AP1000主要设备介绍

1、AP1000AP1000主要设备介绍主要设备介绍郭郭 辉辉桃花江核电设备处桃花江核电设备处1主要内容 压力容器及一体化堆顶结构 蒸汽发生器 堆内构件和驱动机构 反应堆冷却剂泵 稳压器 燃料组件 双层安全壳结构 小结2一回路设备 RCS系统由两条环路组成，每条环路包括一台蒸汽发生器、两台反应堆冷却剂泵以及一根冷却剂主管道热管段、两根冷管段，共同组成一条反应堆冷却剂闭式循环回路。另外，系统还包括稳压器、相应的连接管道(波动管)、阀门和用于运行控制和安全触发的仪表。所有的RCS设备都位于反应堆安全壳内，设备包括： 反应堆压力容器(Reactor Pressure Vessel, RPV)，包括控制棒

2、驱动机构安装接管； 堆內构件（Reactor Vessel Internal, RVI）及控制棒驱动机构（Control Rod Drive Mechanism, CRDM）。 燃料组件(Fuel Assemblies, FA)3 反应堆冷却剂泵(Reactor Coolant Pump, RCP)。共4台屏蔽电机泵(Canned Motor pump)，每台蒸汽发生器下部与两台泵相连接，即每个环路由两台泵驱动； 蒸汽发生器(Steam Generator, SG)包容反应堆冷却剂的部分，包括SG的水室下封头(Channel Head)、管板(Tube sheet)和传热管束(Tubes)；

3、稳压器(Pressurizer, PRZ)以及与其相连接通往一条反应堆冷却剂主管道热管段的波动管线(Surge Line) ； 安全阀(Safety Valves)和自动降压系统(Automatic Depressurization System, ADS)的阀门； 主管道（Main Pipe，上述主要部件之间相互连接的管道），及设备支承；45压力容器及一体化堆顶结构 反应堆压力容器是承装核反应堆堆芯并承受巨大运行压力的密闭容器。 反应堆压力容器起到压力边界的作用，是第二道放射性屏障，用于支承和包容反应堆堆芯，保持堆芯内冷却剂的水装量。 在反应堆压力容器内部，除放置堆芯、堆芯支承结构、控制棒及

4、直接与堆芯连接的其他部件外，压力容器还与一体化堆顶结构、主管道相连接，并且与置于安全壳内混凝土结构上的压力容器支承相接触。6 压力容器的组成 由筒体部分、过渡环段、半球形底封头和半球形一体 化顶盖构成。筒体部分分成上筒体和下筒体，过渡环段 连接下筒体和半球形底封头。上下筒体、过渡环段及上下封头由SA508-3 低合金钢(锰-铬-铜-镍低碳贝氏体合金 钢)制成，内表面堆焊奥氏体不锈钢。上、下筒体锻件、过 渡环段、半球形底封头间采用单或多道埋弧焊及手工电弧 焊焊接相联。压力容器主冷却剂进出管嘴、直接安注管管 嘴和堆内构件吊篮支承均位于上筒体(接管段)。上封头 封头由顶盖和法兰制成，上封头为控制棒驱

5、动机构、堆内 测量提供了安装孔和支承，为RPV放气管和一体化堆顶结 构提供了支承。 7AP1000压力容器主要参数：筒体内径 3988mm 筒体壁厚 203mm高度 12.2m 设计压力 17.13MPa设计温度 343.3 重重 425.3吨筒体接管 4进2出 入口管嘴(高)内径 0.56m出口管嘴(低)内径 0.79m 下封头厚度(最小值) 152.4mm活性段厚度(最小值) 203.2mm 主体材料 SA508-3锻件8 一体化堆顶结构 由如下的主要部分组成： 屏蔽罩及检查门、堆芯测量探头的提升绞盘、起吊三角架、电缆托架及其支承结构、螺栓起吊轨道、CRDM抗震支承和堆内测量仪表(ICIS

6、)支承结构CRDM风冷通道(即冷却围筒)。 一体化顶盖组件将这些分开的部件与顶盖一起组成一个整体结构，在更换燃料时，可以作为一个独立单元被拆除和移动到储存架上，这样缩短了反应堆开盖的操作时间，大大减小了维修操作人员的辐射剂量。9一体化结构顶盖及内部结构一体化结构顶盖及内部结构1011压力容器技术特点： 压力容器的堆芯下筒体(堆芯活性段)采用了环型锻件结构，取消了纵向焊缝； 在压力容器的材料中降低了镍和铜的含量，把辐照脆化的影响降到最低； 尽可能地降低初始的“无塑性转变温度”（是指按ASME E208试验时，标准试样发生断裂的最高温度，它表明含有小裂纹的试样在动态加载屈服应力下发生脆断的最高温度

