AP1000、CPR、EPR1000的比较
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Science &Technology Vision科技视界核电厂的安全注入系统在发生LOCA 及失控冷却等事故时对于保证堆芯冷却,带走衰变热量以及防止重返临界起着至关重要的作用。
美国西屋公司设计的第三代压水堆型AP1000中,其非能动堆芯冷却系统主要由非能动余热排出系统和非能动安全注入系统组成,在脱离了泵、风机等高安全级别的能动安全设备以及冗余的安全交流电源和通风、空调等能动支持系统的设计后,仅利用非能动系统部件的自然规律等实现安全功能。
在设计基准事故下,在事故后72小时内不需要操作员干预或无交流电源的情况下,非能动系统能保证堆芯冷却并维持安全壳的完整性,安全性能大幅提高。
而CPR1000机组的安全注入系统中的高压安注、低压安注分系统都设置了独立系列,由两列交流应急配电系统供电。
中压安注系统则由三个独立系列组成。
CPR1000堆型充分吸收了法国和德国多年核电设计建造和运行经验,有着丰富的运行经验,通过渐进式地模式改进安全设计,提高安全性和可靠性。
1CPR1000安全注入系统概述1.1系统组成RIS 主要由高压安注子系统(HHSI )、低压安注子系统(LHSI )、中压安注子系统(安注箱注入子系统)、4%硼酸溶液再循环回路、水压试验子系统组成。
高压安注子系统包括三台高压安注泵、一个换料水贮存箱(PTR001BA )、一个硼水注入罐、一个硼水注入缓冲罐、二台硼水注入罐再循环泵、相应管道、阀门和仪表组成。
低压安注子系统由两台低压安注泵;一个换料水贮存箱(PTR001BA );二个安全壳地坑;相应的管道、阀门和仪表组成。
再循环工况下,使用H4规程时,可利用EAS 系统的冷却器作为低压安注子系统的组成部分。
中压安注子系统由三个容积为47.7m3的安注罐(RIS001/002/003BA )和其相应的管道、阀门和仪表组成。
图1高压和低压安注子系统高压和低压安注子系统为能动安注子系统,具有足够的设备和流道冗余度,并且配有相互独立的应急电源,即使长期运行期间出现单一能动或非能动故障,仍能确保系统运行的可靠性和堆芯的持续冷却,如图1所示。
第25卷第10期电力科学与工程Vol.25,No.10742009年10月Electric Power Science and EngineeringOct.,2009收稿日期:6作者简介:李臻(-),男,广东省电力设计研究院电控部热控室AP1000和EPR 仪控系统简介与对比李臻(广东省电力设计研究院,广东广州510663)摘要:对核电技术AP1000和EPR 仪控系统在功能分层、安全分级、结构3个方面进行了介绍及简单对比。
关键词:AP1000;EP R ;I&C ;DCS ;功能层次;安全分级;控制系统结构中图分类号:TM613;TP273文献标识码:A0引言AP1000(Advanc ed Passive Plant ,先进非能动型压水堆)是西屋公司设计开发的、满足美国“先进轻水堆用户要求文件(URD )”的一种两环路1000MW 级压水堆。
EPR (European PressurizedReactor ,欧洲压水堆)是AREVA 和SIEMENS 联合设计开发的满足欧洲“欧洲用户对轻水堆核电厂的要求文件(EUR )”的一种四环路1750MW 级压水堆。
A P1000和EPR 是国际上公认的满足第三代核电厂安全性要求的两种技术流派,并且在我国都已经有了项目依托。
AP1000和EPR 都采用了分散控制系统(D CS )作为仪控系统的核心。
本文从仪控系统功能层次、安全分级、仪控系统结构等三个方面对AP1000和EPR 仪控系统做一个简单介绍和对比。
1AP1000和EPR 仪控系统功能层次1.1AP1000仪控系统功能层次AP1000仪控系统功能层次在纵向上可分为4层:(1)过程接口层:仪控系统的最底层,直接与现场的传感器以及执行机构相连。
(2)控制与数据处理层:主要有两个功能,一是接受过程接口层的数据,进行处理后上传至主控室,二是接受主控室操纵员的命令或自动控制系统的命令经过程接口层下达到核电厂的各种执行机构。
AP1000和EPR两种核电技术的比较1、AP1000和EPR的安全系统采用了两种完全不同的设计理念AP1000安全系统采用“非能动”的设计理念,更好地达到“简化”的设计方针。
安全系统利用物质的自然特性:重力、自然循环、压缩气体的能量等简单的物理原理,不需要泵、交流电源、1E级应急柴油机,以及相应的通风、冷却水等支持系统,大大简化了安全系统(它们只在发生事故时才动作),大大降低了人因错误。
“非能动”安全系统的设计理念是压水堆核电技术中的一次重大革新。
EPR安全系统在传统第二代压水堆核电技术的基础上,采用“加”的设计理念,即用增加冗余度来提高安全性。
安全系统全部由两个系列增加到四个系列,EPR在增加安全水平的同时,增加了安全系统的复杂性。
核电站安全系统的设计基本上属于第二代压水堆核电技术,是一种改良性的变化。
2、AP1000和EPR的安全性的比较由于AP1000和EPR的安全系统采用了两种完全不同的设计理念AP1000 和E PR的安全性有较大的差别。
