陆丰核电AP1000技术特点U

1、中广核陆丰核电AP1000技术特点 -仪控专业陆丰核电维修部陆丰核电维修部 蔡俊东蔡俊东 目目 录录 01. 陆丰核电公司介绍陆丰核电公司介绍 02. 陆丰核电项目介绍陆丰核电项目介绍 03. AP1000技术路线技术路线 04. AP1000仪控主要技术特点仪控主要技术特点201陆丰核电公司介绍陆丰核电公司介绍302陆丰核电项目介绍陆丰核电项目介绍403AP1000技术路线技术路线5p AP1000 采用了依靠重力、温差和膨胀等自然力来驱动的安全系统，并通过蒸发、冷凝、对流、自然循环来带走热量。即：非能动的安全系统，它不需要任何泵来驱动流体，也就不需要交流电源，因此AP1000核电厂取消了要

2、求极高的安全级应急电源（柴油发电机组）。p 采用屏蔽反应堆冷却剂泵。AP1000 首次采用大型屏蔽电机泵作为反应堆冷却剂循环泵，由于没有轴封而提高了反应堆系统的安全可靠性；屏蔽电机泵直接倒置于蒸汽发生器的底部，简化了系统。p 使堆芯熔融物保持在反应堆压力容器内。1.AP10001.AP1000技术的先进性技术的先进性举例：举例：非非能动余热排出能动余热排出系统系统将堆芯熔融物保持在压力容器内（IVR）是AP1000 所特有的创新技术。安全壳内置换料水箱向堆腔充水蒸汽排出带出热量将堆芯熔融物保持在压力容器内IVR35 简化了安全系统配置；减少了安全支持系统；大幅度地减少了安全级设备(包括核级电动

3、阀、泵和电缆等)、材料及厂房；取消了核级应急柴油发电机组，使相关设备费、工程费用下降；工程量减少；厂址利用率高。 用模块化的设计与建造技术，俗称“搭积木”，工期缩短。模块化施工的前题是模块化设计。模块化施工将“先土建，后安装”，“串联式”的传统施工方法，改变为“工厂预制，现场组装”的“并联式”施工，大大地节约了核电厂的建造时间（由6072个月缩短为4856个月）。当然，模块化施工的接口管理比较复杂，对施工管理提出了更高的要求。模块化施工本身是成熟技术，在其他行业，如化工、造船、建筑行业己有较丰富的实践经验。2. AP10002. AP1000核电厂的经济性核电厂的经济性设备部件百万千瓦级第 A

4、P1000 相比二代核岛 核岛 减少（红沿河） （三门） 数量相比减少百分比安全级阀门3060个599个 2461个 80.4%52台4台安全级水泵管道长度电缆长度 48台 92.3% 58.4% 48.6%核岛安全级构筑物混凝土浇注量23万m39.8万 13.2万m3 m357.4%AP1000核岛设备、材料减少情况AP1000EPR机械设备（以泵和阀为例)泵安全1 级4（RCP ）4（RCP ）安全2 级023安全3 级061阀门核级5997100安全4 级（非核级）20003700安全级电气设备AP1000 与EPR 相比安全级电缆缩短了85%，安全级电气设备基本上限于直流设备，取消了

5、1E级的应急柴油发电机组。建造工作量（ 土建施工中核安全级的构筑物混凝土浇筑量）约为5 万立方米约为20 万立方米 AP1000世界首堆：三门世界首堆：三门1号号机组机组3. AP10003. AP1000核电厂建设情况核电厂建设情况74 中国依托项目（沿海厂址 4台） 美国项目（内陆厂址 4台）三门2号海阳1号海阳2号Vogtle 3、4号VC Summer 2、3号04AP1000仪控主要技术特点仪控主要技术特点141 1. . AP1000数字化仪表控制系统 AP1000仪控系统利用数字化控制和保护系统，集成了电厂各个独立的工艺系统，为电厂的保护和操作提供了一个统一的界面。这种集成的仪控

6、系统设计，减少了接口和软件平台的数量，从而提供了一个优化的结构和性能。 AP1000的仪控系统采用ABB的Common Q + 艾默生过程控制Ovation的组成方式。 Ovation系统由艾默生过程控制公司推出的集过程控制及企业管理信息技术为一体的，多任务实时控制系统系统，为成熟的工业过程控制系统，应用于核电的非安全级DCS；另一方面，ABB/CE在核电仪控方面早已取得NRC 的证书，特别是它的1E 级部分(ADVANT)，包含有核级堆芯计算机，可以作DNBR 和LPD的在线计算与保护，其Common Q在火电厂的燃烧控制中也有应用，且已通过核电应用环境适用性考验，包括设备抗震要求，批准的V