7、），活性区锻件材料RTNDT为-28. 9，提高压力容器材料的断裂韧性，以延长核电厂的运行寿期； 在RPV顶盖的贯穿件焊缝和接管安全端焊缝采用Inconel 690合金焊材(这是目前潜在应力腐蚀裂纹敏感性最低的工业材料);12 堆芯仪表通道设在RPV顶部，使得所有的贯穿件都布置在压力容器顶部，下封头上没有任何贯穿孔，这样就彻底排除了压力容器底部泄漏导致反应堆失水事故的可能性。上封头有69个贯穿孔为控制棒驱动机构提供路径，另外还有42个贯穿孔用于堆内测量的通道（堆芯中子通量、温度测量管等）。 在堆芯筒体的上筒节上增加了两个直接安注管口，缩短了事故工况下堆芯注入冷却剂的响应时间。 冷却剂入口接管嘴

8、位置高于出口接管嘴，使得维修时不用堆芯卸料就能对主泵进行检修。 一体化堆顶结构(Integrated Head Package, IHP)由多个独立的设备组成，从而简化了反应堆的换料操作。在停堆换料期间，通过它与反应堆压力容器顶盖移动联合操作，减少了停堆时间和个人辐射剂量。另外，一体化堆顶结构减少了其相关部件在安全壳内的存放空间。AP1000这些改进提高了RPV的可靠性,在假想设计基准事件和超设计基准事件的条件下更好地保护堆芯。13压力容器制造的技术难点： 14 AP1000压力容器大锻件全部采用ASME SA508 制造标准。压力容器要求达到60年的设计寿命，这对制造厂的核电大锻件制造工艺水

9、平提出了很高的要求。经过研究和分析，发现AP1000反应堆压力容器大锻件至少存在以下几个方面的制造难点：原材料冶炼和锻造困难一体化上封头的制造工艺复杂原材料冶炼和锻造困难多包合浇 与二代改进型机组相比，AP1000反应堆压力容器的大锻件体积重量更大， 其中一体化顶盖封头、堆芯段筒体和容器法兰接管段筒体需要使用270500吨的大钢锭，这就要求制造厂具备成熟的三包合浇至五包合浇的工艺；双真空处理工艺 为了控制材料中气体含量尤其是氢的含量，ASME标准明确要求：“在浇注钢锭前和浇注中，为了除掉有害气体（尤其是氢），对熔融钢水应进行真空处理”。根据以往核电设备的制造经验，钢包样的氢含量应该不大于2pp

10、m，这样才能保证后道工序的正常操作。所以，锻件钢锭多包合浇过程中需对多包钢水真空处理并在浇注中再次进行真空浇注。很多制造厂只有单真空处理的能力或者只能针对单包钢水进行双真空处理。如何实现多包合浇同时双真空处理工艺，是大部分制造厂都不得不面对的难题。16 消氢处理 根据已有的部分AP1000反应堆压力容器大锻件熔炼分析报告的结果，发现即使使用了双真空处理工艺，也不能保证一定能达到氢含量小于2ppm的要求。原材料加工过程中还应该采取消氢的补救措施，比如：在锻件锻后热处理过程中延长扩氢时间，以降低成品中的氢含量。 工艺和质量控制要求更高 AP1000反应堆压力容器的设计寿命要求达到60年,这就对承受

11、强辐照区域材料的机械性能指标提出了很高的要求。根据1版设计规格书，容器法兰接管段筒体、堆芯段筒体和过渡段筒体以及三者之间的两条环焊缝都属于承受强辐照区域的材料，制造厂必须严格控制每一个细微的制造工艺、检验与试验环节，才能达到RTNDT -28.9的技术指标。 17一体化上封头的制造工艺复杂由于一体化顶盖封头在毛坯状态时，其顶盖法兰部分的壁厚至少达到730mm，此时的锻造冲型就不再是普通的板坯“拉深”工艺。所以一体化顶盖封头的冲型工艺对制造厂是一个很大的挑战。中国一重目前正在做产品试验件。一体化顶盖封头在淬火过程中的防变形问题是一个极大的难题，需要经过反复的模拟计算，甚至需要做小型模拟件淬火试验

