AP1000核電技術

AP1000核電技術， AP1000是一種先進的非能動型壓水堆核電技術，用鈾製成的核燃料在“反應堆”的設備內發生裂變而產生大量熱能，再用處於高壓下的水把熱能帶出，在蒸汽發生器內產生蒸汽，蒸汽推動汽輪機帶著發電機一起旋轉，電就源源不斷地產生出來，AP1000最大的特點就是設計簡練，易於操作，而且充分利用了諸多“非能動的安全體系”，進一步提高了核電站的安全性，同時也能顯著降低核電機組建設以及長期運營的成本。

基本介紹

• 中文名：AP1000核電技術
• 屬性：中國第三代核電自主技術
• 特點：消化吸收再創新和自主創新
• 對象：全球核電市場中最安全

簡介

AP1000核電技術，中國第三代核電自主技術，中國引進消化吸收再創新和自主創新，在世界上率先掌握了第三代核電AP1000的五大核心關鍵技術，為推進中國核電產業技術水平的整體跨越，為實現中國第三代核電AP1000的自主化、批量化建設打下了堅實的基礎。AP1000核電技術是目前唯一一項通過美國核管理委員會最終設計批准的第三代核電技術，這是目前全球核電市場中最安全、最先進的商業核電技術。

AP1000核電技術建設

原理特點

工作原理

AP1000是一種先進的“非能動型壓水堆核電技術”。用鈾製成的核燃料在 “反應堆”的設備內發生裂變而產生大量熱能，再用處於高壓下的水把熱能帶出，在蒸汽發生器內產生蒸汽，蒸汽推動汽輪機帶著發電機一起旋轉，電就源源不斷地產生出來，並通過電網送到四面八方。採用這一原理的核電技術就是壓水堆核電技術。

AP1000核電技術建設

核心技術

核島筏基大體積混凝土一次性整體澆注技術、核島鋼製安全殼底封頭成套技術、模組設計和製造技術、主管道製造技術、核島主設備大型鍛件製造技術。

主要特點

1、AP1000最大的特點就是設計簡練，易於操作，而且充分利用了諸多“非能動的安全體系”，比如重力理論、自然循環、聚合反應等，比傳統的壓水堆安全體系要簡單有效得多。

2、進一步提高了核電站的安全性，同時也能顯著降低核電機組建設以及長期運營的成本。

3、AP1000在建設過程中，可利用模組化技術，多頭並進實施建設，極大地縮短了核電機組建設工期。AP1000從開工建設到載入原料開始發電，最快只需要36個月，建設成本方面的節約優勢明顯。

發展歷程

AP1000是西屋在AP600技術的基礎上延展開發的。AP600以“非能動性”為特點的設計最早始於1991年，西屋當初試圖將核電站技術從經濟效益和安全水平兩方面都提升到一個新高度，保持自己在核電領域的技術領先優勢。AP600在1998年獲得美國核管會的“最終設計批准”，但隨著世界電力市場的不斷變化，核電新的目標電價降至每度3美分，AP600已無法滿足這個要求。為此西屋啟動了AP1000的開發工作，目標是更便宜、更安全、更高效的核反應堆技術，以提升其在核電市場的競爭力。

AP1000核電技術

由於AP1000脫胎於AP600，因此研發進程大大加快，通過設計改進達到增容目的，顯著提高發電功率，同時又保持了原有系統的安全性和簡潔性。從 AP600到AP1000，經過了15年的開發和完善。史睿智特意提到，在多年的開發工作中，不少中國工程技術人員也參與其中。AP1000作為當今核電市場最具競爭力的技術，套用到中國核電機組建設中，對於中美雙方是真正的雙贏合作。中國將依託先進核電技術，更好地滿足日益增加的能源需求。而與中國合作，一方面為美國創造大量就業崗位，同時也為美國的產品、技術和服務出口提供了良機。

