CPR1000核電系統(tǒng)簡(jiǎn)介

CPR1000核電系統(tǒng)簡(jiǎn)介第1頁(yè)/共51頁(yè)四代核電技術(shù)核電站發(fā)展趨勢(shì)2023/3/112第2頁(yè)/共51頁(yè)四代核電技術(shù)現(xiàn)狀

壓水堆仍將是國(guó)際未來(lái)30-40年的主力堆型第一代核電站第二代核電站第三代核電站第四代核電站

五、六十年代原型堆解決工程技術(shù)問(wèn)題

七十年代至今運(yùn)行業(yè)績(jī)良好，還在增效延壽多種堆型

九十年代至今市場(chǎng)前景樂(lè)觀，已建首堆工程，尚未批量推廣，在建8臺(tái)

九十年代后期起六種堆型2035年左右商用化核電站發(fā)展趨勢(shì)2023/3/113第3頁(yè)/共51頁(yè)第四代核電技術(shù)鈉冷快中子堆熔鹽堆超高溫氣冷堆超臨界水堆鉛冷快中子堆氣冷快中子堆核電站發(fā)展趨勢(shì)2023/3/114第4頁(yè)/共51頁(yè)中國(guó)核電技術(shù)現(xiàn)狀第三代核電站中國(guó)6臺(tái)：2×EPR+4×AP1000第二代核電站多種堆型，運(yùn)行業(yè)績(jī)良好二代加核電站CPR1000CNP1000核電站發(fā)展趨勢(shì)2023/3/115第5頁(yè)/共51頁(yè)

核電站發(fā)展趨勢(shì)2023/3/116我國(guó)核電站分布第6頁(yè)/共51頁(yè)Contents核電站發(fā)展趨勢(shì)核電站基礎(chǔ)知識(shí)CPR1000主要特性CPR1000核島結(jié)構(gòu)CPR1000系統(tǒng)知識(shí)2023/3/117第7頁(yè)/共51頁(yè)反應(yīng)堆的分類輕水堆：壓水堆、沸水堆重水堆氦氣鈉冷快堆冷卻劑水冷堆氣冷堆熔鹽堆核電站基礎(chǔ)知識(shí)2023/3/118第8頁(yè)/共51頁(yè)反應(yīng)堆的分類熱(中子)堆中子能量<0.4eV的反應(yīng)堆通常叫熱（中子）堆，如壓水堆、沸水堆。中子能量快（中子）堆中子能量>500keV的反應(yīng)堆叫快（中子）堆，如鈉冷快堆、氣冷快堆。核電站基礎(chǔ)知識(shí)2023/3/119第9頁(yè)/共51頁(yè)核電站基礎(chǔ)知識(shí)壓水堆核電站工作原理圖2023/3/1110反應(yīng)堆簡(jiǎn)介第10頁(yè)/共51頁(yè)核電站基礎(chǔ)知識(shí)沸水堆核電站工作原理圖2023/3/1111反應(yīng)堆簡(jiǎn)介第11頁(yè)/共51頁(yè)核電站基礎(chǔ)知識(shí)重水堆核電站工作原理圖2023/3/1112反應(yīng)堆簡(jiǎn)介第12頁(yè)/共51頁(yè)反應(yīng)堆簡(jiǎn)介核電站基礎(chǔ)知識(shí)高溫氣冷堆電站工作原理2023/3/1113第13頁(yè)/共51頁(yè)核電站基礎(chǔ)知識(shí)鈉冷快堆核電站工作原理圖2023/3/1114反應(yīng)堆簡(jiǎn)介第14頁(yè)/共51頁(yè)Contents核電站發(fā)展趨勢(shì)核電站基礎(chǔ)知識(shí)CPR1000主要特性CPR1000核島結(jié)構(gòu)CPR1000系統(tǒng)知識(shí)2023/3/1115第15頁(yè)/共51頁(yè)CPR1000技術(shù)形成過(guò)程M310改進(jìn)M312CPY技術(shù)M310CPR1000美國(guó)西屋公司技術(shù)法國(guó)以M312為原型改進(jìn)后法國(guó)在CPY技術(shù)上改進(jìn)中廣核吸收M310運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)后中廣核與2004年推出該技術(shù)嶺澳核電站二期、紅沿河核電站、陽(yáng)江核電站采用CPR1000技術(shù)方案。CPR1000主要特性2023/3/1116第16頁(yè)/共51頁(yè)CPR1000采用的新技術(shù)事故定向轉(zhuǎn)為狀態(tài)定向采用堆坑注水技術(shù)主回路采取LBB理念設(shè)計(jì)理念設(shè)計(jì)工具新型設(shè)備三維工具進(jìn)行設(shè)計(jì)校核、碰撞檢驗(yàn)三維可視化進(jìn)度控制CPR1000主要特性數(shù)字化儀控技術(shù)半速汽輪發(fā)電機(jī)組堆芯新型燃料新型壓力容器2023/3/1117第17頁(yè)/共51頁(yè)CPR1000主要特性減輕操作員負(fù)擔(dān)，降低人因失誤；有利于處理多重事故；有利于與嚴(yán)重事故處理規(guī)程接口。2023/3/1118事故定向轉(zhuǎn)為狀態(tài)定向第18頁(yè)/共51頁(yè)CPR1000主要特性有利于防止或延遲壓力容器RPV熔穿；防止堆芯熔融物與混凝土反應(yīng)，防止安全殼底板熔穿；抑制安全殼內(nèi)氫的產(chǎn)生量；安全殼保持完好性的概率提高。2023/3/1119堆坑注水技術(shù)第19頁(yè)/共51頁(yè)CPR1000主要特性取消主管道防甩止擋塊，減少主管道阻尼器，從而簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)；改善了維修及在役檢查的可接近性，降低了工作人員的輻照劑量，提高了安全性并降低了運(yùn)行維修成本；簡(jiǎn)化主回路及其它關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)，降低制造和建造成本。2023/3/1120主回路采用LBB設(shè)計(jì)理念第20頁(yè)/共51頁(yè)三維校核、檢驗(yàn)CPR1000主要特性2023/3/1121系統(tǒng)三維布置校驗(yàn)，檢驗(yàn)接口是否自恰；三維空間布置校驗(yàn)，設(shè)置最佳路徑，縮短大修工期。第21頁(yè)/共51頁(yè)三維可視化進(jìn)度控制CPR1000主要特性直接在三維模型上顯示施工進(jìn)度的進(jìn)展和狀態(tài)，檢驗(yàn)施工順序和方案；展示進(jìn)度和計(jì)劃的差異，為施工計(jì)劃的安排和優(yōu)化提供支持和服務(wù)。2023/3/1122第22頁(yè)/共51頁(yè)數(shù)字化儀控系統(tǒng)CPR1000主要特性2023/3/1123第23頁(yè)/共51頁(yè)采用半速汽輪機(jī)組CPR1000主要特性提高機(jī)組效率，繼而提升電價(jià)競(jìng)爭(zhēng)力；

