目前,由于国内核电发展形势大好,开建的机组较多,而有资格生产核电设备,特别是生产关键核电设备的厂家较少,有经验的人员和生产能力都有限,要在短期内解决这些问题存在很大的困难。
因此,由于这些原因,给AP1000电站设备的顺利制造带来了潜在的风险。
4AP1000改进方向
由于AP1000是在AP600的基础上改进而来,设计上还存在许多不完善的地方,需要在今后的AP1000反应堆建设中逐步完善。同时,为了实现规模效益,必须在AP1000建成并取得经验的基础上,开展更加深入的设计与研究工作。
4.1主泵的改进
西屋AP1000屏蔽泵是按照60Hz设计的,而中国的电网是50Hz。因此,泵除了在启动时要用变频装置外,还要在正常运行条件下继续使用变频器,将50Hz电源转换成60Hz以用于主泵的运行。
变频器在美国只用于启动主泵,泵启动之后就被旁路掉了,在中国则要持续运行。变频装置长期使用寿命不高,影响寿命的主要因素为关键元器件、电容和辅助系统的泵阀等,需要维修和更换,增加了预防和日常维护的工作量,增加了维修、更换费用。因此,理想的方法是开发50HzAP1000屏蔽泵,这样,在主泵启动达到额定转速之后,就可以不再使用变频器。
把60Hz屏蔽泵改为50Hz屏蔽泵,泵的惰转特性将会发生变化,还需要增大泵的尺寸、增加设备占用空间,对安全壳的结构大小也会带来改变,为此必须修改电厂设计,重新进行安全评审,带来一系列的改进问题。
4.2功率能力的提升
为了实现规模效益,必须将反应堆功率进一步提高。随着AP1000在设计和运行方面的成熟,可通过在AP1000中增加第3个回路的方式,大范围使用类似尺寸大小的设备,如蒸发器和反应堆冷却剂泵,使电厂的功率水平至少达到1500MW。
为了实现AP1000反应堆功率能力的提升,必须对堆芯大小和功率,反应堆压力容器及其径向反射层的使用,蒸汽发生器的大小与技术,反应堆冷却剂泵大小,安全壳尺寸和排热能力,非能动余热排出能力,非能动安全系统系统的性能;以及反应堆安全分析,热工水力模拟,概率风险评价等方面进行探索。
5结束语
1)通过了解AP1000压水反应堆,有利于我们更好了解目前世界上最先进的压水反应堆技术以及发展水平,促进我国核电技术的发展。
2)AP1000是目前世界上最先进的第三代压水反应堆,尽管技术上是成熟的,但由于没有参考电站。因此,电站建设存在一些潜在的风险,尤其是可能造成工程建设的进度延误。对存在问题的预先考虑,有利于我们提前采取应对措施,保证电站的顺利建设。
3)要进一步提升电站的规模效益,必须在AP1000建成运行之后,在总结经验的基础上,开展更加深入的设计与研究工作,才能使得非能动先进压水反应堆技术的应用走向成熟。(作者:唐锡文)
图1 AP1000反应堆一回路立体布置
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