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法國 25 年來第一座核反應(yīng)堆、全球第四座 EPR 核反應(yīng)堆并網(wǎng)發(fā)電

2024/12/21 21:55:57 來源:IT之家 作者:問舟 責(zé)編:問舟

IT之家 12 月 21 日消息,法國 25 年來第一座核反應(yīng)堆、法國電力集團(tuán)(EDF)弗拉芒維爾 EPR 核反應(yīng)堆當(dāng)?shù)貢r間 11:48 并入國家電網(wǎng),并已產(chǎn)生 100 兆瓦的電力,這是繼中國和芬蘭的三座之后世界上運行的第四座 EPR 核反應(yīng)堆,也是法國境內(nèi)功率最大的核反應(yīng)堆,預(yù)計可為約 200 萬戶家庭提供電力。

EPR 是法馬通和西門子聯(lián)合開發(fā)的反應(yīng)堆。2001 年 1 月,法馬通公司與西門子核電部合并,組成法馬通先進(jìn)核能公司(AREVA 集團(tuán)的子公司),而 EDF 和德國各主要電力公司也參加了該項目的設(shè)計。

該反應(yīng)堆的啟動比最初計劃晚了 12 年,主要原因是技術(shù)問題頻發(fā),導(dǎo)致項目成本大幅上漲。EDF 目前估算項目總成本為 132 億歐元(IT之家備注:當(dāng)前約 1002.75 億元人民幣),是最初預(yù)算 33 億歐元的四倍。值得一提的是,這座原本是“全球首座”的反應(yīng)堆比中國臺山核反應(yīng)堆早了兩年開工,但后者已于 2018 年投入運行(甚至這還是比原先預(yù)計的日期拖延了四年的結(jié)果,2 號堆也已于 2019 年投運)。

法國總統(tǒng)馬克龍稱“這對整個國家來說這是一個偉大的時刻”。法國電力集團(tuán)首席執(zhí)行官表示,這對于法國的整個核工業(yè)來說是一個歷史性事件。

EPR 是新一代加壓水反應(yīng)堆,功率高達(dá) 1600 兆瓦。法國總統(tǒng)馬克龍此前已決定推進(jìn)核能建設(shè),并要求 EDF 建造更多 EPR2 反應(yīng)堆,但弗拉芒維爾 EPR 的啟動計劃早在馬克龍決定之前就已制定。

EDF 董事長兼首席執(zhí)行官 Luc Rémont 表示:“弗拉芒維爾 EPR 的并網(wǎng)對整個核電行業(yè)來說都是一個歷史性時刻。我要向所有以最大的韌性克服該項目過程中遇到的挑戰(zhàn),并且從不犧牲安全的團(tuán)隊致敬。”

在首次并網(wǎng)之后,弗拉芒維爾 3 號 EPR 反應(yīng)堆將經(jīng)歷多個階段,直至 2025 年夏季完成試運行階段。試運行結(jié)束后,反應(yīng)堆計劃以 100% 全功率運行,直至首次定期停堆進(jìn)行維護(hù)和燃料補給,即第一次全面檢查(VC1)。

EPR 實現(xiàn)了三大目標(biāo):

1、滿足了歐洲電力公司在“歐洲用戶要求文件”中提出的全部要求。

2、達(dá)到了法國核安全局對未來壓水堆核電站提出的核安全標(biāo)準(zhǔn)。

3、提高核電的經(jīng)濟(jì)競爭力,EPR 的發(fā)電成本將比 N4 系列低 10%。

EPR 的主要特征

1、EPR 是目前國際上最新型反應(yīng)堆(法國 N4 和德國近期建設(shè)的 Konvoi 反應(yīng)堆)的基礎(chǔ)上開發(fā)的,吸取了核電站運行三十多年的經(jīng)驗。

2、 EPR 是漸進(jìn)型、而不是革命型的產(chǎn)品,保持了技術(shù)的連續(xù)性,沒有技術(shù)斷代問題。EPR 采納了法國原子能委員會和德國核能研發(fā)機(jī)構(gòu)的技術(shù)創(chuàng)新成果。

3、EPR 是新一代反應(yīng)堆,具有更高的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)性能:降低發(fā)電成本,充分利用核燃料(UO2 或 MOX),減少長壽廢物的產(chǎn)量,運行更加靈活,檢修更加便利,大量降低運行和檢修人員的放射性劑量。

4、EPR 屬壓水堆技術(shù)。法國在運行的核電站都是壓水堆。目前,全球共有 440 臺在運行的核電機(jī)組,其中 209 臺是壓水堆。壓水堆是上國際上使用最廣泛的堆型。

