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根据中美AP1000的技转合同规定,在AP1000非能动技术基础上开发的核电型号,当电功率大于1350MWe时,中方拥有整体型号的知识产权。然而电功率超过1350MWe是无法通过挖掘AP1000设计裕量来实现的,需要系统性地重新研发、设计和验证,才能形成CAP1400型号。
(来源:微信公众号“核电文摘” ID:chinahedian 作者:728)
(1)总体设计:要使功率提升,需增加燃料组件数量和重新开展堆芯设计。由于运行功率、衰变热、放射性总量的改变,总体上需要重新开展现象识别、功能需求分析、系统配置、软件可用性评价、试验需求分析等;同时要考虑我国法规标准和福岛后安全要求带来的设计改进(如减少在役检查工作量和废液排放等)。
(2)设备研发:功率等级提升和三代核电设备规格,使得原有国内设备和材料的制造能力难以满足要求,包括反应堆压力容器、稳压器、主管道、主泵、蒸汽发生器、爆破阀、非能动余热排出换热器、汽轮机和发电机组、安全壳(壁厚加大)、装换料设备、环吊和大型吊车、以及关键控制和调节阀门等都需要重新研发。大锻件的制造和加工,包括压力容器的一体化顶盖和接管段、蒸汽发生器的管板封头和锥形筒体、一体化主管道、发电机转子等,在材料选择,冶炼控制(夹杂物和有害元素控制),锻造工艺(锻件尺寸,重量以及一体化对锻件成型控制、工装附具设计及制造能力提出了挑战)以及热处理(锻件厚度增大对热处理炉温度场的均匀性、控温精度、淬火条件和水温控制等提出了挑战)方面都有增强或提高。另外设备研发要考虑国产化和先进性(如减少焊缝)以及提高我国制造业能力的要求,从而增大了研发工作的难度,这些国产化设备包括大功率屏蔽泵、湿绕组泵、大口径爆破阀、蒸汽发生器690传热管、核级焊材和各种不锈钢板材等。
(3)安全设计:堆芯功率增大和安全裕量提升导致安全系统的设备,包括堆芯补水箱、安注箱、内置换料水箱、安全壳顶部水箱、余热排出热交换器、卸压阀和爆破阀(当量直径)等,在性能和容量方面都需要重新设计、分析和试验验证;安注管线、余热排出回路、蒸汽冷凝回流、地坑再循环、安全壳水冷和风冷等非能动设施的运行能力需要重新论证、优化及合理的试验验证;严重事故的缓解策略(主要是熔融物堆内滞留)需要重新设计和试验验证,严重事故后仪表设备的可用性需要系统性评估;同时与正常运行和事故应对相关的辅助系统,包括化容系统、正常余热排出系统、蒸汽发生器系统、设冷水系统、乏池冷却系统、柴油机系统、放射性废物处理系统等也都需要重新设计,特别其中与冷却水源和动力电源相关的部分都需要增强,以提高纵深防御能力。
(4)辐射防护和三废处理:反应堆的扩大和燃料组件的增加,使得整个电厂的辐射防护需要重新设计。此外,由于放射性产物的数量增加,需要重新设计三废处理系统,确保向环境的释放满足法规要求。在设计与研发过程中,需要落实源头设计,有效控制好材料与工艺,运行过程中有效控制废物产量,处理设施有效减少最终废物容积,实现全寿期每年放射性废固产量少于50m3。
(5)力学分析:由于采用了一定包络性的抗震设计标准(安全停堆地震0.3g,地震裕度复核0.5g,抗大飞机撞击),从而对厂房结构、设备和管道支撑等性能和力学分析提出了较高的要求,而且由于力学设计与布置设计、系统设计、设备设计、模块化设计建造等是相互耦合的,需要反复迭代,因此CAP1400力学分析和复核的工作难度与工作量巨大。
(5)试验验证:功率提升、容量配置、设备和管路位置变化之后,为更好地验证设计的准确性、安全评价程序的适用性以及关键部件性能,真正掌握非能动核心技术,并满足CAP1400工程设计、验证与安全审评、程序开发的需要,需开展大量试验验证。
(6)经验反馈:由于AP1000依托项目是非能动核电的首堆工程,也是真正意义上的AP1000工程验证,在安审、设计、制造、施工等方面面临大量技术挑战,同时有许多设计变更和需要优化的地方,包括满足安审要求、厂址适应性优化、系统与设备性能和材料的优化与改进、房间通道布置优化、焊接工艺改进、力学部件强化、模块设计优化等,这些经验反馈在CAP1400设计中的融入,既是实际工程的需要,也是重要的技术创新。
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9月24日19时08分,海阳核电2号机组第四次换料大修完成,机组一次并网成功。利用此次大修窗口,山东核电联合上海核工院、国核院、上海能传和中核五公司,完成了国内AP1000机组60Hz可长期满载运行的首台主泵变频器国产化替代改造,进一步提升了AP1000机组运行可靠性与经济性,增强了自主可控能力,对于我
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10月7日,海阳核电2号机组在完成主泵变频器“四用一备”可靠性提升工程试验后达到满功率运行状态,标志着海阳核电2号机组成为国内AP1000首台具备主泵变频器备用切换能力的机组,三代核电主泵供电可靠性取得重大突破。主泵变频器是三代非能动压水堆核电厂AP1000的关键单点失效电气设备,为主泵提供频率
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2023年7月17日,美国西屋电气公司(WestinghouseElectricCo.)发布声明称,该公司已与斯洛伐克国有核电公司Javys签署两份谅解备忘录,内容涉及在该国建设和运行AP300小型堆及AP1000轻水堆。Javys公司由斯洛伐克Jess公司和捷克CEZ电力公司共同成立,前者持股51%,该合资企业目标是在斯洛伐克现有的博胡
美国宾夕法尼亚州蔓越莓镇-2023年3月2日-西屋电气公司宣布已与保加利亚Kozloduy新核电站公司签署谅解备忘录。根据协议双方将成立联合工作组,为启动一台或多台AP1000反应堆(第三代+核技术)部署的可能计划。该工作组还将评估监管、取证和设计基础,以确保完全遵守适用的法规要求,以及实施简化的执行
美国宾夕法尼亚州蔓越莓镇-2023年3月6日-西屋电气公司与南方核电、佐治亚电力和其他项目合作伙伴共同庆祝Vogtle3号机组首次达到临界状态。Vogtle核电站位于美国佐治亚州韦恩斯伯勒附近,是美国建造的首批两台AP1000机组的所在地。西屋总裁兼首席执行官PatrickFragman表示:“我们很荣幸能与南方核电、
美国宾夕法尼亚州蔓越莓镇,2022年11月2日——波兰政府宣布,决定选择西屋电气公司的AP1000核反应堆技术来助力该国清洁与安全能源的未来。波兰内阁部长理事会正式批准了一项决议,选择西屋公司作为核电技术供应商,以支持波兰政府6-9GWe的核电规划。该规划将从波兰北部Lubiatowo-Kopalino厂址的三台核
采用西屋AP1000技术的电站即将投入运行Vogtle3号机组将为佐治亚州提供可靠、经济的无碳电力美国宾夕法尼亚州蔓越莓镇,2022年10月14日-西屋电气公司祝贺佐治亚电力公司、南方核能公司和其他参与Vogtle扩建项目的合作伙伴,开始为Vogtle3号机组AP1000反应堆装料。所使用的先进核燃料由位于美国南卡罗来纳
9月27日上午,上海核工院AP1000技术引进工作总结会暨AP1000技术引进总结报告发布会在B100会议室召开,公司总经理王明弹、总监严锦泉,国家电投核能产业创新中心副主任王勇,公司总经理助理张守龙、副总工程师顾申杰参加会议。会议由公司技转项目经理景益主持。15年来,在公司党委的坚强领导下,技转项
近日,美国西屋电气公司(WestinghouseElectricCompany)已与22家波兰企业签署谅解备忘录,旨在波兰AP1000项目及中欧其他潜在项目中展开合作。本次签约是美、波核能战略合作关系的又一重要步骤。此前,双方制定了采用美国技术建设6座大堆的详细路线图和民用核能战略合作框架。2022年7月,西屋电气宣布
关于有效保障我国三代核电经济性的建议
近日,由上海核工院牵头,联合中国二重、上海电气上重、吉林中意共同完成的“大型核电站CAP1400(国和一号)主管道研制及应用”技术成果通过了中国核学会组织的鉴定,整体技术水平达国际领先。鉴定会上,项目团队汇报了大型整体锻造超长非对称管嘴主管道的设计分析、非常规力学试验、材料研制和部件制
近日,国家核电(上海核工院)牵头,联合中广核研究院有限公司完成了国和一号自主化燃料(SAF-14)四种关键试验件临界热流密度(CHF)试验。这标志着SAF-14燃料组件在反应堆中实施先导辐照考验安全审评所需的全部堆外原型试验已完成,为先导组件入堆辐照确立了重要技术基础。
