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第三代核电技术


2016-3-9 11:02:41  

    我国的核电技术路线是在上世纪八十年代确定走引进、消化、研发、创新的道路的。经过近30年的努力,通过对引进的二代法国压水堆技术的消化吸收,取得了巨大的技术进步,实现了60万千瓦压水堆机组设计国产化,基本掌握了百万千瓦压水堆核电厂的设计能力。目前我国有四种第三代核电技术拟投入应用,他们分别是AP1000、华龙一号、CAP1400、法国核电技术(EPR)。

    1、AP1000

    AP1000是美国西屋公司研发的一种先进的“非能动型压水堆核电技术”。西屋公司在已开发的非能动先进压水堆AP600的基础上开发了AP1000。该技术在理论上被称为国际上最先进的核电技术之一。
AP1000技术主要目标工程包括:海阳核电厂1-2号机组、三门核电厂1-2号机组、红沿河核电厂二期项目5-6号机组、三门核电厂二期项目、海阳核电 厂二期项目、徐大堡核电厂一期项目以及陆丰核电厂一期项目等。

    2、华龙一号

    “华龙一号”是由中国两大核电企业中国核工业集团公司和中国广核集团公司在我国30余年核电科研、设计、制造、建设和运行经验的基础上,根据福岛核事故经验反馈以及我国和全球最新安全要求,研发的先进百万千瓦级压水堆核电技术。

    华龙一号技术主要目标工程包括:福清5、6号机组及广西防城港核电二期等。

    3、CAP1400

    CAP1400型压水堆核电机组是国家核电技术公司在消化、吸收、全面掌握我国引进的第三代先进核电AP1000非能动技术的基础上,通过再创新开发出具有我国自主知识产权、功率更大的非能动大型先进压水堆核电机组。
我国应用CAP1400技术的项目为山东荣成石岛湾CAP1400示范项目1-2号机组,单机容量140万千瓦,设计寿命60年。

    4、法国EPR核电技术

    EPR是法马通和西门子联合开发的反应堆,是在国际上最新型反应堆(法国N4和德国建设的Konvoi反应堆)的基础上开发的,吸取了核电站运行三十多年的经验。

    EPR为单堆布置四环路机组,电功率1525MWe,设计寿命60年,双层安全壳设计,外层采用加强型的混凝土壳抵御外部灾害,内层为预应力混凝土。

    台山核电项目是我国首个175万千瓦核电项目,一期工程机组是基于第三代核电EPR(欧洲压水堆)技术的CEPR(中国的EPR)技术机组,也是世界单机组容量最大的核电机组。

                  

                    常见的核电站堆型

    1、压水堆

    压水堆是指使用轻水(即普通净化水)作冷却剂和慢化剂,且水在反应堆内保持液态的核反应堆。

    除秦山三期外,我国目前运行的核电机组全部为压水堆。压水堆作为一种技术十分成熟的堆型,与其他堆型相比,结构紧凑,经济上基建费用低、建设周期短、轻水价格便宜。有放射性的一回路与二回路分开,带有放射性的冷却剂不会进入二回路污染汽轮机,机组运行、维护方便。

    2、沸水堆

    沸水堆利用轻水作慢化剂和冷却剂,只有一个回路,水在反应堆内沸腾产生蒸汽直接进入汽轮机发电。与压水堆相比,沸水堆工作压力低;由于减少了一个回路,其设备成本也比压水堆低;但这样可能使汽轮机等设备受到放射性污染,给设计、运行和维修带来不便。

    3、重水堆

    重水堆是以重水(氘和氧组成的化合物)作慢化剂的反应堆。其主要优点是可以直接利用天然铀作核燃料,同时采用不停堆燃料方式;但体积比轻水堆大,建造费用高,重水昂贵、发电成本也比较高。

    重水堆核电站是发展较早的核电站,我国秦山三期1、2号机组采用的是加拿大坎杜型(CANDU)压力管式重水堆。

    4、高温气冷堆

    高温气冷堆用氦气作冷却剂,石墨作慢化剂,堆芯出口温度较高。高温气冷堆热效率高,建造周期短,系统简单;但堆芯出口温度为850-1000℃甚至更高,对反应堆材料的性能要求也高。

    山东石岛湾规划建设20万千瓦级高温气冷堆核电站。

    5、快中子反应堆(快堆)

    快中子反应堆直接利用快中子引起链式裂变反应所释放的能量进行发电,因此不需要慢化剂、体积小、功率密度大。快堆可使铀利用率提高至60%以上,最大程度的降低核废料,实现放射性废物最小化。但快堆的燃料元件加工及乏燃料后处理要求高,对材料的要求也较苛刻。2011年7月21日,我国第一个实验快堆成功实现并网发电。

 

 

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