大学课件-2136-核动力与辐射科学(上7先进反应堆)

BWR 90+厂房布置
7.3 第三代反应堆
• ABWR：GE＋日立 • APWR，APWR+：日本三菱＋西屋 • ACR：AECL • AP1000: 美国西屋技术 • EPR：欧洲压水堆，法德技术
先 进 沸 水 堆
ABWR
• 第三代核电厂 • 日本（四座） • 台湾（核四厂）
• 电功率1350MWe • 第一座1996年日本
– 达到了法国核安全局对未来压水堆核电站提出的核 安全标准
– 提高核电的经济竞争力，EPR的发电成本将比N4系 列低10%
EPR核岛布置
反应堆厂房
安全厂房
特点： • 4个安全子系统，每个安
全系统都可以独立完成安 全功能 • 每个安全系统有相互独立 的厂房 • 采用堆芯熔融物扩展区， 防止安全壳底部融穿 • 双层安全壳
– ARC
• 其它
– PBMR
典型下一代反应堆技术开发
功率和先进性技术的关系
7.2 第二代加改进反应堆
• System 80, System 80+ • BWR 90+ • N4
System 80+
法国N4
特征 • 双层安全壳 • 数字化仪控 • 17×17燃料组件
法国Civaux-2 核电站 (N4)
核电站的改进和升级
N4
EPR
SCWR
第二代
第二代改进 第三代
第四代
先进反应堆
典型先进反应堆和设计商
• 西屋＋三菱重工
– System 80+ – AP600 AP1000 – APWRAPWR+
• 法玛通＋西门子
– N4 – EPR
• 通用电气（GE）＋日立
– ABWR
• 加拿大原子能公司（AECL）
• EPR直接体现了法德两国超过1200堆年的核电厂运 行经验，尤其在核电厂可靠性、运行安全、纵深防 御和经济效益方面进行了卓有成效的改进。
EPR：欧洲压水堆
• 法马通先进核能公司和西门子联合开发 • 第三代欧洲压水堆核电站 • 电功率1500MW －1600MW • 达到三大目标
– 满足了欧洲电力公司在“欧洲用户要求文件EUR”中 提出的全部要求
内壳
外壳
反应堆穹顶 内壳砼施工
双安全壳施工
现场 内壳1.2米，外壳0.6 米，中间间距1.8米
欧洲开发的新一代核电站
• 国 际 核 能 公 司 （ NPI ） ， 德 国 西 门 子 公 司 （ SIEMENS ） 和 法 国 法 玛 通 公 司 （FRAMATOME），以及法国电力公司（EDF）， 联合开发欧洲新一代压水堆核电站EPR（欧洲压水 堆）
通风系统 换料水池
乏燃料池
应急给水箱
安注箱
内部乏燃料储存箱
法国第一座欧洲压水反应堆
FLAMAN-VILLE
• 2004年6月，法国政府宣布，核电将在国 家能源结构中占有重要的比例
• 2004年10月21日，法国电力公司决定在 FLAMAN-VILLE建设EPR系列首台机组
• 计划2007年开工，工期预计五年，2010 年投入运行
芬兰EPR所在地 奥尔基洛托 Olkiluoto NPP ,
Finland
EPR的主要特征（1）
• EPR是目前国际上最新型反应堆
– 在法国N4和德国近期建设的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是渐进型、而不是革命型的产品
– 保持了技术的连续性，没有技术断代问题 – EPR采纳了法国原子能委员会和德国核能研发机构的技术创新
- 内层：预应力混凝土 - 外层：钢筋混凝土
堆芯熔融物扩展区
EPR厂房布置浏览
乏燃料厂房
特点： • 防飞机撞击
• 主控室在两厂房之间 • 安全厂房的两个分开布置，
两个有足够厚的墙 • 两个应急柴油机分开布置 • 防震 • 底部混凝土6m厚
应急柴油机
主控室
EPR电厂布置
EPR电厂布置2
EPR系统布置
• 在2020年以前将用欧洲压水反应堆更换 目前58个反应堆中的19个反应堆
芬兰的欧洲压水反应堆－
Olkiluoto III
• 芬兰西部Olkiluoto正在建设一座欧洲压水反应 堆(EPR)核电站
• 由法马通ANP(法国核电公司AREVA和西门子 的合资企业)牵头的联合体承接
• 芬兰电力公司Teollisuuden Voima Oy授权 • 核岛将由法马通ANP提供 • 常规岛将由西门子发电集团提供 • Olkiluoto三期项目的合同总额约为30亿欧元 • 总装机容量为160万千瓦 • 预计于2009年开始商业运行
7.1 先进核反应堆 Advanced reactors
• 安全性： –具备固有安全性能，指当反应堆出现异常情况时，不依 靠人为的操作或外部系统、设备的强制干预，而仅依赖 堆的自然和非能动安全性，使反应堆趋于正常运行或安 全停闭的安全性。
• 经济性 –先进核反应堆在经济上应能与同样规模的火电厂相竞争
APWR+
• 三菱重工＋西屋公司联合设计 • 电功率1750MWe • 17×17燃料组件 • 燃料长度4.3m • 换料周期：24个月 • 高性能蒸汽发生器 • 计划在2010 年代后半期开始投入运行
APWR+ 反应堆概念
Advanced Candu Reactor (ACR)
VVER1000厂房布置
核动力工程与辐射科学
（上）
匡波
bkuang@sjtu.edu.cn 上海交通大学 核科学与工程学院
2012年
第七章 先进反应堆
Advanced Reactor
第七章 先进反应堆系统
Advanced Reactor Systems Next Generation Reactor
7.1 先进反应堆的特性 7.2 第二代反应堆加改进 7.3 第三代反应堆 7.4 第四代反应堆
• 核燃料的有效利用 –如果利用快中子增殖堆，则可以使铀的利用率提高 6170 倍。
• 核能的综合利用 –要求新一代先进反应堆除发电外，还应满足工程供热、 低温供热和生产液体燃料等的需要，具有综合多用途的 功能
先进反应堆 Advanced Reactor
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ• 先进反应堆
– 第二代改进型, generation II + – 革新型反应堆，Revolutionary reactor types – 第三代反应堆, generation III – 第四代反应堆，generation IV