CPR1000與EPR專設(shè)安全系統(tǒng)的差異性比較和分析

1、    cpr1000與epr專設(shè)安全系統(tǒng)的差異性比較和分析    王希良摘  要：cpr1000是中國廣核集團推出的中國改進型百萬千瓦級（1000 mw）壓水堆核電技術(shù)方案。它是在引進、消化、吸收國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合20多年來的漸進式改進和自主創(chuàng)新形成的“二代加”百萬千瓦級壓水堆核電技術(shù)。cpr1000技術(shù)源于法國引進的百萬千瓦級堆型m310堆型。法國百萬千瓦級核電技術(shù)的原型是美國西屋公司的標(biāo)準(zhǔn)312堆型，并通過改進批量化建設(shè)成為標(biāo)準(zhǔn)化的cpy技術(shù)。為了提高法國核電的出口競爭力，法國法瑪通公司在cpy的基礎(chǔ)上形成了安全性和經(jīng)濟性較好的m

2、310堆型。大亞灣核電站引進的就是這種新型的m310堆型。epr是目前國際上最新型反應(yīng)堆（法國n4和德國近期建設(shè)的konvoi反應(yīng)堆）的基礎(chǔ)上開發(fā)的，吸取了核電站運行三十多年的經(jīng)驗。具有更高的經(jīng)濟和技術(shù)性能：降低發(fā)電成本，充分利用核燃料（uo2或mox），減少長壽廢物的產(chǎn)量，運行更加靈活，檢修更加便利，大量降低運行和檢修人員的放射性劑量。關(guān)鍵詞：cpr1000;epr;差異性一、cpr1000cpr1000是以中國廣東核電集團從法國引進的百萬千瓦極核電機組基礎(chǔ)，結(jié)合技術(shù)改進形成的中國大型商用壓水堆技術(shù)方案。其設(shè)計自主化、設(shè)備本地化、建設(shè)自主化、運行自主化水平最高且以國內(nèi)運行業(yè)績最佳，成為參考基

3、礎(chǔ)的技術(shù)方案。cpr1000是一個先進、成熟、安全、經(jīng)濟的，可以自主批量建設(shè)的“二代加”主力堆型。正在建設(shè)的嶺澳核電站二期1號機組為cpr1000技術(shù)方案的首臺機組，遼寧紅沿河核電站一期工程四臺機組采用cpr1000技術(shù)方案。（一）經(jīng)濟性采用半速汽輪發(fā)電機組，提高機組效率，繼而提升電價競爭力，半速機組的供貨商選擇范圍較大，可以形成多家廠商競爭的局面。首爐堆芯即采用18個月?lián)Q料方案，減少了換料大修次數(shù)，降低大修成本，提高電站可利用率，增加年發(fā)電量。工程建造采用可視化進步控制，直接在三維模型上顯示施工進步的進展和狀態(tài)，檢驗施工順序和方案，展示進度和計劃的差異，為施工計劃的安排和優(yōu)化提供支持和服務(wù)。

4、三維輔助設(shè)計，系統(tǒng)三維布置校驗，檢驗接口是否自恰，三維空間布置核驗，設(shè)置最佳路徑，縮短大修工期。實現(xiàn)4個自主化，同時由于設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化、自主化，并且相對于參考電站改動較小，完全可以實現(xiàn)設(shè)計復(fù)用。設(shè)備基本實現(xiàn)本地化。如果小批量建設(shè)，考慮到設(shè)計利用以及批量采購，單位造價可低于1300美元/千瓦，國產(chǎn)化成熟并批量化后爭取實現(xiàn)1萬元人民幣/千瓦。（二）安全性cpr1000以大亞灣核電站和嶺澳核電站一期為參考基礎(chǔ)，考慮標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、批量化制造和規(guī)?；ㄔO(shè)。cpr1000符合核電科技發(fā)展規(guī)律，可與第三代核電技術(shù)平穩(wěn)過渡銜接。cpr1000采用縱深防御的策略，采取事故預(yù)防和事故緩解措施。制定嚴(yán)重事故對策，采用合