半速機(jī)組的供貨商選擇范圍較大，可以形成多家廠商競(jìng)爭(zhēng)的局面。2023/3/1124第24頁(yè)/共51頁(yè)CPR1000主要特性2023/3/1125堆芯采用新型燃料第25頁(yè)/共51頁(yè)CPR1000主要特性RPV堆芯活性段采用整體鍛件；嚴(yán)格控制RPV材料中的輻照敏感元素Cu、P、S、Ni等的含量。2023/3/1126新型壓力容器第26頁(yè)/共51頁(yè)CPR1000主要技術(shù)參數(shù)CPR1000主要特性總體性能指標(biāo)環(huán)路數(shù)3DNBR裕量＞15%機(jī)組可用率≥87%壓力容器設(shè)計(jì)壽命60年一回路壓力15.5MP一回路溫度T入/T出292.4℃/329.8℃平均線功率密度186W/cm機(jī)組額定功率1080MWe燃料組件157組全M5的AFA3G組件活性區(qū)高度3.66m換料周期18月堆容器內(nèi)徑/高度3.99m/12.99m電廠熱循環(huán)效率36%儀控系統(tǒng)DCS電廠布置雙堆安全殼單層+鋼內(nèi)襯安全殼自由體積49000m3建設(shè)工期≤58月2023/3/1127第27頁(yè)/共51頁(yè)Contents核電站發(fā)展趨勢(shì)核電站基礎(chǔ)知識(shí)CPR1000主要特性CPR1000核島結(jié)構(gòu)CPR1000系統(tǒng)知識(shí)2023/3/1128第28頁(yè)/共51頁(yè)安全殼CPR1000核島結(jié)構(gòu)2023/3/1129第29頁(yè)/共51頁(yè)三環(huán)路冷卻水系統(tǒng)主管道過(guò)渡段蒸發(fā)器主泵穩(wěn)壓器壓力容器主管道冷段主管道熱段CPR1000核島結(jié)構(gòu)2023/3/1130第30頁(yè)/共51頁(yè)反應(yīng)堆壓力容器CPR1000核島結(jié)構(gòu)2023/3/1131第31頁(yè)/共51頁(yè)蒸汽發(fā)生器CPR1000核島結(jié)構(gòu)2023/3/1132第32頁(yè)/共51頁(yè)主泵CPR1000核島結(jié)構(gòu)2023/3/1133第33頁(yè)/共51頁(yè)CPR1000核島結(jié)構(gòu)2023/3/1134穩(wěn)壓器第34頁(yè)/共51頁(yè)Contents核電站發(fā)展趨勢(shì)核電站基礎(chǔ)知識(shí)CPR1000主要特性CPR1000核島結(jié)構(gòu)CPR1000系統(tǒng)知識(shí)2023/3/1135第35頁(yè)/共51頁(yè)主要系統(tǒng)劃分一回路主系統(tǒng)一回路輔助系統(tǒng)輔助冷卻水系統(tǒng)專設(shè)安全系統(tǒng)CPR1000主要系統(tǒng)劃分按系統(tǒng)位置劃分按系統(tǒng)功能劃分核島主要系統(tǒng)常規(guī)島主要系統(tǒng)CPR1000系統(tǒng)知識(shí)2023/3/1136第36頁(yè)/共51頁(yè)核島主要系統(tǒng)RCPRCVREAPTREAS7.安全殼噴淋系統(tǒng)5.反應(yīng)堆水池和乏燃料水池冷卻和處理系統(tǒng)1.反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)2.化學(xué)和容積控制系統(tǒng)3.反應(yīng)堆硼和水補(bǔ)給系統(tǒng)RISRRA核島6.安全注入系統(tǒng)4.余熱排出系統(tǒng)CPR1000系統(tǒng)知識(shí)2023/3/1137第37頁(yè)/共51頁(yè)常規(guī)島主要系統(tǒng)CPR1000系統(tǒng)知識(shí)序號(hào)編碼名稱備注常規(guī)島主要系統(tǒng)1VVP主蒸汽系統(tǒng)2GCT汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)3GSS汽水分離再熱系統(tǒng)4CEX凝結(jié)水抽取系統(tǒng)5CRF循環(huán)水系統(tǒng)6ABP低壓給水加熱器系統(tǒng)7ADG給水除氣器系統(tǒng)8APP氣動(dòng)給水泵系統(tǒng)9APA電動(dòng)給水泵系統(tǒng)10AHP高壓給水加熱器系統(tǒng)11ARE給水流量控制系統(tǒng)12ASG輔助給水系統(tǒng)2023/3/1138第38頁(yè)/共51頁(yè)按系統(tǒng)功能劃分2023/3/1139功能一回路主系統(tǒng)專設(shè)安全系統(tǒng)輔助冷卻水系統(tǒng)一回路輔助系統(tǒng)CPR1000系統(tǒng)知識(shí)反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)化學(xué)和容積控制系統(tǒng)反應(yīng)堆硼和水補(bǔ)給系統(tǒng)余熱排出系統(tǒng)反應(yīng)堆水池和乏燃料水池冷卻和處理系統(tǒng)設(shè)備冷卻水系統(tǒng)重要廠用水系統(tǒng)核島冷凍水系統(tǒng)電氣廠房冷凍水系統(tǒng)安全注入系統(tǒng)安全殼噴淋系統(tǒng)輔助給水系統(tǒng)安全殼隔離系統(tǒng)安全殼大氣監(jiān)測(cè)的混合、取樣和復(fù)合子系統(tǒng)第39頁(yè)/共51頁(yè)介紹以下系統(tǒng)CPR1000系統(tǒng)知識(shí)序號(hào)編碼名稱備注1RCP反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)一回路主系統(tǒng)2RCV化學(xué)和容積控制系統(tǒng)一回路輔助系統(tǒng)3REA反應(yīng)堆硼和水補(bǔ)給系統(tǒng)4RRA余熱排出系統(tǒng)5PTR反應(yīng)堆水池和乏燃料水池冷卻和處理系統(tǒng)輔助冷卻水系統(tǒng)6RRI設(shè)備冷卻水系統(tǒng)7RIS安全注入系統(tǒng)專設(shè)安全系統(tǒng)8EAS安全殼噴淋系統(tǒng)9ASG輔助給水系統(tǒng)2023/3/1140第40頁(yè)/共51頁(yè)2023/3/1141反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)-RCPCPR1000系統(tǒng)知識(shí)主要功能使冷卻劑循環(huán)流動(dòng)，將堆芯中核裂變產(chǎn)生的熱量通過(guò)蒸汽發(fā)生器傳輸給二回路，同時(shí)冷卻堆芯，防止燃料元件燒毀或毀壞。輔助功能反應(yīng)堆中子慢化劑反應(yīng)性控制壓力控制放射性屏障第41頁(yè)/共51頁(yè)2023/3/1142化學(xué)和容積控制系統(tǒng)-RCVCPR1000系統(tǒng)知識(shí)主要功能容積控制反應(yīng)性控制化學(xué)控制控制PH值（注入7LiOH，中和硼酸）控制氧含量（N2H2）凈化一回路水（過(guò)濾+除鹽）加硼稀釋除硼通過(guò)上充、下泄來(lái)應(yīng)對(duì)一回路水的容積變化，將穩(wěn)壓器的水位維持在程控液位。一回路穩(wěn)壓器容控箱MNMNTEPREA上充泵容積控制原理圖第42頁(yè)/共51頁(yè)2023/3/1143反應(yīng)堆硼和水補(bǔ)給系統(tǒng)-REACPR1000系統(tǒng)知識(shí)主要功能向穩(wěn)壓器泄壓箱提供噴淋冷卻水；向安全注入系統(tǒng)提供水或硼酸溶液；為化學(xué)和容積控制系統(tǒng)供給容積控制、化學(xué)控制和反應(yīng)性控制所需的各種流體。第43頁(yè)/共51頁(yè)2023/3/1144余熱排出系統(tǒng)-RRACPR1000系統(tǒng)知識(shí)主要功能 RRA又稱為反應(yīng)堆停堆冷卻系統(tǒng)，在反應(yīng)堆正常停堆過(guò)程中，當(dāng)一回路溫度降到180℃及以下，絕對(duì)壓力降到3.0MPa以下時(shí)，用余熱排出系統(tǒng)排出堆芯余熱、一回路水和設(shè)備的顯熱以及運(yùn)行的主泵在一回路中產(chǎn)生的熱量，使反應(yīng)堆進(jìn)入冷卻停堆狀態(tài)。第44頁(yè)/共51頁(yè)2023/3/1145反應(yīng)堆水池和乏燃料水池冷卻和處理系統(tǒng)-PTRCPR1000系統(tǒng)知識(shí)主要功能

