西屋电气公司的AP1000先进非能动型压水堆是一个在AP600基础上设计开发的电功率为1117MW的压水反应堆,它保留了AP600的设计结构,尽量减少对AP600设计上的改动。
AP1000核动力厂在成熟的压水堆核电技术的基础上,引入安全系统非能动理念,使核动力厂安全系统的设计发生了创新性的变化,在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,大幅度地减少了安全级设备(包括核级电动阀、泵和电缆等)及抗震构筑物,取消了1E级应急柴油发电机系统和大部分安全级能动设备;明显降低了对大宗材料的需求。
非能动安全系统的采用使AP1000比传统的核动力厂具有更大的优越性。非能动安全系统不需要操纵员的行动来缓解设计基准事故。这些系统仅仅利用自然力因素,例如重力、自然循环和压缩空气来使系统工作,而不需要采用泵、风机、柴油机、冷水机或其他能动部件。非能动安全系统只需少量的阀门连接,并能自动启动。这些阀门被设计成在失去电源或接收到安全保护启动信号时启动,达到它们的安全保护状态。
非能动安全系统不需要大规模的能动安全支持系统(例如:交流电源、供暖通风和空调系统、设备冷却水、厂用水系统以及有关抗震厂房来放置这些部件),而这些在典型的常规核动力厂里是必需的。
AP1000的设计是一个两回路、百万级压水堆核动力厂,采用非能动安全设施以及简化的电厂设计,从而使核电厂具有良好的可建造性、可运行性和可维修性。它满足URD要求,其设计特点主要有:
(1)机组净电功率约1117MW,电站设计寿命60a;
(2)机组可利用率≥93%,非计划停堆次数小于每年一次;
(3)燃料热工裕量,即偏离泡核沸腾比(DNBR)裕量大于15%;
(4)燃料组件卸料燃耗可达60000MW•d/tU,堆芯燃料循环的换料周期为18个月,17d完成换料;
(5)堆芯损伤频率<1×10-6/(堆•年),严重事故下大量放射性物质释放频率<1×10-7/(堆•年);
(6)换料周期为18~24个月;
(7)非能动安全系统保证了在事故发生后,操作员可不干预时间至少为72h;
(8)抗震设计的安全停堆地震(SSE)水平加速度为0.3g;
(9)采用安全壳外冷却的方案实现堆芯熔化后堆芯熔融物在压力壳内滞留。在表3-7中列出AP1000 设计的总参数。
表3-7 AP1000设计的总参数
电厂设计寿命 |
60a |
反应堆热功率 |
3400MW |
安全停堆地震(地面加速度) |
0.3g |
电厂效率(净) |
32.7% |
电厂输出电功率(毛) |
1200MW |
电厂可利用率 |
93% |
电厂输出电功率(净) |
1117MW |
堆芯熔化频率 |
5.08×10-7/(堆•年) |
核蒸汽供应系统热功率 |
3415MW |
大量早期释放频率 |
5.94×10-8/(堆•年) |
摘自全国注册核安全工程师执业资格考试辅导教材《核安全综合知识》(修订版)