12、来确认淬火工艺。18蒸汽发生器 蒸汽发生器是将堆芯热能传递给二回路介质以产生蒸汽的热交换设备。 为典型的直立式带有一体化汽水分离器的U型管自然循环蒸汽发生器。蒸汽发生器属于安全A级和抗震I类设备。设备整体高度约22m，上内径约5.3m，下内径约4.1m，一次侧压力17.13MPa，温度343，二次侧压力8.17MPa,温度315.6，一次侧到二次侧压差11MPa，传热管面积11477m2。19 冷却剂通过热管段流进水室，水室的下部为椭圆型和圆柱型部分，这种布置可以加大所有管道的通路，包括外围的管道。与球形设计相比，这种特性增强了AP1000传热管的检查、维修能力。非能动的余热排出系统管道与蒸汽

13、发生器一次侧流道底部相连。AP1000的蒸汽发生器提高工作压力到7.15MPa（普通PWR为4.56.5MPa），增强传热能力，并提高动力回路的效率。2021AP1000蒸汽发生器的主要技术特点：蒸汽发生器的U型传热管采用三角形排列；采用三叶状孔(梅花孔)支承板，改进了防振条工艺；管板上的传热管采用全深度液压胀管工艺，最大限度地防止二回路水进入传热管与管板之间的缝隙。采用一体化的汽水分离器；22 传热管使用耐腐蚀性能很好的合金因科镍690，改善了材料可焊性、 腐蚀性、机械性等性能，管板一次侧镀因科镍合金，给水环、辅助给水管道和一些主要分隔组件采用因科镍合金； 采用椭圆形的一次侧下腔室，便于机器

14、人工具进出和维护保养； 蒸汽发生器下封头直接与两台反应堆冷却剂泵的壳体相连接； 在AP1000中，蒸器发生器和给水系统的组合设计有利于消除“水锤”现象。23SG的制造难点24SG的制造难点 锻件尺寸大、结构复杂 AP1000蒸蒸发器单件就达633吨（焊上主泵泵壳后为665吨），比国内制造的同类产品（秦山二期的蒸发器为344吨）重近一倍，其锻件尺寸也都相应加大（见下表），其中蒸发器的水室封头包括4个接管嘴，都需要一体化锻造，由于形状和结构复杂，一些过渡曲面不能依靠自由锻成型,而需要工具和模具，加工难度很高。大型锻件最大外形尺寸锻件名称M310AP1000最大外径及高度（mm）最大外径及高度（mm

15、）蒸发器水室封头=3608 h=1813=4487 h=2273.7蒸发器管板=3485 h=718钻孔厚度562=4487.67 h=1171.7钻孔厚度790.726 管板制造技术要求高 蒸发器管板的制造，首先要严格控制原材料中的含氢量，根据制造厂已有的制造经验，倘若含氢量达不到标准，很容易在堆焊过程中发生基体裂纹的情况（斗山在管板制造过程中发生的问题），另外，在锻造过程中要控制疏松，必须采取特殊的锻造方法宽砧强压，且正反两面压实。 蒸发器管板钻孔也是一个难题，AP1000的管板直径3999mm，共要钻20050个孔，钻孔厚度790.7 mm，孔径17.475mm，与M310相比，孔的数量

16、多了两倍以上，孔径变细，钻孔更深。管板增厚，管孔变小，钻孔难度相应增加，钻头转速、进给量等工艺参数要通过反复实验确定。27 传热管制造难度大 AP1000传热管材质为因科镍合金690，数目为10025根（M310的蒸发器为4474根），规格为17.475mm1.016mm，每根长度约48m，与M310相比更细、更长、管壁更薄，对于原材料冶炼、冷拔及热处理工艺环节的要求也更高，蒸发器传热管目前国内尚无生产，世界范围内也仅有2家供货商，产能紧张。2829SG传热管支承板30堆内构件和驱动机构 堆内构件由上部构件和下部构件两部分组成，堆内构件的主要材料是奥氏体不锈钢。 31 AP1000上部堆芯支承

