EPR1000简介

2011.3.1EPR开发过程1991年法国电力公司与德国的一些电力公司决定与法马通和西门子公司共同开发EPR1993年5月法德建议对下一代压水堆采用共同安全方法1998年年底完成概念设计2000年3月法德专家组完成设计审查2000年10月通过“未来压水堆核电站的设计和建造的技术导则”2001年法马通与西门子合并，继续与法国安全当局讨论PSAR和详细设计2003年11月芬兰决定OL3项目采用EPR2005年9月12日，芬兰奥尔基卢奥托EPR核电站机组正式“奠基”。根据法国电力公司制定的发展战略，在法国核电站系统更新换代计划框架下，公司2020年后每年将新建一至两台EPR机组。2005年9月中旬，AREVA集团宣布，与美国一家电力公司组成《UniStarNuclear》公司，共同开发美国市场新一代EPR反应堆。N4KONVOI吸取法德77座电站的经验EPR主回路设计和布置与N4机组极其相近，可以看作经过验证。堆内构件总体布置、材料与N4相似，堆芯测量装置和控制棒导向管设计则以Konvoi设计为基础，布置在压力容器上封头，避免在压力容器底部使用贯穿件，下封头空间供处理严重事故使用。堆型N4EPRKONVOI热功率MWth425042503850电功率MWe147515501400环路数444燃料组件数205241193燃料组件型式17×1717×1718×18活性区高度427420390燃料组件总高480480483线性比功率W/cm179155163控制棒数738961总流量kg/s197142213518800反应堆出口温度℃329.1329.7324.5反应堆入口温度℃292.1297.4292.5蒸发器热交换面积730879605400主蒸汽压力bar72.57864.5采用成熟的设计技术，使EPR的安全水平明显提高。在提高经济竞争力方面，EPR主要采取：◦增大单机组容量,优化二回路设计，提高电厂的热效率；◦提高平均卸料燃耗，优化燃料管理策略，降低燃料循环成本；◦安全系统提供4x100%的冗余，允许随时进行预防性维修，并缩短在役检查时间，降低运行和维修成本；◦缩短换料停堆时间，降低停堆频率，提高电站的可用率水平等措施。EPR实现三大目标1、满足了欧洲电力公司在“欧洲用户要求文件”中提出的全部要求。2、达到了法国核安全局对未来压水堆核电站提出的核安全标准。3、提高核电的经济竞争力，EPR的发电成本将比N4系列低10%。据法国财政部介绍，与目前的核电机组相比，EPR的安全性将提高10倍。造价下降10%，预计EPR的发电成本将降至3欧分/kWh，产生的废物量将减少15%~30%。建设周期更短，从浇筑第一罐水泥到调试只需57个月。1反应堆和反应堆冷却剂系统EPR增大了反应堆尺寸；采用增大的蒸汽发生器稳压器容积比运行电厂增大了很多2专设安全设施系统（1）4个独立的中压和低压安注系列（2）低压安注系统兼作余热排出系统（4）2个独立的硼化系列（5）4个独立的应急给水系列（6）非能动安全壳氢控制系统（68台氢复合器，8台氢点火器）3严重事故预防与缓解措施（1）氢气控制（2）防止压力容器高压破损（3）减缓压力容器破损的后果EPR设计基本原则1.通过采用确定论和概率论方法，使EPR比现有核电厂有更高的安全水平；2.通过限制严重事故对核电厂本身可能造成后果缓解假想严重事故；3.降低发电成本，使核能与其它一次能源相比具有竞争性。主系统设计：主系统的设计、环路布置和主设备的设计非常接近于现有设计，因此，可以认为是成熟技术。设计方面遵循了简单性、实体隔离、多样化和冗余原则，任何安全级系统功能都能被另一系统（或一组系统）所备用。主系统特点1.主系统设计和环路布置类似2.主设备增加自由容积3.瞬态和事故工况下延长不干预时间安全系统-事故防范措施的几个主要方面：1.简化安全系统；2.通过对安全功能的实体隔离和备用功能的多样化来消除共模故障；3.增强某些设备的贮水能力，以加长运行人员处理瞬态事故的宽限期；4.采用数字化仪控系统提供的最佳人-机界面和先进的操作员信息系统提供的状态取向信息使得对人因错误不敏感。安全系统特点1.四路安注2.安全壳内有硼水贮存箱3.没有安喷系统4.余热排出与低压安注合并5.有附加硼系统MMMMMMMMMMMMMMMMM二次侧安全系统1.每台蒸发器有一台50%大气释放伐和二台25%安全伐2.四路独立的应急给水系统3.应急给水泵吸入口有母联管4.四路中有二路装有柴油发电机组的附加电源MSIVMSIVMSIVMSIVEFWStankEFWStankEFWStankEFWStankEFWSEFWSSafety&reliefvalvesSafety&reliefvalvesSafety&reliefvalvesSafety&reliefvalvesMainSteamMainFeed核电厂布置特点反应堆厂房位于厂区中心。