技術特點

1、世界市場現有的最安全、最先進、經過驗證的核電站 (保守機率風險評估 (PRA):堆芯損毀機率為可忽略不計的 2.5x10- 7 )。

2、唯一得到美國核管會最後設計批准（FDA）的新三代+核電站。

3、基於標準的西屋壓水反應堆 (PWR)技術，該技術已實現了超過2500反應堆年次的成功的運營。

4、1100 MWe設計，對於提供基本發電負荷容量很理想。

5、模組化設計，有利於標準化並提高建造質量。

6、更經濟的運營 (更少的混凝土和鋼鐵，更少零部件和系統，意味著更少的安裝、檢測和維護 )。

7、 更簡便的運營(配備行業最先進的儀表和控制系統 )。

8、 符合美國用戶要求檔案（URD）對新一代商用反應堆的要求。

關鍵技術

筏基大體積混凝土一次性整體澆注技術

2009年3月31日14時06分，世界上首台AP1000核電機組三門核電站一號機組核島第一罐混凝土澆注順利完成，4月20日混凝土養護取得成功。這是世界核電站工程建設中首次成功採用核島筏基大體積混凝土一次性整體澆注的先進技術，中國成為首個成功掌握此項技術的國家。核電站核島筏基是核反應堆廠房的基礎部分，其大體積混凝土一次性整體澆注，可以實現核電站核島基礎的一次整體成形，具有無接口、防滲好等技術優點，特別適合安全性能要求較高的核電施工。但由於澆注後的養護是難點，一直是施工的一大技術難題。該項技術的成功實施，可以有效縮短工期，將為未來第三代核電的批量化建設帶來巨大的經濟價值。

核島鋼製安全殼底封頭成套製造技術

2009年12月21日15時28分，三門核電站一號機組核島鋼製安全殼底封頭成功實現整體吊裝就位，這一底封頭的鋼材製造、弧形鋼板壓制、現場拼裝焊接、焊接材料生產、整體運輸吊裝等都是由中國企業自主承擔完成的。AP1000首次採用在核電站反應堆壓力容器外增加鋼製安全殼的新技術。鋼製安全殼是AP1000核電站反應堆廠房的內層禁止結構，是非能動安全系統中的重要設備之一。AP1000鋼製安全殼底封頭鋼板的典型特徵是大尺寸、多曲率、高精度，採用整體模壓一次成型技術，尚屬世界性難題。中方企業攻克了一系列世界性的技術難題和工藝難關，提升了我國核電裝備製造和相關材料研製的水平。

模組化設計與製造技術

2009年6月29日，三門核電站一號機組核島最大的結構模組CA20模組成功吊裝就位，開啟了中國核電站工程模組化建造的新時代。CA20模組的工廠化預製和現場拼裝、組焊、整體吊裝的順利完成，標誌著AP1000技術的模組化設計和施工的先進理念已經從理論變成了現實。CA20模組是AP1000的最大一個結構模組，長20.5米，寬14.2米，高20.7米，近7層樓高，由18個房間構成，包括32個牆體子模組和40個樓板子模組，結構總重達749噸，加上吊具等起吊總重量達到968噸，相當於700多輛小汽車的重量。使用模組化建造方法，可以實現核電站核島工程建設中的土建和安裝的交叉施工，能大大縮短核電站的工程建設周期。通過模組的工廠化預製，可有效提高工程建造的質量。

主管道製造關鍵技術

2010年1月11日，中國AP1000自主化依託項目國產化主管道採購契約在北京簽訂。國核工程公司與中國第二重型機械集團公司(德陽)重型裝備股份公司簽訂了主管道採購契約。核電站主管道是連線反應堆壓力容器和蒸汽發生器的大厚壁承壓管道，是核蒸汽供應系統輸出堆芯熱能的“大動脈”，是壓水堆核電站的核一級關鍵設備之一。AP1000機組採用了超低碳控氮不鏽鋼整體鍛造技術，材質要求高、加工製造難度大，堪稱目前世界核電主管道製造難度之最。AP1000主管道是中國AP1000自主化依託項目中唯一沒有引進國外技術的核島關鍵設備。中國二重集團等國內多家企業通過為時兩年的科研攻關，自主突破了AP1000主管道製造的技術難關，製造的主管道1:1模擬件綜合技術指標已完全符合美國西屋公司的設計技術標準，大幅降低了主管道的採購成本。

關鍵設備大型鍛件製造技術

2009年12月22日，中國一重承擔的三門核電站2號機組蒸汽發生器管板鍛件研製取得成功，在先前實現AP1000核島反應堆壓力容器鍛件完全國產化的基礎上，再次實現了蒸汽發生器鍛件的完全國產化，一舉攻克了制約我國核電發展的重大技術難關，大幅提升了中國核電裝備製造的整體水平和技術能力，打破了國外企業在高端大型鑄鍛件市場的壟斷。以前中國的大型鑄鍛件企業因製造能力和技術上的差距，使國內高端大型鑄鍛件市場和技術被國外巨頭壟斷，尤其是在核電大型鑄鍛件上，國外更是實行技術封鎖。除大型鍛件外，目前反應堆壓力容器、蒸汽發生器、主泵、主管道、鋼製安全殼等核島關鍵設備國產化工作均取得實質性進展，確保了中國後續三代核電批量化、規模化發展。