部署小組NTDG”起草,與核能研究所(NEI)新核電任務執行團隊有“虛線”的關系,以保證與進行中的工業界活動密切合作。文獻列舉8個新電廠設計,供近期部署選擇,以解決美國能源需求的增長,有助于在不損害經濟的條件下,達到清潔大氣和減少溫室氣體排放的目的,其中包括AP6OO/1000及ABWR等。AP600設計基于成熟的壓水堆技術,發電系統的基本設計與常規設計相同,只是根據在世界范圍內所收集到的運行經驗反饋做了許多詳細改進。關鍵的革新特性是安全系統利用了自然現象,如重力、壓縮氣體等代替電源提供的動力,因此,在嚴重故事下有3天的時間不需要操縱員操作而保證冷卻水位不低于堆芯頂部,從而使堆芯得到持續的冷卻。自然的(或非能動的)應急冷卻系統代替了動力驅動泵及有關管線、閥門和控制裝置等組成的系統。AP600是由一個西屋公司、國內外工業界、能源部下屬機構組成的精英團隊采取自帶“糧票”的集資方式所研發的。其間,高素質的顧問班子和大學教授做出了重要貢獻。幾家電力公司發展了一套“業主一操縱員要求”,反饋運行經驗,指導設計。1999年l2月,美國核管理委員會(USNRC)批準了AP600的設計資格證書。這是西方或者是亞洲已經取證的采用非能動安全技術的唯一的核反應堆設計。AP1000是AP600設計的擴容版。AP1000在2004年9月獲得了最終設計審批。2005年12月頒發了全部許可證。
      AP600滿足美國用戶要求,包括電力生產成本目標。西屋公司認識到目前AP600電站4.1~4.6美分/kWh的電力成本估算值在美國電力市場沒有競爭性。因此,開始了AP1000的研制,并利用非能動安全裝置的規模經濟性使發電成本降低到約3.0—3.5美/kWh。預計AP1000是核能復興的理想選擇。英國電力公司(BE)和英國核燃料有限公司(BNFL)最近的一項合作研究已經將AP1000反應堆作為建造在英國的新的核建設的一個可行的方案來進行評價。在AP系列之后,關鍵的技術思想之一是簡化,這使AP系列的建造、運行和維修費用更低。一般來講,由于簡化后需要的設備很少,有助于降低投資費用和避免管理、運行和維修所需費用的浪費。AP600大量簡化設計符合核管會的全部要求和美國電力研究所(EPRI)的先進輕水堆用戶要求,經過高級別的評審,表明AP1000與歐洲用戶要求文件達到廣泛的一致。將已經取得美國核管會設計資格證書的AP600作為起點,通過進行最少的改進來實現AP1000功率的顯著增加。AP1000電站的型式和輔助系統保持與AP600的相同。AP1000設計繼續使用已經驗證的設備和部件,保持了AP600的固有安全和簡化特點。

      與AP600一樣,AP1000是一個二回路壓水反應堆,以非能動堆芯和安全殼冷卻系統為特點,由于擴容效益而使它在美國非管制電力市場中更具有競爭性。從AP600擴容到AP1000產生了一個問題,那就是AP600的審評基礎及試驗數據庫是否能用于AP1000的設計確認申請?為此西屋公司從審評觀點重新評價了AP600的審評基礎和試驗設施的比例因子,主要結果是AP1000沒有發現新的現象,AP600的審評基礎可用于APl000。而試驗數據包括整體效應試驗(SPES、OSU、ROSA 和LST)和分離效應試驗結果也可以用于APIO00。AP6OO雖然滿足了美國電力公司的要求,包括成本目標,是一個頗具成本效益的電廠設計,具備部署條件,但造價($1 3O0~ $1 5OO/kW)仍然高于美國市場競爭所需的$1 ooo/kW 左右AP6OO擴容就是為了增強電廠的競爭性。西屋公司研究表明,保持AP600的設計立足點、成熟設備和審評基礎不變而將功率提高到1 000 Mw 是可能的。在AP600限定的空間中布置AP1000并且保持成熟設備的可信度和較大的安全余量。核反應堆布置、非能動安全系統和輔助系統與AP600相同,而核反應堆、堆芯、核反應堆冷卻泵和蒸發器增加了尺寸,它們都基于運行的1 O00MW 壓水堆所用過的或為新型壓水堆研發和試驗過的設備。非能動安全系統的容量也基于AP600試驗和分析結果有選擇性地增加。AP1000滿足美國核管會NRC確定論和概率.

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