安全壳周围布置安全和燃料厂房，所有安全相关系统都设计成四重冗余并安装在实体上完全隔离的分隔区内。反应堆厂房、燃料厂房和4个安全厂房设有抗外部事件（如地震和爆炸压力波）的保护。反应堆厂房、燃料厂房和2、3号安全厂房可以抗飞机撞击。主控室和遥控停堆站在2号厂房内。EPR设计在严重事故工况下，可以通过缓解严重事故的后果来确保安全壳的完整性。该策略主要依靠一回路可靠卸压，安全壳内安装氢气复合器，采用带过滤装置的双层安全壳以减少放射性泄漏风险，最后堆芯捕集器将保证熔融物的长期稳定。安全方面的改进目标主要是：1.通过改进预防措施，进一步降低堆芯熔化概率；2.从设计阶段便开始考虑采取措施缓解严重事故的后果。降低堆芯熔化概率方面的设计选择：1.在设计阶段就把运行条件范围的扩展考察进去；在风险分析和防护安全系统的设计（例如停堆状态自动安注启动信号的实施）中都对停堆状况作了系统考虑。用概率分析方法，确定可能产生堆芯熔化或大规模早期释放的事故的序列，分折原因，采取措施。降低堆芯熔化概率方面的设计选择：1.在设计阶段就把运行条件范围的扩展考察进去；对于内外部危险引起的风险采取更多的预防措施，将多种危险（地震、洪水、火灾、坠机）所引起的风险减至最低。安全系统设计在机械电气部分和仪控方面都采用四重冗余。4个冗余系列、实体隔离。（防范地震和爆炸）降低堆芯熔化概率方面的设计选择：1.在设计阶段就把运行条件范围的扩展考察进去；（续）采用双层混凝土壳防护燃料厂房、4个安全厂房中的2个专门用于安全系统、主控室和应急状况下使用的遥控停堆站的厂房。外层厚的钢筋混凝土壳本身具有足够的强度缓解军用或大型民用飞机的撞击所产生的冲击。降低堆芯熔化概率方面的设计选择：1.在设计阶段就把运行条件范围的扩展考察进去；（续）其它2个未受双层混凝土保护的安全厂房相对布置并被反应堆厂房分开，这样，2个厂房不会同时受损。降低堆芯熔化概率方面的设计选择：2.针对有关设备和系统采取的选择旨在减少不正常工况恶化为事故的可能破裂排除的概念：反应堆冷却剂系统的设计、锻造管道及部件的采用、高机械性能材料的使用、无缝工艺和方案的使用、复杂的布置再综合采取早期泄漏检测，并加强在役检查，实质性根除了反应堆冷却剂管道双端剪切断裂情况的发生降低堆芯熔化概率方面的设计选择：2.针对有关设备和系统采取的选择旨在减少不正常工况恶化为事故的可能（续）蒸汽发生器传热管破裂事故的优化管理安全系统的简化及冗余的优化和多样化补充2台柴油发电机降低堆芯熔化概率方面的设计选择：3.改善人工干预的可靠性在短期的偶发事件和事故中，所需的保护和安全防护自动形成。在主控室采取行动30分钟以前操纵员无需采取行动，或在电厂就地采取行动一小时以前操纵员无需采取行动。改进人机界面、全计算机化主控室。主要的严重事故对策是：根除可能导致早期大规模释放的情况，包括高压熔堆、高能堆芯熔融物/水相互作用导致蒸汽爆炸、在安全壳内的氢爆燃；一旦出现熔堆事故后，堆芯熔融物在压力容器外扩展，要把堆芯熔融物收集起来，冷却，稳定，保证反应堆安全壳完整性。InIn--VesselVesselRetentionRetentionofCoreofCoreDamageDamage堆芯熔融物堆芯熔融物保持在反应保持在反应堆压力容器堆压力容器内内（（IVRIVR））临时性（可装卸）的堆腔密封环蒸汽/水出口出口通风道节气闸冷却水入口绝热层支承可移动的绝热层支承绝热层屏蔽结构块反应堆压力容器支承入口浮球组热管段接管嘴冷管段接管嘴核电厂布置特点采用双层安全壳：内安全壳由预应力混凝土园柱壁带椭园封头和一个钢筋混凝土地面形成。外安全壳由钢筋混凝筒形成，与内安全壳共用地面，上面与钢筋混凝土穹顶相联，穹顶用以抗外部事件。从内安全壳壁流出的泄漏物被收集并过滤后经抽气系统的环道排效。堆型岭沃EPRAP1000热功率（兆瓦）290542503415电功率（兆瓦）98516501200环路数342机组布置双堆布置单堆布置单堆布置燃料组件数157241157安全壳类型单层双层双层设计寿命406060建设工期605742最基本的区别点：AP1000是革新型压水堆，采用非能动安全系统EPR是改进型压水堆，在原设计基础上进行了改进AP1000通过去除能动部件，依赖自然力-重力、自然循环、蒸发冷却等方式，达到很高的安全性EPR通过增加能动部件数和系列数，而增加安全性由于AP1000与EPR部件数的差别，AP1000容易更加经济地建设和维护由于AP1000采用模块化建造方式，缩短了工期，降低了造价。