CPR1000与EPR专设安全系统的差异性比较和分析

1、    cpr1000与epr专设安全系统的差异性比较和分析    王希良摘  要：cpr1000是中国广核集团推出的中国改进型百万千瓦级（1000 mw）压水堆核电技术方案。它是在引进、消化、吸收国外先进技术的基础上，结合20多年来的渐进式改进和自主创新形成的“二代加”百万千瓦级压水堆核电技术。cpr1000技术源于法国引进的百万千瓦级堆型m310堆型。法国百万千瓦级核电技术的原型是美国西屋公司的标准312堆型，并通过改进批量化建设成为标准化的cpy技术。为了提高法国核电的出口竞争力，法国法玛通公司在cpy的基础上形成了安全性和经济性较好的m

2、310堆型。大亚湾核电站引进的就是这种新型的m310堆型。epr是目前国际上最新型反应堆（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。具有更高的经济和技术性能：降低发电成本，充分利用核燃料（uo2或mox），减少长寿废物的产量，运行更加灵活，检修更加便利，大量降低运行和检修人员的放射性剂量。关键词：cpr1000;epr;差异性一、cpr1000cpr1000是以中国广东核电集团从法国引进的百万千瓦极核电机组基础，结合技术改进形成的中国大型商用压水堆技术方案。其设计自主化、设备本地化、建设自主化、运行自主化水平最高且以国内运行业绩最佳，成为参考基

3、础的技术方案。cpr1000是一个先进、成熟、安全、經济的，可以自主批量建设的“二代加”主力堆型。正在建设的岭澳核电站二期1号机组为cpr1000技术方案的首台机组，辽宁红沿河核电站一期工程四台机组采用cpr1000技术方案。（一）经济性采用半速汽轮发电机组，提高机组效率，继而提升电价竞争力，半速机组的供货商选择范围较大，可以形成多家厂商竞争的局面。首炉堆芯即采用18个月换料方案，减少了换料大修次数，降低大修成本，提高电站可利用率，增加年发电量。工程建造采用可视化进步控制，直接在三维模型上显示施工进步的进展和状态，检验施工顺序和方案，展示进度和计划的差异，为施工计划的安排和优化提供支持和服务。

4、三维辅助设计，系统三维布置校验，检验接口是否自恰，三维空间布置核验，设置最佳路径，缩短大修工期。实现4个自主化，同时由于设计的标准化、自主化，并且相对于参考电站改动较小，完全可以实现设计复用。设备基本实现本地化。如果小批量建设，考虑到设计利用以及批量采购，单位造价可低于1300美元/千瓦，国产化成熟并批量化后争取实现1万元人民币/千瓦。（二）安全性cpr1000以大亚湾核电站和岭澳核电站一期为参考基础，考虑标准化设计、批量化制造和规模化建设。cpr1000符合核电科技发展规律，可与第三代核电技术平稳过渡衔接。cpr1000采用纵深防御的策略，采取事故预防和事故缓解措施。制定严重事故对策，采用合

5、理、平衡的安全设计，进一步接近第三代概率安全目标。在岭澳核电站二期基础上进一步完善数字化仪控技术，有助于提高电厂安全性，事故处理规程由事故定向转为状态定向，减轻操作员负担，降低人因失误，有利于处理多重事故，有利于与严重事故处理规程接口。堆坑注水技术，有利于防止或延迟rpv熔穿防止堆芯熔融物与混凝土反应防止安全壳底板熔穿，抑制安全壳内氢的产生量，安全壳保持安好的概率提高。低泄漏设计，减少了对压力容器的中子辐照。二、eprepr的电功率约为1600兆瓦，具有大规模电网的地区适于建设这种大容量机组，另外，人口密度大、场址少的地区也适于采用大容量机组。epr可使用各类压水堆燃料：低富集铀燃料（5%）、

6、循环复用的燃料（源于后处理的再富集铀，或源于后处理的钚铀氧化物燃料mox）。epr堆芯可全部使用mox燃料装料。这样，一方面可实现稳定及减少钚存量的目标，同时也可降低废物的产量;epr的技术寿期为60年，目前在运行的反应堆的技术寿期为40年。由于设备方面的改进，epr运行40年无需更换重型设备。（一）经济性发电成本低，比n4系列反应堆低10%，原因有：功率大（约1600兆瓦），建设周期短，建设至商运57月，燃料的利用率高，在发电量相同的条件下，epr将减少使用15%的铀。（二）安全性加强防范可能损坏堆芯的事件，缓解堆芯熔化的放射性影响两方面的要求，具有更高的安全性。1.加强防范损坏堆芯的事件通

7、过设计简单化、功能多样化和冗余系统确保安全功能。自动化水平更加先进：epr配置四个同样的安全系统，具有非正常状态下冷却堆芯的功能。每个系统都能完全独立发挥其安全功效。这四个系统分别设在四个厂房，实行严格的外部事件（地震）造成某一系统失灵时，另一系统代替有故障系统行使安全职能，实现反应堆安全停堆。这些结构性的安全系统将把在役压水堆极低的堆芯破损概率再降低一个10次方。2.安全壳具有非常高的密封性如果万一发生堆芯损坏事件，将对居民和环境采取防御性保护措施，使他们不受影响。epr的密封水平是国际上唯一的，反应堆厂房非常牢固，混凝土底座厚达6米，安全壳为双层，内壳为预应力混凝土结构，外壳钢筋混凝土结构

8、，厚度都是1.3米。2.6米厚的安全壳可抵御坠机等外部侵袭。即使发生概率极低的熔堆事故，压力壳被熔穿，熔化的堆芯逸出压力壳，熔融物仍封隔在专门的区域内冷却。这一专门区域的内壁使用了耐特高温保护材料，能够保证混凝底板的密封性能。epr的熔堆事故影响严格限制在反应堆安全壳内，核电站周边的居民、土壤和含水层都受到保护。3.降低运行和检修人员的辐照剂量epr运行和检修人员的辐射防护工作将进一步加强：集体剂量目标确定为0.4人希弗特/堆年，与目前经济合作与发展组织国家核电站的平均剂量（1人希弗特/堆年）相比，将降低一倍以上。目前法国核电站检修人员的集体剂量水平约合人均剂量5毫希弗特/年（5msv）。换言之，法国核电站工作人员的平均剂量等同于法国天然放射性当量。三、结语综上，cpr1000和epr各自有自己的特点，cpr1000采用纵深防御的策略，事故预防和事故缓解措施，即预防为主;epr是利用增加冗余性来提高安全性，增加安全系统的数量，这需要精准的操作。而从经济性上比较，cpr1000基本实现了设计自主化，同时由于电站改动较小，完全可以实现并且设计复用。再加上设