台湾 建造中的龙门核能发电厂 即采用先进沸水堆
先进沸水堆 (英语:Advanced Boiling Water Reactor ,简写ABWR ;也译改良型沸水式反应堆 ),是一款符合第三代反应器 规范的沸水反应堆 。目前由通用电气 (GEH)和东芝 合作生产。如同以往的沸水式反应堆 ,先进沸水堆经由核分裂 反应加热水蒸气 ,产生的水蒸汽用以推动蒸汽涡轮 ,再带动发电机 组产生电力 。
沸水式反应堆(BWR)是全世界应用数量第二多[1] 的轻水反应堆 ,由于使用直接循环的设计,可产生较使用间接循环的压水反应堆 (PWR)更多的蒸气动力。先进沸水堆可谓沸水式反应堆设计的极致,而且是第三代反应器中,最早发展成熟,拥有从设计到建造等完整经验的机型。第一部机组在日本 建造、使用,在台湾龙门核能发电厂 也有机组正在建造中。美国也有部分电厂计划采用先进沸水堆。
根据先进沸水堆的基础设计,其输出功率为 1350 MWe (3926 MWth )。
认证与运转许可 [ 编辑 ]
进步型沸水式反应器的最终设计版本于1997年通过美国核能管理委员会 的认证,代表其在效能、运转效率、输出功率、安全性等各方面皆得到验证[2] 。 并于2013年获得于英国的电厂兴建计划采用[3] 。
设计概观 [ 编辑 ]
先进沸水堆的压力容器 1: 炉心 2: 控制棒 3: 内部循环泵 4: 通往蒸汽涡轮的蒸气管线 5: 炉心冷却水源
相较于过去的沸水式反应堆,主要的改进项目有:
装设于反应器压力槽底部的10具内循环泵 ,免除原本外置式循环泵,需要的庞大空间与复杂的管路 设计,同时达到更好的运转效能。
改善控制棒 之控制机构 设计,采用电子 讯号搭配液压 系统控制,并且允许使用电动马达 微调控制燃料棒的位置。同时,具备可靠性与备份安全性,于需要紧急停机的状况发生时,可于2.8秒内关闭反应堆。
使用全数字化 的反应堆保护系统,可以全面监控机组运转状况,使安全系统的设计更为简洁、明确。同时具备多重备份 系统,确保在出现安全疑虑时能迅速执行紧急停止,并且减少因为错误讯息而产生误动作的几率。
提供全数字化的控制 系统,同时保留手动控制系统作为备份用。并且将安全保护相关系统的仪表、控制盘面分开,提供更可靠、有效率的操作界面。值得一提的是,此控制系统俱有自动执行启动、关闭程序的能力,可以增加运转效率、减少人为疏忽。当然这一切还是在操作人员的监视下进行,必要时也可改为手动控制。
在紧急炉心冷却系统 进行多方面的改进,提供非常高层次的事故、损害预防能力:
具备三组炉心紧急冷却系统方案,且皆为可独立运作的系统,确保于发生多重系统失效时,仍能快速冷却炉心,避免发生炉心事故。
具有18个紧急卸压阀,其中10个为自动控制 的紧急卸压阀。于异常事件发生,且有必要的情况下,可以快速降低炉心压力,并搭配炉心注水系统,迅速冷却炉心。
高压炉心注水系统可以提高比以往更高的注水压力。
除了三具高可靠性的备用内燃机 驱动发电机 外,再增加一具燃气涡轮 ,即使在电厂全黑状态(完全失去电力供应),仍然能提供备用电力。
即使在炉心高压注水系统失效的情况下,仍然有一具蒸汽驱动的注水泵可用以冷却炉心。同时,除了高可靠性的备用发电机外,尚有充足的备用电池,提供多重备援电力来源。
使用极厚的混凝土 底座,能够承受炉心熔毁 时可能溢出的高热物质,将可能的场外损害降至最低。
采用较前一代更加强化的围阻体与压力容器,从最内层炉心到外层围阻体,共有多层特别设计的硬化层。经过特殊设计的蒸汽管道,有助于在发生意外时,让反应堆产生的蒸汽更容易冷却还原成液态水,减少容器内压力过高的可能性。 此反应堆的设计可以在加速度达0.3G的地震 中安全停机,且可承受风速大于每小时320英里的暴风袭击。在地震较多的地区,可采用更加强化的基座设计,例如台湾 的龙门核能发电厂 于设计上可承受任意方向加速度达0.4G的地震。
设计的寿命 至少60年。经过简化的设计也意味着,没有昂贵的组件需要更换,进而降低总运营成本。
建置案 [ 编辑 ]
相关条目 [ 编辑 ]
参考资料 [ 编辑 ]
外部链接 [ 编辑 ]