17、部件 由上部支承板、上部堆芯板、支承柱和导向筒组件组成。支承柱构成上部支承板与上堆芯板之间的空间。支承柱的顶部和底部固定在这些板上，并在两板之间传递机械载荷。部分支承柱对固定式堆内探测器导管起辅助支承作用。堆芯测量柱容纳堆内探测器，在安装、反应堆运行及停堆换料探测器移出时，为这些探测器提供了保护通道。 32AP1000 上部堆内构件示意图33 AP1000下部堆芯支承部件 是堆内构件中主要的组成部分和支承部件。它由吊篮筒体、下部堆芯支承板、堆芯二次支承、涡流抑制板、堆芯围筒，径向支承键及相关附属部件组成，堆内构件为堆芯、控制棒提供对中和支承，使反应堆得以安全可靠地运行 34AP1000下部堆内

18、构件示意图35堆内构件的功能有： 盛装燃料组件与相关组件，并为它们提供定位和预紧力； 为控制棒组件提供可靠的导向，吸收落棒冲击能； 为堆芯提供冷却剂流道和合理的流量分配，并减少冷却剂无效泄漏； 屏蔽中子和射线，减少压力容器的辐照损伤； 为堆芯中子注量率测量和温度测量系统提供固定支承和导向； 为压力容器辐照样品监督管提供固定的位置； 为堆芯跌落提供二次支承。3637AP1000堆内构件的技术特点： 堆内构件、堆芯支承结构、堆芯围板、下降段环腔和流量导向结构布置以及堆芯上部设备和结构的设计均与M310相似，但是也存在若干差别。 AP1000改进后的优点如下： 简化围板结构，减少大量螺钉结构，可以大

19、量减少松动件； 采用全焊接结构的堆芯围板，有效地消除了在以往设计中采用的堆芯围板螺栓可能脱落的危险； 吊篮底部位置下移，有利于严重事故下堆芯熔融物在RPV下部的持留。38序号改进之处AP1000M3101进出口管4进2出3进3出2进出口管嘴平面进口高于出口同一平面内3下部支承结构中子注量率测量管移至RPV顶部 减少为一块涡流抑制板 取消中子测量支承柱 保留最主要的支承柱 吊篮底板位置下降中子注量率测量管在RPV下封头 两块支承板 较多的中子注量率测量支承柱4上部支承结构 增加导向筒 抬高压紧帽支承高度 导向筒数量少5围板 采用焊接式围板加上围筒组合结构 减少大量连接螺栓 螺栓连接形式的围板结构

20、 大量连接螺栓39控制棒驱动机构 控制棒驱动机构(CRDM)装在压力容器顶盖上，主要功能是驱动控制棒在堆芯内上升下降，实现对反应堆的启动、停止、功率调节以及事故情况下的安全保护。AP1000的控制棒驱动机构沿用压水堆电站控制棒驱动机构的成熟技术，为磁力提升型驱动，主要包括承压壳体、磁轭线圈、驱动轴、耐压壳、钩爪及位置指示器组成40为了增加勾爪部件的耐磨性和可靠性，AP1000的控制棒驱动机构采用了双勾爪结构。41堆内构件和控制棒驱动机构和以前相比的主要区别在于： 堆内构件更多采用了焊接方式，需要一定的工艺试验和攻关；驱动机构与60年寿命相适应的材料、零件与加工工艺相适应。42反应堆冷却剂泵 反

21、应堆冷却剂泵 又称为主泵，是核蒸汽供应系统主回路中除控制棒驱动机构外唯一能动部件，AP1000的RCP采用了屏蔽电机泵，即：屏蔽电动机(Canned Motor)+无轴封的泵(Seal-less Pump)。 反应堆冷却剂泵的水力部件主要是由泵壳、叶轮和导叶等零部件组成的混流式泵。泵和电机之间由热屏隔离堆芯冷却剂的高温。AP1000 RCP的电功率为5500 kW，额定转速为1800 r/min。启动和运行时通过变频器来提供电源。 4344 屏蔽电机泵内部结构图45 AP1000反应堆冷却剂泵屏蔽电机是一种专门设计的单绕组、四极、三相、屏蔽套式感应电机.，采用60 Hz电源，经变频器启动和运行

