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關(guān)于核電站常規(guī)島技術(shù)方案的分析
摘要：根據(jù)國內(nèi)外有關(guān)核電設(shè)備制造廠所提供的資料，形成四類可供我國將來核電站選擇的常規(guī)島技術(shù)方案，并對四類技術(shù)方案進(jìn)行了分析。
核電站的設(shè)備選型和供貨商的選擇，應(yīng)采用國際競爭性招標(biāo)方式，在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、自主化、國產(chǎn)化等方面進(jìn)行深入分析比較，來選定供貨商和機型。國外制造商必須選擇國內(nèi)設(shè)備制造廠作為合作伙伴，轉(zhuǎn)讓技術(shù)、合作生產(chǎn)，逐步全面實現(xiàn)自主化和設(shè)備國產(chǎn)化。
經(jīng)初步研究，常規(guī)島部分可供選擇的國外主要設(shè)備潛在供貨商有：英法GEC-ALSTHOM公司、美國西屋公司、日本三菱公司、美國GE公司等。到目前為止，ALSTHOM公司已同中國東方集團(tuán)公司進(jìn)行合作，形成一個聯(lián)合體;美國西屋公司已同上海核電設(shè)備成套集團(tuán)公司合資，組成西屋-上海聯(lián)隊。其它公司到目前尚未進(jìn)行合作。
根據(jù)ALSTHOM公司、西屋公司、三菱公司和GE公司等核電設(shè)備制造商所提供的資料，按照堆型的不同和一回路的不同，可以形成四類技術(shù)方案：
方案一——三環(huán)路改進(jìn)型壓水堆核電機組;
方案二——ABB-CE的系統(tǒng)80(System 80)型壓水堆核電機組;
方案三——日本三菱公司的四環(huán)路壓水堆核電機組;
方案四——先進(jìn)型沸水堆(ABWR)核電機組。
下面就各類技術(shù)方案分別進(jìn)行分析。
1、三環(huán)路改進(jìn)型壓水堆核電機組
此方案的一回路為標(biāo)準(zhǔn)的300 MW一個環(huán)路的三環(huán)路壓水堆。此類方案包括中廣核集團(tuán)公司提出的CGP1000、歐洲公司(包括EDF、FRAMATOME、GEC-ALSTHOM)推出的CNP 1000和西屋-上海聯(lián)隊推出的CPWR1000三種壓水堆核電機組。
1.1 CGP1000與 CNP1000核電機組
CGP 1000由中廣核集團(tuán)提出，以大亞灣核電站為參考站，并借鑒美國西屋公司和ABB-CE公司的部分先進(jìn)的設(shè)計，有選擇地吸收了用戶要求文件(URD)的要求，形成以300 MW一條環(huán)路的CGP1000技術(shù)方案。常規(guī)島部分，汽輪發(fā)電機組選用ALSTHOM的Arabelle1000型汽輪發(fā)電機組。
CNP1000由歐洲制造商(EDF、FRAMA-TOME、ALSTHOM)根據(jù)法國核電計劃及大亞灣核電站、嶺澳核電站等工程的設(shè)計、制造、安裝、運行及維修中積累起來的經(jīng)驗推薦給中國的核電機組。常規(guī)島部分的汽輪發(fā)電機組也以Arabelle1000型汽輪發(fā)電機組作為推薦機組。
由于CGP1000和CNP1000的常規(guī)島部分的汽輪發(fā)電機組均為Arabelle1000型，所以實際上為同一類核電機組。
ALSTHOM在總結(jié)54臺第1代汽輪發(fā)電機組的運行經(jīng)驗基礎(chǔ)上，組合出了Arabelle1000型汽輪發(fā)電機組，參考電站為Chooz B(2臺1 450 MW機組已分別于1996年7月11月投入運行)。
1.1.1 Arabelle1000型汽輪發(fā)電機組的主要技術(shù)數(shù)據(jù)
a)最大連續(xù)電功率：1 051 MW;
b)轉(zhuǎn)速：1 500 r/min;
c)機組效率：36.3%;
d)末級葉片長度：1 450 mm;
e)排汽面積：76.8 m2;
f)背壓：5.5 kPa;
g)凝汽器冷卻面積：68 633 m2;
h)發(fā)電機額定輸出功率：1 050 MW;
i)發(fā)電機視在輸出功率：1 235 MVA;
j)發(fā)電機額定功率因數(shù)：0.85;
k)發(fā)電機額定端電壓：26 kV。
1.1.2 Arabelle1000型汽輪發(fā)電機組的主要特點
a)缸體結(jié)構(gòu)：三缸四排汽(HP/IP+2×LP94)，汽輪機采用高中壓組合汽缸并直接和2個雙流低壓缸相連接，含有流向相反的高壓和中壓蒸汽流道。低壓缸為雙流式，低壓外缸體支承在冷凝器上面，不是直接裝在汽機基礎(chǔ)上，軸承座和內(nèi)缸體直接座于汽機基礎(chǔ)上;
b)由于末級葉片比較長，具有較大的排汽面積，可使蒸汽膨脹過程加長，減少余速損失，提高機組效率;
c)由于蒸汽在高/中壓缸中膨脹過程是以干蒸汽單流方向進(jìn)行，另外，在高、中壓排汽口加裝抽汽擴(kuò)散器以增加效率，所以，Arabelle1000型汽輪機的高中壓膨脹效率相對比較高;
d)發(fā)電機采用水氫氫冷卻方式，勵磁系統(tǒng)采用無刷勵磁方式。
1.2 CPWR1000核電機組
CPWR1000由西屋-上海聯(lián)隊推出，由上海市核電辦公室牽頭，組織上海核工程研究設(shè)計院、華東電力設(shè)計院、西屋公司等單位聯(lián)合展開CPWR1000概念設(shè)計工作，并于1997年6月份完成。
CPWR1000是建立在西屋公司成熟的、經(jīng)過設(shè)計、工程實踐驗證的技術(shù)上，以西班牙的Vandellos Ⅱ為參考電站(該電站已有50 000 h以上的高利用率的運行業(yè)績)，結(jié)合西屋先進(jìn)型壓水堆機組(APWR1000)技術(shù)，并進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)而來。
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