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??? 三、AP1000與EPR安全系統(tǒng)之間的差異分析

1.采用了不同設(shè)計(jì)理念提高安全性

AP1000是在傳統(tǒng)成熟的壓水堆核電技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用非能動安全系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用加壓氣體、重力流、自然循環(huán)以及對流等自然驅(qū)動力，而不是用泵、風(fēng)機(jī)或柴油發(fā)電機(jī)等能動部件，可以在沒有交流電源、設(shè)備冷卻水、廠用水以及供暖、通風(fēng)與空調(diào)等安全級支持系統(tǒng)的條件下保持正常運(yùn)行功能。

EPR壓水堆核電站采用循序漸進(jìn)式設(shè)計(jì)改進(jìn)，根據(jù)現(xiàn)役核電站的設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、布置和運(yùn)行進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)和優(yōu)化，增加安全系統(tǒng)冗余度，安全系統(tǒng)全部采用4×100%的配置。在EPR的設(shè)計(jì)中，還特別注重嚴(yán)重事故的預(yù)防和事故后果的緩解，消除了放射性大劑量釋放的風(fēng)險，把應(yīng)急措施限制在電站十分有限的范圍內(nèi)。

2.通過不同方式實(shí)現(xiàn)可操作性、可維修性和高可用率

AP1000設(shè)計(jì)理念是采用非能動安全系統(tǒng)，簡化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，操作員操縱安全系統(tǒng)所要求動作的數(shù)量和復(fù)雜程度都達(dá)到了最小，提高了可操作性，減少了人員干預(yù)產(chǎn)生的誤動作；非能動安全系統(tǒng)減少了部件數(shù)量，降低了相關(guān)維修要求；安全系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范大大簡化，降低了監(jiān)督要求。

EPR專設(shè)安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)遵循簡單和冗余的原則。EPR安全系統(tǒng)和它們的支持功能設(shè)備（安全注入系統(tǒng)、應(yīng)急給水系統(tǒng)、設(shè)備冷卻系統(tǒng)、應(yīng)急電源）都是以四系列布置。這樣設(shè)置一是為提高安全水平，二是使得其高冗余度在運(yùn)行和維修方面節(jié)約成本。

3.嚴(yán)重事故預(yù)防和緩解措施不同

AP1000的非能動安全系統(tǒng)能夠在無操縱人員行動以及無交流電源的條件下維持長期的事故緩解。對于極限設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故，在安全殼內(nèi)用于再循環(huán)冷卻的堆芯冷卻劑裝量以及堆芯的硼化足以維持至少30天時間。對于堆芯熔化的超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故，AP1000為防止壓力容器失效，考慮了用安全殼內(nèi)換料水貯存箱內(nèi)的水淹沒反應(yīng)堆腔和反應(yīng)堆壓力容器的事故管理策略。在假想的嚴(yán)重事故期間，用水冷卻壓力容器的外表面，并防止在下封頭處的堆芯熔化碎片熔穿容器壁而進(jìn)入安全殼。將堆芯熔融物保留在壓力容器內(nèi)可以防止容器外嚴(yán)重事故現(xiàn)象，如堆外蒸汽爆炸和堆芯物質(zhì)與混凝土的化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，進(jìn)而保護(hù)了安全殼的完整性。

EPR在設(shè)計(jì)中考慮了假想堆芯熔化事故，采取措施防范高壓熔堆和氫氣爆燃，并采用一個專門的擴(kuò)散區(qū)域使堆芯熔融物得以長期冷卻，還加強(qiáng)了安全殼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度以抵御不太可能出現(xiàn)的壓力積聚，確保在短期和長期堆芯熔化事故時防止大規(guī)模放射性釋放的發(fā)生。EPR設(shè)有防止高壓熔堆的專用卸壓閥，經(jīng)高溫運(yùn)行鑒定，即使在發(fā)生穩(wěn)壓器卸壓管線故障的情況下，這些閥也能保證反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)快速卸壓。EPR考慮了發(fā)生堆芯熔融物在壓力容器外擴(kuò)展的情況，設(shè)有專門的堆芯擴(kuò)散冷卻區(qū)，并且表面覆蓋有“可犧牲材料”作保護(hù)層，其下部裝有循環(huán)水冷卻通道，保護(hù)核島基礎(chǔ)底板免受任何損害。

4.通過不同方式控制發(fā)電成本，提高經(jīng)濟(jì)性

AP1000采用非能動專設(shè)安全系統(tǒng)，設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)置以及工藝布置更加簡化，施工量減少了，工期縮短了。與傳統(tǒng)壓水堆相比，AP1000所需的閥門、泵、安全級管道、電纜和抗震廠房容積分別減少50%、35%、80%、70%和45%，減少了所用設(shè)備部件的采購量，降低了安裝成本，縮短了施工時間，減少了維修量。而且，AP1000設(shè)計(jì)中廣泛采用了現(xiàn)代的模塊化設(shè)計(jì)和施工技術(shù)，可以有效地縮短建造工期。

EPR專設(shè)安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)采取四個冗余系列，總投資費(fèi)用略有增加，但通過提高輸出電功率，可以降低發(fā)電成本。EPR選定熱功率輸出為4500MW，設(shè)計(jì)中，通過給蒸汽發(fā)生器提供一個預(yù)熱區(qū)，提高了汽輪機(jī)入口處主蒸汽的壓力，效率可以達(dá)到36%，對應(yīng)的凈電功率達(dá)到了1630MW。另外，根據(jù)在法國和德國最新建造的大部分核電站的經(jīng)驗(yàn)，EPR核電站的建造時間控制在4～5年，通過對EPR核電站布置的優(yōu)化，采用先進(jìn)的計(jì)劃、施工和安裝方法還可以縮短工期，控制工程造價，以提高電站的經(jīng)濟(jì)性。

四、結(jié)論

西屋公司AP1000核電站設(shè)計(jì)采用了非能動安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)，與傳統(tǒng)壓水堆核電站相比系統(tǒng)設(shè)計(jì)顯著簡化，而且不再需要大規(guī)模的傳統(tǒng)壓水堆核電站中所使用的支持系統(tǒng)，不再依賴于應(yīng)急交流電源。AP1000非能動安全系統(tǒng)的簡化設(shè)計(jì)不僅可以降低造價、縮短建造工期，而且可以減少維修需要、實(shí)現(xiàn)運(yùn)行靈活性、實(shí)現(xiàn)高的可用率，使AP1000具有良好的經(jīng)濟(jì)競爭性。但是，從全球范圍來看，目前還沒有實(shí)際投入運(yùn)行的AP1000核電站。

EPR是法馬通公司和西門子公司聯(lián)合設(shè)計(jì)開發(fā)的面向21世紀(jì)的新一代改進(jìn)型壓水堆核電站，全面滿足了歐洲用戶要求。在安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)上保持了壓水堆技術(shù)的延續(xù)性，充分吸收了法國和德國核電站發(fā)展多年的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，并充分考慮到了當(dāng)前的工業(yè)水平，采用了先進(jìn)的設(shè)計(jì)和建造技術(shù)。EPR采用四個系列、獨(dú)立通道的安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)不僅大大提高了總體安全水平，而且改進(jìn)了可維修性，提高了可用率。另外EPR還通過提高功率規(guī)模、提高發(fā)電效率、降低運(yùn)行和維修成本等途徑提高了經(jīng)濟(jì)性。