22、， 其设计是在已有运行经验的同类电机基础上放大。可参考的屏蔽电机均没有飞轮，而AP1000反应堆冷却剂泵屏蔽电机有上下两个飞轮，由飞轮带来的能量损耗大约1000 kW。由于屏蔽电机的损耗较高，冷却措施及温升控制是关键。电机冷却满足设计要求，是实现长期可靠运行的关键。电机绕组的绝缘级别选用“N”级(200 )。46 AP1000屏蔽电机主要部件包括: 轴承、屏蔽套、飞轮、钉子绕组及冷却等部分。AP1000飞轮部件由上下两个组件组成，材质使用重钨合金，以便在小体积内实现高转动惯量。上部飞轮组件采用热套装的预应力方法，用外套环将12块扇形钨合金固定在不锈钢内轮毂上，其外部包有屏蔽套以防止应力腐蚀，最

23、后将飞轮固定在屏蔽电机泵的主轴上。 474849AP1000屏蔽电机泵的主要技术特点： AP1000屏蔽电机泵的特点是:高可靠性、大转动惯性、简化维护保养。具体如下: 支承方式独特:每台蒸汽发生器各有2台反应堆冷却剂泵，反应堆冷却剂泵直接与蒸汽发生器的下封头连接。这种结构设计取消了反应堆冷却剂泵与蒸汽发生器之间的冷却剂管道，降低了环路的压降，简化了蒸汽发生器、泵和管道的基座与支承系统。 无轴封无泄漏:反应堆冷却剂泵没有轴密封装置，因而消除了因轴密封失效而导致失水事故的可能性，从而大大提高了安全性，也减少了泵的维修工作量。 转动惯量大:反应堆冷却剂泵电机设置上下两个重钨合金飞轮，以提高泵的转动惯

24、性，延长了惰走时间，从而在失去电源之后能提供足够的惰转流量。50 高可靠性维护简便:反应堆冷却剂泵装有三个轴承，两个径向轴承和一个双向推力轴承，都在电机一侧轴承采用水润滑方式，且有同类型、多规格的设计、制造和长年运行经验积累。 整体占用空间小:反应堆冷却剂泵启动时采用变频调速控制装置，可减小低工况时的电机功率，从而减小启动电流，最大限度地缩小电机尺寸。 水力模型优秀:水泵具有较高的水力效率和较好的抗汽蚀性能，在一定程度上弥补了电机效率偏低的缺陷。 辅助系统简化:无上充、泄漏系统和停车密封系统，连锁保护要求及监测点相对减少；整体结构简单、紧凑，零部件较轴封泵减少。 主要缺点:屏蔽电机效率比普通电

25、机低。51主泵制造的技术问题： 虽然屏蔽泵有实践证实的诸多优越性和工业领域内多年的成功应用经验，但是AP1000的主泵尺寸更大，电功率接近现有最大屏蔽泵的两倍且有惰转要求，这带来以下技术问题： 屏蔽泵综合效率低，能量损耗很高，惰转飞轮更加剧了这一情况，必须采取有效的冷却措施控制温升。 原屏蔽泵电源是按照60Hz设计的，运行时需要将国内50Hz工频变为60Hz，即要求原来仅在启停时运行的变频器持续运行，变频器在新工况下的可靠性需进行验证确认。 惰转飞轮的制造。AP1000主泵飞轮为特有结构，尚无可参考的经验，尚要经过结构设计、制造工艺及试验、设计验证和性能验证试验等环节才能投入实用52稳压器 A

26、P1000的稳压器在成熟压水堆经验基础上，采用电加热立式圆筒形结构设计，稳压器上封头为半球形，与筒体等厚。上封头设有一个人孔(安装检修用)、一个喷雾接管、两个安全阀接管；下封头中央为波动管接管。波动管进口处设置滤网，防止稳压器内杂物进人主系统，同时，可改善由波动管流入水与稳压器水的混合。53 稳压器容积取值为59. 47m3，比相同的稳压器容积增大了40%，大容积稳压器增加了瞬态运行余量，可减少反应堆非计划停堆次数，使核电厂能够更加可靠地运行。54稳压器的主要功能 压力调控：稳压器底部的波动管与主系统冷却剂环路的热管端相连，顶部设置喷雾管与冷管段相连，可利用冷、热管段的压差(即反应堆进、出口的

