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核电站如AP1000,EPR,华龙一号的主要区别在哪?
送交者: eachus 2017月11月01日21:05:48 于 [世界军事论坛] 发送悄悄话
回  答: 世界上先进的三代核电技术有几家?(图) eachus 于 2017-11-01 18:28:52

核电站常见堆型,如AP1000,EPR,华龙一号的主要区别在什么地方?

中国CPR1000建设成本在2000美元/kW上下
美国AP1000项目估算建成价超过6200$/kW,
EPR芬兰项目推迟9年,并且30亿欧元预算超支至105亿欧元(1600MWe)。 = 656欧元/kW 直奔8000美元/kW去。
韩国国内的APR1400,以及日本的三代沸水堆机组, 韩国在3500美元/千瓦(阿联酋项目)。
俄罗斯的三代机组报价在3000~3500美元/千瓦,

AP1000设计目的是为了实现高安全性和良好的运行性能记录,安全系统设计采用加压气体、重力、自然循环以及对流等自然驱动力,在不需要大规模的安全支持系统的条件下保持正常运行功能。非能动系统的使用也使核电厂的设计比起传统的压水堆核电厂有显著的简化,不仅减少了安全级设备部件的采购量,而且降低了相应的安装成本和缩短施工工期。

AP1000基于成熟的压水堆核电厂技术,电厂设计利用的是压水堆运行实践中积累下来的成熟技术,已完成的测试项目能够证明这些创新性的电厂特性将按设计和分析预计执行其功能。AP1000设计重点研究的另一个方面是电厂的可操作性和可维护性,控制安全系统所要求的操纵员动作的数量和复杂度都达到了最小,方法是尽量取消操纵员的动作而不是将其自动化。AP1000电厂设计寿命为60a不更换反应堆压力壳,考虑强制和计划停堆后电厂可用率高达93%,机组可以保证100%甩负荷而不用停堆。

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国内核电站最常见的是法马通M310堆型及其国产化改进型号CPR1000,主要是CPR1000(中国改进型百万千瓦级核电站),基本上国内在建国产化核电项目(除了下面提到的以外)都是这两个型号。特点是技术成熟,国产化率高(目前超过90%),建设成本合理,在2000美元/kW上下。M310是法国珐玛公司通设计的第二代压水堆核电站900MW电功率的三环路标准化版本(CP0、CP1、CP2)的出口型,国内最早引进在大亚湾。M310堆型另一个国产改进版本是CNP1000(China Nuclear Power),国内只有两环路版本的CNP650机组的核电站,海南昌江和秦山二期扩建机组,三环路的CNP1000没有实际建设。CPR1000、CNP1000都只能算是二代半或者二代改。

CNP1000的三代改进版本是ACP1000,CPR1000的三代改进版本是ACPR1000+,在三代技术改进路线上分别吸收AP1000和EPR的思路和经验,两兄弟在国际市场上打架,结果合体变成“华龙一号”。国内还有田湾核电引进的俄罗斯VVER1000机组,秦山三期的CANDU机组,秦山一期的原型CNP300的30万机组。CNP300卖了六台给巴基斯坦的哈希玛核电站,这个交易(据未经证实的消息)是中巴核合作的一部分(另一部分我们还是不要说得好),然后ACP1000准备出口给巴基斯坦的卡拉奇核电站2号机组,但是ACP1000在国内没有建成项目,最后卖的是华龙一号,一口气卖了三台,同时在国内建设福清5、6机组、防城港二期。

所谓157组件是M310系列的设计,组件数目157个,到ACP1000,组件增加到177,功率增加了5~10%,这一改进被华龙一号继承。EPR是法马通和西门子开发的三代核电项目,欧洲反应堆,在建项目国内是台山核电。国际上有芬兰Olkiluoto 3,法国弗拉芒维尔核电站,都超期超支很严重。EPR单堆功率最大,四环路机组,单堆电功率1700MW,燃料组件数目241。EPR是法国4环路压水堆(就是M310的原始版的四环路兄弟N4)和德国西门子Konvoi核电站结合改进的三代堆,EPR还有个三环路版本叫EPR1000,目前没有啥消息。

