AP1000核电设备及其国产化

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1、AP1000核电设备及其国产化2010-08国家能源局能源节约和科技装备司目前，AP1000核电设备进入国产化建设关键时期。对AP1000核电设备及其国产化情况的了解有助于AP1000国产化进程的推进。近日，我司对相关情况进行汇总，撰写了《AP1000核电设备及其国产化》一文，文章将分别从AP1000反应堆压力容器、蒸汽发生器等方面，对AP1000核电设备结构及其国产化情况进行介绍，供参考。AP1000是美国西屋公司开发的一种双环路和百万千瓦级的先进压水堆核电机组，其反应堆一回路由1台反应堆压力容器、1台稳压器、2台大容量的蒸汽发生器、4台屏蔽式主泵、4条冷段和2条热段

2、管道组成。由于主泵入口直接和蒸汽发生器下封头焊接在一起，取消了第二代反应堆中蒸汽发生器与主泵入口之间的U型连接管道；同时，通过对主管道简化设计，减少了焊缝和支撑。AP1000堆芯设计类似于西屋设计的M314堆型，其主回路设计类似于美国燃烧工程公司（CE）设计的System80，蒸汽发生器采用Delta125，主泵采用大型屏蔽泵，专设安全设施采用了非能动技术。AP1000是在AP600的基础上适当改进的结果，机组采用单堆布置方式，为了达到更高的电站功率，一方面加大了核蒸汽供应系统主要部件的尺寸，包括增加反应堆压力容器的高度、堆芯长度，另一方面增大蒸汽发生器、稳压器、汽轮机

3、的尺寸和容量以及燃料组件的数目。为了实现非能动安全系统设计，采用了带变频器的大型屏蔽泵。近年来，国家、地方政府和企业还投入大量资金，打造核电设备研发和制造基地。现已形成了哈尔滨电站设备集团（简称哈电）、东方电气集团（简称东电）和上海电气集团（简称上电）三大核电设备制造基地，以中国第一重型机械集团（简称一重）、中国第二重型机械制造集团（简称二重）和上海电气重型机械集团（简称上重）为重点的大型铸锻件和反应堆压力容器制造基地，以沈阳鼓风机集团（简称沈鼓）、中核苏阀科技实业股份有限公司（简称中核苏阀）和大连大高阀门有限公司（简称大连大高阀门）等一批国家级骨干企业的核级泵阀制造基

4、地，此外，还有一批专业生产厂家具备了堆内构件、控制棒驱动机构、环吊、主管道及配套设备的批量生产条件。在此基础上，依托新组建的国家核电技术公司，我国推动了三代核电技术装备引进和自主化工作。三门和海阳作为世界上首次投入商业运行的AP1000核电项目，其自主化任务也基本得到落实。本文将对AP1000主要设备及其国产化情况进行说明。一、反应堆压力容器1.结构AP1000反应堆压力容器是一个由壳体、过渡环、半球形底封头及可拆卸带法兰上封头构成的圆柱形结构。壳体包括两部分：上壳体（接管段）和下壳体（活性段），见图1。下壳体和底封头之间用一个过渡环连接。上壳体、下壳体、过渡段和半球形

5、底封头由低合金钢制造，内部堆焊奥氏体不锈钢，每个部件之间采用焊接连接。封头由顶盖和法兰制成。上封头为控制棒驱动机构、堆内测量提供了安装孔和支撑，为RPV放气管和一体化堆顶提供了支撑。压力容器在堆芯顶部以下的位置没有贯穿孔，排除了压力容器泄漏导致失水事故的可能。图1AP1000反应堆压力容器AP1000压力容器是在原有成熟机组基础上进行设计，与传统二代及二代改进型压水堆核电站设备总体上类似。AP1000压力容器高约12200mm，堆芯区内径4040mm，总重为425.3t，由SA-508-3锻件和低合金钢板制造。2.国产化情况AP1000反应堆压力容器所需的大型铸锻件必须

6、满足60年寿命的要求，目前，国内反应堆压力容器制造厂家主要有一重和二重，它们是我国第三代核电技术自主化项目重要的配套供应商。一重已研制成功“二代加”核岛主设备全部锻件，并实现批量生产，现已实现AP1000核岛反应堆压力容器锻件的完全国产化，部分锻件制造达到世界领先水平。2010年5月，由一重承制的中国首台国产化AP1000反应堆压力容器——三门核电2号机组压力容器在一重大连核电石化事业部开工制造。这也是中国制造企业首次尝试制造成套的第三代核反应堆压力容器，对于AP1000第三代核电技术完全国产化意义重大。表1三门和海阳压力容器供货范围序号项目设备设备供货锻件供货1三门1

7、#压力容器斗山斗山/一重2海阳1#压力容器斗山斗山/一重3三门2#压力容器一重一重4海阳2#压力容器上核上重二、蒸汽发生器1.结构蒸汽发生器是核电站一、二回路的枢纽，它的主要作用是将一回路冷却剂中的热量传递给二回路水，使之产生蒸汽来驱动汽轮发电机组发电。由于一回路冷却剂流经堆芯带有放射性，因此，蒸汽发生器也是一回路压力边界的一部分，用于防止放射性物质外泄。在正常运行时，二回路不受一回路放射性冷却剂的污染，是不带放射性的。AP1000机组采用2台Delta125型直立式U形管蒸发器。该设计以标准的西屋F堆型技术为基础，每套机组热功率达到17