AP1000在发生事故后的堆芯损坏频率为5.0894×10-7/堆年比EPR的1.18×10-6 /堆年小2.3倍,大量放射性释放概率为5.94×10-8/堆年也比EPR的9.6×10-8/堆年小1.6倍(而且AP1000采用的设备可靠性数据均比较保守);核电站发生事故后,AP1000操作员可不干预时间高达72小时,而EPR为半小时;AP1000 在发生堆芯熔化事故时,能有效地防止反应堆压力容器(第二道屏障)熔穿,将堆芯放射性熔融物保持在反应堆压力容器内,使放射性向环境释放的概率降到最低;而EPR不防止反应堆压力容器熔穿,堆芯放射性熔融物暂时滞留在堆腔内,然后采取措施延缓熔融物和安全壳(第三道屏障)底板的混凝土相互作用,防止安全壳底板熔穿。
AP1000的人因失误占堆熔频率的7.74%,共因失效占堆熔频率的57%,而EP R分别为29%和94%,AP1000 明显优于EPR。
我国第三代核电技术一览我国的核电技术路线是在上世纪80年代确定走引进、消化、研发、创新的道路的。
经过20余年的努力,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。
目前我国有五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)以及俄罗斯核电技术(VVER)。
北极星电力网小编整理五种核电技术及特点供核电业界人士参考。
1、AP1000AP1000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,由国家核电技术公司负责消化和吸收,且多次被核电决策层确认为日后中国主流的核电技术路线。
国家核电技术公司的AP1000和中广核集团与中核集团共推的华龙一号被默认为中国核电发展的两项主要推广技术,两者一主一辅,AP1000技术主要满足国内市场建设和需求,华龙一号则代表中国核电出口国外。
作为国内首个采用AP1000技术的依托项目三门核电一号机组原计划于2013年底并网发电,但由于负责AP1000主泵制造的美国EMD公司多次运抵中国的设备都不合格,致使三门一号核电机组如今已经延期2年。
目前,除在建的两个项目(三门、海阳)外,三门二期、海阳二期、广东陆丰、辽宁徐大堡、以及湖南桃花江等内陆核电项目均拟选用AP1000技术。
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。
其中海阳核电厂1-2号机组和三门核电厂1-2号机组为正在建设的核电项目,其余五个为有望核准的核电项目。
【三门核电站】浙江三门核电站是我国首个采用三代核电技术的核电项目。
A P1000安全系统综述及其与E P R关键措施对比AP1000安全系统综述AP1000安全系统综述AP1000安全系统设计理念如下:•安全系统非能动化•降低维修要求•简化安全系统配置•减少安全支持系统•减少安全级设备及抗震厂房•提高可操作性本文不考虑传统安全系统,只对非能动安全系统作介绍。
一.AP1000非能动安全系统简介AP1000非能动安全系统的优点可概括如下:(1)极大地降低了人因失误发生的可能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,减少了事故发生后,由于人为操作错误而导致事件升级的可能性。
AP1000在事故条件下允许操纵员的不干预时间高达72 h,而对于已经运行的第二代或二代+核电厂,此不干预时间仅为10^30 mina(2)大大地提高了系统运行的可靠性非能动安全系统利用自然力驱动,提高了系统运行的可靠性,而不需要采用泵、风机、柴油机、冷冻水机或其他能动机器,减少了因电源故障或者机械故障而引起的系统运行失效。
由于非能动安全系统只需少量的阀门连接,并能自动触发,同时这些阀门遵循“失效安全”的准则,在失去电源或接收到安全保护启动信号时开启。
(3)取消了安全级的交流应急电源非能动安全系统的启动和运行无需交流(AC)电源,AP1000的设计取消了安全级的应急柴油发电机组。
AP1000非能动安全系统子系统如下:•非能动堆芯冷却系统•非能动安全壳冷却系统•非能动主控制室应急可居留系统•非能动裂变产物去除系统•非能动氢复合子系统•非能动反应堆压力壳防熔穿系统二.非能动堆芯冷却系统AP1000的非能动堆芯冷却系统(PXS)由非能动堆芯余热排出系统和非能动安全注人系统两部分组成。
PXS的主要作用就是在假想的设计基准事件下提供应急堆芯冷却,为此,PXS具有以下功能:·应急堆芯余热排出·RCS应急补水和硼化·安全注入·安全壳内pH值控制PXS安全相关功能的设计基于以下考虑(设计基准):<1> 即使在发生设计基准事件同时伴随不太可能的最大极限单一故障事件时,PXS也有多重的部件来执行其安全相关的功能。
AP1000与EPR专设安全系统的差异性比较和分析摘要:以美国西屋公司开发的先进压水堆(AP1000)和法德两国联合开发的欧洲压水堆(EPR)为典型代表的第三代核电技术都在专设安全系统的设计上进行了革新或改进,旨在提高核电站的总体安全水平和可利用率。
本文简要介绍了AP1000和EPR专设安全系统的组成和特点,比较了两者之间的差异,并分析了这些差异对于核电站安全、设备可靠性及成本控制的影响。
关键词:核电站;AP1000;EPR;专设安全系统;差异性自20世纪90年代开始,为了消除广大公众因切尔诺贝利核事故带来的对核能利用的疑虑,提高核电应用的安全性和经济性,世界核电界集中力量对核电站专设安全系统和严重事故的预防与后果缓解进行了研究,美国和欧洲先后提出了符合“用户要求”[1-2]的概念,并在此基础上,开发了安全性、经济性更好的第三代核电技术。