對(duì)反應(yīng)堆水池和乏燃料水池進(jìn)行冷卻、凈化、充水和排水。充/排水功能：向反應(yīng)堆水池和乏燃料水池充以硼濃度為2100μg/g的硼水，使水池有足夠的水層，為操作人員提供良好的生物防護(hù)；保證乏燃料處于次臨界狀態(tài)；實(shí)施除乏燃料貯存外其他水池的排水；為安全注入系統(tǒng)和安全殼噴淋系統(tǒng)貯存必要的硼水。凈化功能：凈化去除乏燃料水池中的裂變產(chǎn)物和腐蝕產(chǎn)物，限制乏燃料水池的放射性水平；過(guò)濾清除反應(yīng)堆水池和乏燃料水池水中的懸浮物，以保持水中良好的能見(jiàn)度。第45頁(yè)/共51頁(yè)2023/3/1146設(shè)備冷卻水系統(tǒng)-RRICPR1000系統(tǒng)知識(shí)主要功能冷卻功能 向核島內(nèi)各熱交換器提供冷卻水，并將其熱負(fù)荷傳遞到海水中；隔離功能 是核島各熱交換器與海水之間的一道屏障，既可以避免放射性流體不可控地釋放到海水中而污染環(huán)境，又可以防止海水對(duì)核島各熱交換器的腐蝕。第46頁(yè)/共51頁(yè)2023/3/1147安全注入系統(tǒng)-RISCPR1000系統(tǒng)知識(shí)主要功能在一回路小破口失水事故時(shí)或在二回路蒸汽管道破裂時(shí)，向一回路補(bǔ)水，以重新建立穩(wěn)壓器水位；在一回路大破口失水事故時(shí)，向堆芯注水，以淹沒(méi)并冷卻堆芯，限制燃料元件溫度的上升；在二回路蒸汽管道破裂時(shí)，向一回路注入高濃度硼酸溶液，防止堆芯重返臨界。第47頁(yè)/共5