从CNP1000三种堆芯方案的比较看自主化 核电项目优化选择的方向
2004-12-9
1 引言
据已有信息估计,我国将自主建设6套百万千瓦级压水堆核电机组。这6套机组的建设将对我 国 核电在下世纪前15~20年甚至更为长久的发展产生深远的影响。因此,6套机组的选型至关 重要。按照我 国核电界的普遍意见,6套机组的型号可定名为CNP1000。各主要核电企业和研 究设计单位已为CNP1000提出了三种堆芯方案,它们分别由157、177和193个燃料组件组成。 这样,CNP1000就有三种选择,即CNP1000(157)、CNP1000(177)和CNP1000(193)。本文通过 技 术性能、安全性、经济性、成熟性等方面的综合比较,对三者作出评价,并对优化选择的方 向提出建议。
2 堆芯优化的出发点
为使三种方案的比较有一个客观和现实的共同基础,本文假定每一种方案选用相同类型的燃 料组件(17 17的AFA-3G),相近性能的汽轮发电机系统(使电厂效率相同或接近相同)以及相 同的参考电厂(大亚湾)。在这里,相同参考电厂的特定内涵主要是指:
--相同的布置、系统以及相应的图纸基础;
--相同的国际合作伙伴;
--相近的工期和进度。在上述基础上,堆芯优化的出发点是:
--成熟性与先进性的统一(URD的基本方针);
--合理降低堆芯功率密度;
--提高堆芯安全性,使安全裕度不低于15%,并满足堆芯熔化概率小于1 10 -5 /堆 年;
--改善堆芯燃料管理,实现经济的18个月换料,并使电厂具备直至24个月换料的能力;
--降低电厂比投资,为实现低于1500$/kW的目标服务;
--降低上网电价,为实现低于0 05$/kWh的目标服务;
--有利于推进 国产化、标准化和系列化;
--减少投资风险;
--增强业主信赖。
合理降低堆芯功率密度是先进轻水堆的重要设计思想,是增大堆芯安全裕度和改善堆芯燃料 管理及运行性能的主要技术基础。以平均线功率密度(W/cm)为例,从M310到P4、N4、 EPR和A P600,依次是186、175、179、155和130 3,下降的趋势十分明显;相对于M310,EPR下降 的幅度达17%,AP600达30%。因此,合理降低堆芯功率密度也是本文优化选择堆芯方案的主要依据。
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