AP1000是西屋开发的三代核电机组,国内在建项目是三门和海阳四个机组,美国国内有四个机组,三门核电因主泵供货问题严重超期。AP1000的特点是双环路,屏蔽泵,非能动冷却系统,模块化建设和系统简化。但是屏蔽泵放大的工程难度不小,坑了一把。AP1000燃料组件数目是157。M310的血统最早也可以上溯到西屋公司,所以两者组件数目相当是非常非常可以理解的。AP1000引进之后的国产化放大版本是CAP1400,计划建在石岛湾。

实际上M310—CPR1000的区别不大,EPR大致就是M310系的四环路四列100%安全措施,然后是通常三代核电的双层大容积安全壳,氢复合器、专设泄压和安注设备,融化堆芯捕集之类的东西。AP1000的减法就差别就大了,安全措施区别非常大,至于具体区别,推荐《非能动安全先进核电厂AP1000》一书。华龙一号目前透露的细节不多,可以确定有类似AP1000的非能动冷却余热导出,但反应堆设计依然是CPR和CNP系列的发展,和M310的区别有限。EPR和AP1000的所有项目都面临超期、超支严重的局面。

美国AP1000项目估算建成价超过6200$/kW,甚至可能突破7000$/kW,EPR芬兰项目推迟9年,并且30亿欧元预算超支至105亿欧元(1600MWe)。国内AP1000三门核电项目预算1.63万/千瓦,现在早超了,台山核电成本不清楚。顺利推进和竣工的三代核电主要是俄罗斯的三代机组(纠正一下,也超期两三年了,刚投产),韩国国内的APR1400,以及日本的三代沸水堆机组。俄罗斯的三代机组报价在3000~3500美元/千瓦,韩国在3500美元/千瓦(阿联酋项目)。韩国在阿联酋项目上的成功和AP1000的拖延,可以认为刺激了华龙一号出台。

压水堆沿着纵深防御的理念不断演进,有点不堪重负,例如EPR,是加法理念,使反应堆越来越复杂,同时大大提高了成本。而AP1000采用减法理念,通过非能动技术简化设备,在提高安全的同时降低了成本,迎合了业主,受到了青睐。华龙一号是在M310的基础上,吸收三代先进经验改进而来,将其157组件扩展到177个,实现具有自主知识产权的核电技术,可以出口。随着国内三足鼎立的局面形成,避免内耗,中核,中广核,国核技分工明确:中核与中广核的华龙一号平分海外市场,国核技引进AP1000面向国内市场。不过这种利益分配,可能更是国家的一厢情愿,最终还得市场说了算。


两者建设过程中均不如二代半建设顺利,在建造过程中Ap1000由于设计理念的先进性和经济性开始超过Epr ,可以说现在国内应该不会再有Epr 项目开批了,基本上朝向Ap 1000技术倾斜,但Ap 1000主泵技术也在受限,发展也不尽如人意。于此同时中核和广核作为国内核电两大巨头都在研制自己的三代核电,为了抓住Ap1000的瓶颈期,集中技术优势提高国产核电技术水平和竞争力,在能源局的撮合下两家技术融合形成了国产的三代技术也就是华龙一号,由于兼备了两大公司的科研力量又身背核电走出去的战略目标,华龙一号发展迅速,目前在国内已经有四台机组在建,同时巴基斯坦项目也已经开工,大有抢占Ap1000三代市场的势头,所以Ap 1000也加紧主泵研发,首批前段时间主泵已经到达海阳核电。总结来说,Ap 1000技术先进国际认可度高,但受几个关键技术限制,华龙一号国家战略意义重大背后又有比较强大的科研团队,但未来建设是否顺利还有待检验。加之这背后还有国核(已经和中电投合并),中核,中广核三个核电巨头的角力,谁能主导市场结果还不一定,不过基本可以确定Epr在国内应该不会再批了。答主为核电行业里非核专业的,只能说个大概,希望对题主有帮助。


从现有的核电站来看CPR1000建的最快、五年左右就可以搞定、国产化率87%左右、便宜。华龙技术的站才刚开始建设,成本,工期都未知。EPR1000技术的站搞的就是多重备份,目前几个施工中的站最快2017年才能发电,工期8-10年,单堆成本百亿美金以上。AP1000也是坑,不过最近西屋的主泵已经开始发货了,后续新站有望加快进度。


搞过EPR,CPR1000土建施工,现在在搞华龙一号。对比下来,CPR1000施工最快,工程量小。EPR工程量大概是CPR1000的2倍,华龙一号工程量比EPR少,比CPR1000多。都一样的难搞,为了满足工艺要求,没有考虑施工难易度的。


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