2.2 安全性
AP1000采用非能动的安全系统,它是AP1000的关键系统。在缓解设计基准事故期间,利用系统固有的热工水力特性,通过重力、流体的自然对流,扩散等天然原理,使核电站保证安全的措施不再依赖泵、风机、安全级柴油机等能动设备的运行,从而大幅度地减少了安全级的阀、泵、电缆及抗震厂房。
非能动的安全系统还使得紧急堆芯冷却系统、安全壳冷却系统发生了明显的简化,包括取消了所有安全级的泵。在AP1000中非能动的安全系统的使用,使得当今电站中许多安全级的辅助系统都变成了非安全系统。由于减少了安全级设备的数量,在役检查和维修也下降了。
为了消除密封水注入系统,以及连续提供密封水注入需要的电力,避免反应堆冷却剂通过泵密封流失,AP1000非能动设计使用了具有非常成功经验的无泄漏的屏蔽式主泵。
跟当今运行电站相比,AP1000非能动的安全系统使得用电站概率风险评价估计的堆芯融化频率下降。堆芯熔化频率为每堆年2.41×10-7,严重事故下大量放射性物资向环境释放概率为每堆年1.95×10-8;比二代反应堆降低了两个数量级。因此,设计中采用的非能动的严重事故预防和缓解措施使电站的安全性能得到了大副提高。
2.3 经济性
由于采用了非能动的安全系统,跟常规压水堆核电站相比,AP1000减少了近35%的泵、50%的阀门、80%的管道、70%的电缆和45%的抗震建筑;还大幅度减少了能动安全设备、构筑物和安全电源,降低了大宗材料用量;系统简化使设计简化、工艺布置简化、施工量减少、运行及维修量也相应减少。安全相关系统和部件的大幅减少,使得电站设备投资成本大大降低,发电成本更具有竞争力,提高了电站的经济性。
AP1000在建造中大量采用模块化建造技术。整个电站共分4种模块类型,其中结构模块122个,管道模块154个,机械设备模块55个,电气设备模块11个。模块化建造技术使建造活动处于容易控制的环境中,在制作车间即可进行检查,保证建造质量。平行进行的各个模块建造大量减少了现场的人员和施工活动。按模块进行混凝土施工、设备安装的建造方法可以与电站的前期工程平行开展,这将缩短AP1000的建设周期,降低建设成本,提高电站的经济性。
3、AP1000建造风险
3.1 示范电站的风险
三门核电项目作为AP1000的示范电站,在设计理念上跟传统的压水堆电站相比发生了巨大的变化。这些变化使得电站的布置,设备制造,电站安装、运行及维修都带来了新的问题。而这些问题的解决还没有完全可以借鉴的经验。因此,在反应堆建设过程中充满了一些不确定性。正是因为这些不确定性,可能该工程建设的顺利推进带来潜在的风险。
3.2 设备设计风险
美国西屋公司为AP1000提供的反应堆冷却剂泵是由EMD公司生产的屏蔽泵。已有1500台核领域应用的经验,其中100台屏蔽泵的尺寸和重量是AP1000主泵的80-90%,电机功率达到了3000马力(AP1000要求达到7000马力);但这些屏蔽泵都没有采用飞轮结构。
AP1000主泵设计是在原有AP600基础上进行尺寸,重量和功率放大。以往使用的屏蔽泵没有采用飞轮结构,西屋也就是在AP600设计过程中进行过飞轮性能试验,对于AP1000现在飞轮结构大小,性能的合理性还需要进行试验验证。
因此,如果设备设计方面存在问题,必须进行相应的设计修改的话,都将会对工程的进度造成延误,给工程的顺利建设带来潜在的风险。
3.3 设备的制造风险
由于AP1000的许多核岛设备都要实现国产化,国内主要的核电设备制造厂家无论是制造技术水平,还是质量管理水平跟国外发达国家相比都存在一定的差距,尽管在设备国产化过程中有外方的技术转让,但要在短期内消化这些技术,并实现按时提交合格产品,对国内制造厂家来说是严峻的挑战。
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