第三代核电技术通过采用非能动安全系统或增加安全系统冗余度、增设缓解严重事故后果的工程措施以及应用数字化仪控系统等先进技术,降低核电站的严重事故风险,实现更高的安全目标,使核电技术向更安全、更经济的方向发展。
第三代核电技术问世以后,受到全球核电用户的普遍关注,包括中国在内的一些国家已经选用或准备选用第三代核电技术进行新的核电机组建设。
第三代核电技术以美国西屋公司开发的先进压水堆(AP1000)和法德两国联合开发的欧洲压水堆(EPR)为典型代表。
AP1000在传统成熟的两环路压水堆核电技术的基础上,引入安全系统非能动化理念。
与传统的压水堆安全系统相比[3],非能动安全系统更加简单,它们不需要现有核电站中那些种类繁多的安全支持系统,使核电站安全系统的设计发生了革新性的变化。
EPR 主要以法国N4核电站和德国Konvoi核电站为考,充分吸收了法国和德国多年核电设计、建造和运行经验,通过渐进式的模式改进安全系统的设计,提高核电站的总体安全水平和可利用率。
1AP1000专设安全系统的组成和特点与传统核电站相比,APl000的非能动安全系统在电厂安全性和投资保护方面有了重大的提高,无需操纵人员行动或交流电支持即可建立并长期维持堆芯冷却和安全壳的完整性。
AP1000与 EPR 仪控系统平台对比分析周晓宁【摘要】The three generation nuclear power technology is currently under construction set higher safety tech-nology,instrument control system is one of the most important system in nuclear power plant.Based on the AP1000 and EPR instrument control system platform overallstructure,software and hardware aspects of the analysis and comparing,the different point of the three generation of nuclear instrument control system plat-form was compared,AP1000 instrument control system platform was more safe and reliable.%三代核电技术是目前在建机组安全性较高的技术,而仪控系统是核电站中重要系统之一。
通过对AP1000和 EPR 仪控系统的平台总体结构、软硬件等方面进行分析并做了对比,比较了三代核电仪控系统平台的不同点,得出 AP1000仪控系统平台更加安全、可靠。
【期刊名称】《电力与能源》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】5页(P757-760,763)【关键词】AP1000;EPR;仪控系统【作者】周晓宁【作者单位】中电投电力工程有限公司,海阳 265100【正文语种】中文【中图分类】TP311.52随着日本福岛核泄漏事故的发生,我国要求核电一律采用三代核电技术,而AP1000技术是我国引进的第三代核电技术。
AP1000和EPR简介2004.7.30目录1 世界核电站可划分为四代1.1 第1代核电站1.2 第2代核电站1.3 第3代核电站1.4 第4代核电站2第3代核电站最高层次的安全设计要求2.1第3代核电站的共同要求:2.2改革型的能动(安全系统)核电站的要求2.3先进型的非能动(安全系统)核电站的要求3 AP1000和EPR的设计理念4 AP10004.1 AP1000开发情况4.2 AP1000技术描述5 EPR5.1 EPR开发情况5.2EPR技术描述6 AP1000和EPR 设计自主化能力的初步分析7 AP1000和EPR设备制造本地化能力的初步分析8 EPR基础设计报告和AP1000设计控制文件的目录比较9 AP1000和EPR的主要技术参数比较表10 AP1000和EPR核电站严重事故预防和缓解对策比较附件:第四代核电站超临界水反应堆(SCWR)简介附表:AP1000设计许可证时间表AP1000和EPR简介1、世界核电站可划分为四代1.1 第1代核电站:自50年至60年代初苏联、美国等建造的第一批单机容量在300MWe的原型核电站,如美国的希平港核电站和英第安角1号核电站,法国的舒兹(Chooz)核电站,德国的奥珀利海母(Obrigheim)核电站,日本的美浜1号核电站等。
1.2 第2代核电站:自60年代末至70年代世界上建造了大批单机容量在600-1400MWe的标准核电站,以美国为代表的Model 212(600MWe,两环路压水堆)、Model 312(1000MWe,3环路压水堆,采用12英尺燃料组件),Model 314 (1040MWe,3环路压水堆,采用14英尺燃料组件),Model 412(1200MWe,4环路压水堆,采用12英尺燃料组件)、Model 414(1300MWe,4环路压水堆,采用14英尺燃料组件)、System80(1050MWe,2环路压水堆)以及一大批沸水堆(BWR)均可划入第2代核电站范畴。