第三代核电机组的发展目标和设计原则

第三代核电机组的发展目标 第三代核电机组的设计原则是基于第二代核电机组的技术储备和运行经验，旨在提高安全性和经济性，以满足国际原子能机构（IAEA）法规第二版和欧洲共同体的统一要求（URD文件或EUR文件）。第三代核电机组的发展目标包括六个方面：安全性、经济性、非能动安全系统、单机容量、数字化控制系统和施工建设模块化。 在安全性方面，第三代核电机组应具有预防和缓解严重事故的设施，以满足下列指标要求：堆芯熔化事故概率≤1.0X10-5堆·年；大量放射性释放到环境的事故概率≤1.0X10-6堆·年；核燃料热工安全余量≥15%。这些指标要求将大幅提高核电机组的安全性。 在经济性方面，第三代核电机组应能与联合循环的天然气电厂相竞争；机组可利用率≥87%；设计寿命为60年；建设周期不大于54个月。这些经济性指标要求将大幅提高核电机组的经济性。 非能动安全系统是第三代核电机组的一大创新点。该系统利用物质的重力、流体的对流、扩散等天然原理，设计不需要专设动力源驱动的安全系统，以适应在应急情况下冷却和带走堆芯余热的需要。这种设计既使系统简化，设备减少，又提高了安全度和经济性。 单机容量是第三代核电机组的另一个重要特点。研究和工程建造经验表明，轻水堆核电站的单位千瓦比投资是随单机容量（千瓦数）的加大而减少的。因此，欧美、日本和俄罗斯等国的核电机组设计都在不断提高单机容量，例如欧洲法马通ANP设计的EPR机组的电功率为160万-170万千瓦、日本三菱提出的NP-21型压水堆核电机组的电功率为170万千瓦等。 数字化控制系统是第三代核电机组的另一个创新点。该系统可以显著提高可靠性，改善人因工程，避免误操作。世界各国核电设计和机组供应商提出的第三代核电机组无一例外地均采用整体数字化仪表控制系统。我国10MW高温气冷试验堆和田湾核电站均已采用整体数字化控制系统。 最后，施工建设模块化是第三代核电机组的另一个重要特点。该方法可以缩短工期，提高经济性。核电建设工期的长短对其经济性有显著影响。因此，新的核电机组从设计开始就考虑如何缩短工期。有效办法之一就是改变传统的把单项设备安装、试验和运营分开的方式，采用模块化安装和试验。