5、EPR 可使用各類壓水堆燃料:低富集鈾燃料(5%)、循環(huán)復(fù)用的燃料(源于后處理的再富集鈾,或源于后處理的钚鈾氧化物燃料 MOX)。EPR 堆芯可全部使用 MOX 燃料裝料。這樣,一方面可實現(xiàn)穩(wěn)定乃至減少钚存量的目標(biāo),同時也可降低廢物的產(chǎn)量;

6、EPR 的電功率約為 1600 兆瓦。具有大規(guī)模電網(wǎng)的地區(qū)適于建設(shè)這種大容量機(jī)組。另外,人口密度大、場址少的地區(qū)也適于采用大容量機(jī)組。未來 20 年,半數(shù)以上的新核電站將建在這類地區(qū)。

7、EPR 的技術(shù)壽期為 60 年,目前在運行的反應(yīng)堆的技術(shù)壽期為 40 年。由于設(shè)備方面的改進(jìn),EPR 運行 40 年無需更換重型設(shè)備。

經(jīng)濟(jì)性能更高

EPR 的發(fā)電成本將更低,比 N4 系列反應(yīng)堆低 10%。主要優(yōu)化措施是:

1、 EPR 的功率(約 1600 兆瓦)比近期建設(shè)的反應(yīng)堆功率(約 1450 兆瓦)更高。

2、建設(shè)周期更短:從建造至商業(yè)運行計劃用 57 個月。

3、能量效益提高到 36%,這是輕水反應(yīng)堆最好的指標(biāo)。

4、EPR 技術(shù)壽期將達(dá)到 60 年。

5、提高燃料的利用率。在發(fā)電量相同的條件下,EPR 將減少使用 15% 的鈾,廢物產(chǎn)量因此降低。同樣,也降低了核燃料循環(huán)(從鈾濃縮到后處理等各個環(huán)節(jié))的費用。

6、EPR 降低了運行費:

更高的安全性

EPR 滿足法德兩國核安全當(dāng)局提出的“加強防范可能損壞堆芯的事件,緩解堆芯熔化的放射性影響”兩方面的要求,具有更高的安全性。

1. 加強防范損壞堆芯的事件

通過設(shè)計簡單化、功能多樣化和冗余系統(tǒng)確保安全功能。自動化水平更加先進(jìn);EPR 配置四個同樣的安全系統(tǒng),具有非正常狀態(tài)下冷卻堆芯的功能。每個系統(tǒng)都能完全獨立發(fā)揮其安全功效。這四個系統(tǒng)分別設(shè)在四個廠房,實行嚴(yán)格的分區(qū)實體保護(hù)。因內(nèi)部事件(水災(zāi)、火災(zāi)等)或外部事件(地震)造成某一系統(tǒng)失靈時,另一系統(tǒng)代替有故障系統(tǒng)行使安全職能,實現(xiàn)反應(yīng)堆安全停堆。這些結(jié)構(gòu)性的安全系統(tǒng)將把在役壓水堆極低的堆芯破損概率再降低一個 10 次方。

2. 安全殼具有非常高的密封性

如果萬一發(fā)生堆芯損壞事件,將對居民和環(huán)境采取防御性保護(hù)措施,使他們不受影響。

EPR 的密封水平是國際上唯一的,反應(yīng)堆廠房非常牢固,混凝土底座厚達(dá) 6 米,安全殼為雙層,內(nèi)殼為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),外殼鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),厚度都是 1.3 米。2.6 米厚的安全殼可抵御墜機(jī)等外部侵襲。

即使發(fā)生概率極低的熔堆事故,壓力殼被熔穿,熔化的堆芯逸出壓力殼,熔融物仍封隔在專門的區(qū)域內(nèi)冷卻。這一專門區(qū)域的內(nèi)壁使用了耐特高溫保護(hù)材料,能夠保證混凝底板的密封性能。EPR 的熔堆事故影響嚴(yán)格限制在反應(yīng)堆安全殼內(nèi),核電站周邊的居民、土壤和含水層都受到保護(hù)。

3. 降低運行和檢修人員的輻照劑量

EPR 運行和檢修人員的輻射防護(hù)工作將進(jìn)一步加強:集體劑量目標(biāo)確定為 0.4 人希弗特 / 堆年,與目前經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織國家核電站的平均劑量(1 人希弗特 / 堆年)相比,將降低一倍以上。

EPR 更加環(huán)保

核電的優(yōu)勢是不排放二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、粉塵及其他溫室效應(yīng)氣體,EPR 在可持續(xù)發(fā)展方面取得了重要的進(jìn)展:

EPR 的堆芯設(shè)計有利于提高燃料的利用率,減少鈾的使用量,降低钚和長壽命廢物的產(chǎn)量;有利于控制和降低钚的儲量;由于 EPR 的技術(shù)壽期將達(dá)到 60 年,在生產(chǎn)同等電力的情況下,EPR 退役后的最終廢物數(shù)量將減少;利用核能有利于儲備本世紀(jì)中葉將逐漸枯竭的化石燃料。

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