5、理、平衡的安全設(shè)計，進一步接近第三代概率安全目標(biāo)。在嶺澳核電站二期基礎(chǔ)上進一步完善數(shù)字化儀控技術(shù)，有助于提高電廠安全性，事故處理規(guī)程由事故定向轉(zhuǎn)為狀態(tài)定向，減輕操作員負(fù)擔(dān)，降低人因失誤，有利于處理多重事故，有利于與嚴(yán)重事故處理規(guī)程接口。堆坑注水技術(shù)，有利于防止或延遲rpv熔穿防止堆芯熔融物與混凝土反應(yīng)防止安全殼底板熔穿，抑制安全殼內(nèi)氫的產(chǎn)生量，安全殼保持安好的概率提高。低泄漏設(shè)計，減少了對壓力容器的中子輻照。二、eprepr的電功率約為1600兆瓦，具有大規(guī)模電網(wǎng)的地區(qū)適于建設(shè)這種大容量機組，另外，人口密度大、場址少的地區(qū)也適于采用大容量機組。epr可使用各類壓水堆燃料：低富集鈾燃料（5%）、

6、循環(huán)復(fù)用的燃料（源于后處理的再富集鈾，或源于后處理的钚鈾氧化物燃料mox）。epr堆芯可全部使用mox燃料裝料。這樣，一方面可實現(xiàn)穩(wěn)定及減少钚存量的目標(biāo)，同時也可降低廢物的產(chǎn)量;epr的技術(shù)壽期為60年，目前在運行的反應(yīng)堆的技術(shù)壽期為40年。由于設(shè)備方面的改進，epr運行40年無需更換重型設(shè)備。（一）經(jīng)濟性發(fā)電成本低，比n4系列反應(yīng)堆低10%，原因有：功率大（約1600兆瓦），建設(shè)周期短，建設(shè)至商運57月，燃料的利用率高，在發(fā)電量相同的條件下，epr將減少使用15%的鈾。（二）安全性加強防范可能損壞堆芯的事件，緩解堆芯熔化的放射性影響兩方面的要求，具有更高的安全性。1.加強防范損壞堆芯的事件通

7、過設(shè)計簡單化、功能多樣化和冗余系統(tǒng)確保安全功能。自動化水平更加先進：epr配置四個同樣的安全系統(tǒng)，具有非正常狀態(tài)下冷卻堆芯的功能。每個系統(tǒng)都能完全獨立發(fā)揮其安全功效。這四個系統(tǒng)分別設(shè)在四個廠房，實行嚴(yán)格的外部事件（地震）造成某一系統(tǒng)失靈時，另一系統(tǒng)代替有故障系統(tǒng)行使安全職能，實現(xiàn)反應(yīng)堆安全停堆。這些結(jié)構(gòu)性的安全系統(tǒng)將把在役壓水堆極低的堆芯破損概率再降低一個10次方。2.安全殼具有非常高的密封性如果萬一發(fā)生堆芯損壞事件，將對居民和環(huán)境采取防御性保護措施，使他們不受影響。epr的密封水平是國際上唯一的，反應(yīng)堆廠房非常牢固，混凝土底座厚達6米，安全殼為雙層，內(nèi)殼為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，外殼鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

8、，厚度都是1.3米。2.6米厚的安全殼可抵御墜機等外部侵襲。即使發(fā)生概率極低的熔堆事故，壓力殼被熔穿，熔化的堆芯逸出壓力殼，熔融物仍封隔在專門的區(qū)域內(nèi)冷卻。這一專門區(qū)域的內(nèi)壁使用了耐特高溫保護材料，能夠保證混凝底板的密封性能。epr的熔堆事故影響嚴(yán)格限制在反應(yīng)堆安全殼內(nèi)，核電站周邊的居民、土壤和含水層都受到保護。3.降低運行和檢修人員的輻照劑量epr運行和檢修人員的輻射防護工作將進一步加強：集體劑量目標(biāo)確定為0.4人希弗特/堆年，與目前經(jīng)濟合作與發(fā)展組織國家核電站的平均劑量（1人希弗特/堆年）相比，將降低一倍以上。目前法國核電站檢修人員的集體劑量水平約合人均劑量5毫希弗特/年（5msv）。換言之，法國核電站工作人員的平均劑量等同于法國天然放射性當(dāng)量。三、結(jié)語綜上，cpr1000和epr各自有自己的特點，cpr1000采用縱深防御的策略，事故預(yù)防和事故緩解措施，即預(yù)防為主;epr是利用增加冗余性來提高安全性，增加安全系統(tǒng)的數(shù)量，這需要精準(zhǔn)的操作。而從經(jīng)濟性上比較，cpr1000基本實現(xiàn)了設(shè)計自主化，同時由于電站改動較小，完全可以實現(xiàn)并且設(shè)計復(fù)用。再加上設(shè)