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第三代核电EPR — 先进的核反应堆(二)
作者: 王干一 | 2008年04月24日 08:26 | 栏目: 核电知识普及(179) 点击 | (2) 评论 | 本文地址: http://wangganyi.blshe.com/post/5082/192289
EPR的发电成本将更低,比N4系列反应堆低10%。主要优化措施是:
1、 EPR的功率(约1600兆瓦)比近期建设的反应堆功率(约1450兆瓦)更高。
2、建设周期更短:从建造至商业运行计划用57个月。
3、能量效益提高到36%,这是轻水反应堆最好的指标。
4、EPR技术寿期将达到60年。
5、提高燃料的利用率。在发电量相同的条件下,EPR将减少使用15%的铀,废物产量因此降低。同样,也降低了核燃料循环(从铀浓缩到后处理等各个环节)的费用。
6、EPR降低了运行费:
由于提高了人机接口的质量和主控室的功效,操作简化,通过运行支持系统,提升自动化水平,减少了人工干预;
设备布局更合理,便于进入工作区,简化了检修,缩短了工期;可进行不停运的标准化保养维修;
停堆换料期减至16天;反应堆寿期内可利用率可达到91%,法国在役反应堆的平均使用率为82%。
7、EPR的发电成本将降至30欧元/MWh,比主要竞争对手-天然气低20%。发电成本包括各种外部费用:研发费、乏燃料后处理费、废物处置费、设施退役费。与之相比,化石能源发电成本不含外部费用。
四、更高的安全性
EPR满足法德两国核安全当局提出的"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,实行严格的分区实体保护。因内部事件(水灾、火灾等)或外部事件(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,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人希弗特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。
五、EPR更加环保
核电的优势是不排放二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、粉尘及其他温室效应气体,EPR在可持续发展方面取得了重要的进展:
EPR的堆芯设计有利于提高燃料的利用率,减少铀的使用量,降低钚和长寿命废物的产量;有利于控制和降低钚的储量;由于EPR的技术寿期将达到60年,在生产同等电力的情况下,EPR退役后的最终废物数量将减少;利用核能有利于储备本世纪中叶将逐渐枯竭的化石燃料。
六、EPR的发展前景
成为法国核电站更新换代的保证
目前,法国核反应堆的平均技术寿期为40年。核电站运行有严格的规定,定期进行检查。十年安排一次全面大修,每台机组必须得到运行许可证方可继续运行十年。
2020年,法国最造建设的14台机组将达到40年以上的寿期。2025年,其他34台机组也将达到40年以上的寿期(装机容量为31000兆瓦,约占法国核电总装机容量的50%)。据预测,未来核安全方面的要求会更加严格,在役老机组的检修费会更高。
最近几年,法国电力需求每年以1.6%的速度增长(法国工业部能源与原材料总局提供的数据),根据预测,2020年国内电力需求比现在将增加33%,约1400亿千瓦时(140TWh)。必须通过新增18000兆瓦装机容量,机组可使用率达到90%时,法国才能满足这种需求。仅仅依靠可再生能源和节能是无法满足法国电力需求的。考虑到节能措施,预计2000年至2030年欧洲电力需求平均每年增长1.4%。由于许多电厂这一时期将接近寿期,必须新建600000兆瓦装机容量,才能实现增加330000兆瓦装机容量的目标。