7、&V程序和质保程序评价等。保护和安全监视系统（PMS）运行和控制中心系统（OCS）数据显示和处理系统（DDS）电厂控制系统（PLS）汽轮机控制和诊断系统（TOS）堆内仪表系统（IIS）特殊监测系统（SMS）多样化驱动系统（DAS）辐射监测系统（RMS）地震监测系统（SJS）2.2. AP1000的十大仪控系统 核蒸汽供应系统（NSSS）、CI 和BOP 部分系统的控制和监测，由基于非安全级集散控制系统（DCS）平台的控制柜（控制器等）、本地I/O 和远程I/O 机柜构成。 数字化棒控系统（DRCS）包括非标的电源柜和基于非安全级DCS 平台的逻辑柜。 棒位指示系统包括棒位探测器、逻辑柜

8、（控制器等）、安全壳内数据采集柜、落棒试验柜。逻辑柜基于非安全级DCS 平台，棒位探测器、安全壳内数据采集柜和落棒试验柜为非标设备。2.2. AP1000的十大仪控系统-电厂控制系统（PLS）AP1000有69个控制棒束组件，可分为功率控制棒组（M棒组）、轴向偏移棒组（AO棒组）和停堆棒组。其中M1和M2是黑棒，A/B/C/D是灰棒。灰棒的执行功能等同于压水堆的调硼，就不需要日常的硼稀释了。灰棒每天自动提升20 步就代替了每天4ppm 的硼稀释。当灰棒完全从堆内提升后需要定期的稀释。功率控制（Power Control）系统通过调节M 棒组位置来控制反应堆冷却剂平均温度。有别于CPR1000的

9、G棒控制功率，R棒调节温度。 TOS用来控制和保护汽轮发电机， 具有下列功能： 截断进入汽轮机高压缸和低压缸的蒸汽流量，以响应保护停机、自动紧急停机和超速保护动作。 将数据发送到PLS，为电厂其它控制系统提供TOS 的状态信息。 提供与PLS 的接口，以根据其它系统的要求或状态对汽机进行控制，例如给水泵跳闸等。 自动或手动控制汽机速度和负荷。AP1000采用三菱重工的汽轮机技术，陆丰项目是由哈汽技术引进，采用Ovation实现控制和保护，EPRO的监测系统，通过通讯接入Ovation。2.2. AP1000的十大仪控系统-汽轮机控制和诊断系统（TOS） 保护和安全监测系统（PMS）主要用于监测

10、电厂异常工况，驱动适当的安全功能实现并维持电厂安全稳定的停堆工况。PMS 控制电厂的安全级设备，可在主控制室和远距离停堆室进行控制。另外，在事故期间和事故后，PMS 设置了监测设备，用于监测电厂安全功能。 PMS主要完成下列三个功能： 反应堆紧急停堆； 专设安全设施（ESF）驱动； 1E 级数据处理和显示（ QDPS） 结构上包括以下部分： PMS 监测变量的传感器，分为三类，即过程传感器/核测仪表探测器/就地设备状态输入； 反应堆紧急停堆系统/专设安全设施驱动系统机柜，包括定值器处理器逻辑子系统和局部符合逻辑子系统； 停堆断路器装置 设备接口模块，设备接口模块在主控制室提供某些设备的手动控制

11、； 1E 级数据处理系统； 隔离装置，隔离装置用来保持序列之间的电气独立，防止非安全有关系统故障影响安全。2.2. AP1000的十大仪控系统-保护和安全监测系统（PMS） DAS 是为了减少PMS 发生假定共因故障（CCF）引起的风险而设置的一个系统，是PMS 的后备。 DAS 有三个主要的功能： 当规定的电厂参数超过整定值时，提供另一种多样化的手段来自动停堆和驱动选定的ESF； 提供另一种多样化的手段来独立手动停堆和驱动选定的ESF； 为选定的电厂参数提供专用的、独立的指示。 DAS 由处理器机柜、仪表机柜、爆破阀机柜和一些支持设备组成，每个处理器机柜单独处理输入信号，并产生输出信号。输出

12、信号经过二取二表决逻辑后，采用通电驱动方式进行驱动。 爆破阀控制机柜包括与爆破阀点火装置连接的爆破阀控制器。DAS 爆破阀控制器与PMS 爆破阀控制器是不同的且是独立的。2.2. AP1000的十大仪控系统-多样化驱动系统(DAS) 运行和控制中心系统包括的设施有主控制室（MCR）、远距离停堆室（RSR）、技术支持中心（TSC）、应急指挥中心（EOF）、运行支持中心（OSC）和就地控制站（LCS）等设施。这些设施内的HSI 资源主要包括： 大屏幕信息系统（WPIS）； 报警系统； 电厂信息系统（包括显示画面）； 专用控制器和软操； 计算机化规程系统（CPS）； 1E 级数据处理系统（QDPS）