10月21至22日,国家能源局在上海组织专家对国核运行牵头、联合国核示范共同承担的大型先进压水堆核电站重大专项“CAP1400核电站运行和维护技术研究”课题进行了综合绩效评价(正式验收)。
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2020年9月15日,国家科技重大专项大型先进压水堆及高温气冷堆核电站“CAP1400全范围模拟机自主化核心技术研究”课题在北京顺利通过由国家能源局核电司组织的综合绩效评价。专家组由来自中国核工业集团有限公司、中国核动力研究设计院、中国核电工程有限公司、上海核工程研究设计院、国核示范电站有限责
近日,上海核工程研究设计院(以下称“上海核工院”)在上海电气核电集团组织开展“国和一号自主化定型组件长期磨损试验”验收评审会。上海核工院、上海第一机床厂有限公司(以下称“一机床公司”)相关负责人、技术专家参加验收会议。(来源:微信公众号“核芯”)会上,专家组听取了一机床公司关于试
3月5日下午,由陕柴重工承接的国和一号(CAP1400)压水堆示范工程项目首台12PC2-6B型柴油机完成装配,顺利转入试验站。2月13日复工复产以来,陕柴重工各单位上下一心,一手抓疫情防控,一手抓科研生产,紧盯出产计划执行,全力推进各重点项目。国和一号(CAP1400)压水堆示范工程项目首台柴油机装配的
2019年,我国核电打破了三年以来的“零核准”,被业内外视为稳步重启的信号。新核准的机组采用了我国自主核电技术“华龙一号”,内外因之下可以说是很自然的选择,也令人对2020年“华龙一号”首堆的顺利建成更加满怀期待。2020年也是“十四五”的规划之年,“十四五”期间,我们对核电的期望可能并不限
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近日,中央研究院组织了大型先进压水堆及高温气冷堆核电站重大专项“CAP1400全范围模拟机自主化核心技术研究”课题的专家评审会,评审专家组由来自华北电力大学、中国核电工程公司、中核武汉核电运行技术股份有限公司及山东核电有限公司的专家组成,课题负责人及多名技术代表参加会议。最终自主化全范
随着海阳核电第四次换料大修结束,海阳核电1、2号机组主控室噪声治理项目也迎来了胜利,第三方测试数据显示,2号机组主控室平均降噪幅度为2.97—5.61分贝,1号机平均降噪幅度为3.13—7.20分贝,主控室整体噪声水平显著降低,达到同类型核电机组先进水平。为降低机组在满功率运行期间主控室噪声水平,山
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近年来,我国核电技术快速发展,已经进入世界核电技术第一方阵。近日,中国核能行业协会发布了《中国核能发展报告2024》蓝皮书。蓝皮书显示,截至目前,我国在建核电机组26台,总装机容量3030万千瓦,在建数量和装机容量均保持世界第一。以“华龙一号”“国和一号”为代表的自主第三代核电技术在我国正
5月8日,由中核集团中国核动力研究设计院联合中核苏阀科技实业股份有限公司共同研制的国内首台核电厂稳压器先导式安全阀,在成都顺利完成全部鉴定试验,标志着我国完全掌握该核电阀门关键技术,打破垄断,具备向核电机组自主供货的能力,成为世界上少数掌握该项技术的国家之一,对提升我国核电项目自主
近日,国家能源局发布2024年核电行业管理技术支持项目申报公告,拟开展2024年度核电行业管理技术支持项目申报工作,申报截止时间2024年5月25日(以邮戳和电子邮件日期为准),详情如下:国家能源局2024年核电行业管理技术支持项目申报公告根据核电行业管理工作需要,为服务核电安全高效发展,依据财政
第三代核电技术是未来全球核电产业的中流砥柱。(来源:“能源新媒”文/王建华李言瑞作者供职于中国核能电力股份有限公司、中核战略规划研究总院)核电是清洁、低碳、安全、高效的能源形式之一。自1954年全球首座核电机组并网以来,核电为全球提供了重要的清洁能源,并且现在仍是全球第二大清洁电力来
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