??? 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(dòng)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(duì)流等自然驅(qū)動(dòng)力，而不是用泵、風(fēng)機(jī)或柴油發(fā)電機(jī)等能動(dòng)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(jí)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(duì)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(xiǎn)，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(dòng)安全系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，操作員操縱安全系統(tǒng)所要求動(dòng)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(dòng)作；非能動(dòng)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(jiǎn)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(jiǎn)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(dòng)安全系統(tǒng)能夠在無操縱人員行動(dòng)以及無交流電源的條件下維持長(zhǎng)期的事故緩解。對(duì)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(shí)間。對(duì)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(gè)專門的擴(kuò)散區(qū)域使堆芯熔融物得以長(zhǎng)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(zhǎng)期堆芯熔化事故時(shí)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(dòng)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(jiǎn)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(jí)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(gòu)量，降低了安裝成本，縮短了施工時(shí)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(gè)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(gè)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(duì)應(yīng)的凈電功率達(dá)到了1630MW。另外，根據(jù)在法國(guó)和德國(guó)最新建造的大部分核電站的經(jīng)驗(yàn)，EPR核電站的建造時(shí)間控制在4～5年，通過對(duì)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(jià)，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(dòng)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(jiǎn)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(dòng)安全系統(tǒng)的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)不僅可以降低造價(jià)、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(jìng)爭(zhēng)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(guó)和德國(guó)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(gè)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。