13、； 通信设施等。 其中WPIS、报警系统、电厂信息系统和CPS 在基于非安全级平台的数据处理和显示系统（DDS）上运行；软操和专用控制器通过电厂控制系统（PLS）以及保护和安全监测系统（PMS）实现其功能；QDPS 是PMS 的一部分，采用安全级平台。 工作站具有控制安全级和非安全级系统/设备的能力。2.2. AP1000的十大仪控系统-运行和控制中心系统（OCS） DAS 盘上设置单独的控制器用于手动驱动反应堆停堆和选定的专设安全设施（ESF）。DAS 盘为非安全级。DAS 盘的总允许开关设置在主专用安全盘上。 计算机化规程系统（CPS）是一种基于软件的、数据驱动的动态系统，它能指导操纵员执

14、行电厂的运行规程。CPS 系统可用于正常、异常运行规程和应急运行规程。 CPS 系统的服务器端程序运行于计算机化规程系统服务器上，CPS 系统的客户端程序运行于工作站上。 在放射性废物控制区、一回路取样室和汽机厂房分别设置了就地控制站，为非安全级、不抗震。2.2. AP1000的十大仪控系统-运行和控制中心系统（OCS） 特殊监测系统（SMS）包括监测电站特定系统和设备的三个独立系统。 数字式金属撞击监测系统（DMIMS-DXTM） 金属物件能通过多种途径进入反应堆冷却剂系统，典型来源包括换料和检查工具、维修工具和零件、反应堆系统部件和堆内构件的破损。金属物件与反应堆系统内壁或结构撞击时产生声

15、波，宽带加速度传感器能适应在反应堆本底噪声不是很大并且声波在反应堆冷却剂承压边界的衰减不严重前提下进行有效的监测。为使撞击探测的灵敏度最大，把传感器安放在尽可能接近能捕捉到松动件的区域，包括反应堆压力容器上下封头和蒸汽发生器入口。有了这些传感器，可计算具体的撞击源位置。其它计算，如撞击物的质量估计也变得容易。 堆芯吊篮振动监测系统（CBVMS） 在压水堆（PWR）中，吊篮围绕堆芯并完全支撑着堆芯端部。当堆芯靠近或远离压力容器壁时，反应堆冷却剂对中子通量的屏蔽效应会发生变化。因此核仪表系统（NIS）堆外功率量程探测器探测到的中子通量，随着堆芯与压力容器相对运动而变化。中子噪声测量可帮助对下述问题

16、的诊断： 1）吊篮压紧弹簧预紧力减小 2）堆芯上、下流态的异常2.2. AP1000的十大仪控系统-特殊监测系统（SMS） 反应堆冷却剂泵监测系统（RCPMS） 反应堆冷却剂泵监测系统（RCPMS）是为保护关键设备所开发的特殊监测系统之一。反应堆冷却剂泵监测系统（RCPMS）是一个连续监测系统，提供诊断工具和信息以帮助评价反应堆冷却剂泵的性能。2.2. AP1000的十大仪控系统-特殊监测系统（SMS） AP1000 堆内仪表系统中，采用了更为先进的中子温度测量通道进行反应堆堆芯参数的测量，它集自给能探测器和热电偶于一体，不仅能够测量堆芯中子通量，还能测量反应堆内的温度。 AP1000 堆内仪

17、表系统由堆芯仪表套管组件以及相关的信号和数据处理设备组成，堆芯仪表套管组件里面装有堆芯中子探测器和堆芯出口热电偶元件装一个护套内。一共有42 根长度相同的堆芯仪表套管组件，每个堆芯仪表套管组件包括7 个钒热中子探测器和一个不接地K 型热电偶。系统采用钒热中子探测器，这是因为与铑中探测器比较而言，它有更长的服务寿期。 堆芯仪表套管组件穿过反应堆压力容器的上封头和堆内构件被插入到堆芯活性区。2.2. AP1000的十大仪控系统-堆内仪表系统（IIS）CPR1000：探测器是堆芯通量测量的敏感元件，又称微型裂变室。AP1000 ：自给能中子探测器。 在辐射场中，由于物质与辐射场的相互作用，任何物体都

18、可能因发射和吸收荷电粒子而带电。物体带电的情况与材料及其几何结构有关，置于辐射场中的两相互绝缘的导体（或半导体），由于带电情况和程度不同，它们之间就产生了电势差，若用导线连接它们，则导线中就会有电流流过，这种效应是辐射能量直接转化而来的，它的大小和变化反映出辐射场的特性和变化，自给能探测器就是利用这种现象制成的。2.2. AP1000的十大仪控系统-堆内仪表系统（IIS）BEACON 系统的分析程序能精确地计算出当前反应堆的功率分布是否在AP1000 技术规格书规定的运行限值范围内，计算出整个堆芯核功率的三维分布。BEACON 系统分析程序还向操作员提供测量峰值因子是否与设计模型计算出的峰值因子相一致的信息，以便计算出合适的燃料装料分布图。分析软件还向可视报警盘提供信息，以激活报警窗口，提醒操作员目前存在和即将存在的反应堆运行越限信息。 RMS 系统的主要功能是对