27、压降)喷雾，即当系统压力偏高时，通过喷雾，降低系统压力。稳压器下部的水腔室内设置电加热元件，当系统压力偏低时，电加热器启动，通过加热，提高系统压力。使系统运行过程中，保持压力变动控制在规定的范围之内。 调节水位：稳压器的水位和系统的容积控制，由稳压器和另设的容积控制系统共同完成。通常稳压器的水位调节，可分担系统容积变化量的绝大部分，其他部分从主系统排出的下泄流量和补进的上充流量进行调节，以保障反应堆运行的安全。55 超压保护：主系统的超压保护靠设置在稳压器顶部的安全阀来实现。超压时排出的蒸汽，通常进人卸压箱内冷凝，其中不能冷凝的气体则由废气处理系统收集进行处置。稳压器及其相应系统所提供的超压或

28、低压保护，可有效地防止堆芯及其他相关设备损坏。 参与反应堆启动和停堆调节：在反应堆启动过程中，按反应堆冷却剂系统升温升压的要求，利用稳压器电加热元件可提供部分热源，控制升温升压过程，并使系统压力按预定的程序提高到规定值；停堆时，按反应堆冷却剂系统降温要求，有序实现其降温降压的预期值。 附带除气功能：在特定情况下，稳压器还可作为一回路系统热力除氧器使用，用于消除反应堆冷却剂系统的裂变气体及其他有害气体。即当喷雾水达到饱和温度时，可使溶解在水中的气体分离出来，由废气收集系统进行处理。 56AP1000稳压器技术特点： 足够的饱和水容积和蒸汽汽腔容积，能满足系统容积变化所要求的压力响应性能。 在反应

29、堆自动控制的情况下，功率阶跃变化l0%满功率时，稳压器有足够的水容积，防止停堆。 制系统正常工作以及核蒸汽供应系统没有故障的情况下，反应堆停堆和汽轮机停机后，稳压器有足够的水容积，防止电加热元件裸露。 控制系统正常工作的情况下，功率从100%满功率阶跃降负荷到厂用电负荷时，稳压器有足够大的蒸汽容积调节由此引起的容积波动。57 厂甩全部负荷后，在稳压器高水位时引起停堆以及没有蒸汽排放的情况下，稳压器有足够大的蒸汽容积防止通过安全阀排放水。 控制系统和补水系统正常工作以及核蒸汽供应系统没有故障的情况下，反应堆停堆和汽轮机停机，不会因为稳压器低压而触发专设安全设施。 其外形和容积比M310大了约三分

30、之一,增加了加工制造的难度。58燃料组件 59 燃料棒是由ZIRLO包壳管、二氧化铀陶瓷芯块、压紧弹簧、上端塞和下端塞组成。燃料组件结构如下图所示。ZIRLO是先进的锆基合金，具有优良的机械性能和低的中子吸收截面。燃料芯块是圆柱体，由浓缩的二氧化铀粉末冷压形成，烧结到需要的密度。芯块端面为碟形，以允许有更多的轴向膨胀和增加裂变气体的贮存空间。 AP1000燃料棒的设计考虑了以下随燃耗变化的效应，包括燃料密度改变、裂变气体释放、包壳蠕变、芯块一包壳相互作用(Pellet-Cladding Interaction, PCI)和其他物理性能。燃料棒的完整性设计能适应高的燃料温度、由裂变气体释放引起的

31、高内压以及高包壳应力、应变、应变疲劳和磨蚀。60 燃料棒被支撑在由14 个结构格架（1个顶部格架、1个底部格架、8个中间格架和4 个中间搅混格架）加一个保护格架组成的燃料组件骨架中形成燃料组件。每个燃料组件包括括264 根燃料棒，24 根控制棒导向管和1 根仪表管。 AP1000 堆芯有157 组燃料组件，燃料棒采用17 x 17 排列，堆芯活性区高度为4.267m。AP1000堆芯设计为标准18个月换料 (510 EFPD) ，具备向24个月换料过渡的能力。堆芯功率密度与现役核电厂维持一致。 616263堆芯活性区燃料棒等效直径初始堆芯活性区高度（冷态）高-径比总截面积水铀分子比（冷态）3.

32、0m4.3m1.407.3m22.40每个组件的棒束棒排列外径包壳厚度包壳材料26417*170.95cm0.57mmZIRLOTM燃料芯块燃料组件UO2芯块密度（理论密度的%）直径长度95.5%0.82cm0.98cm数量整个组件截面尺寸燃料重量，UO2每个组件控制棒导向管的数量顶部和底部格架中间格架中间搅浑格架底部保护格架1570.21*0.21m95975kg242个8个ZIRLOTM4个ZIRLOTM1个燃料富集度（首炉堆芯布置的两种方案）A区B区C区D区E区F区0.7401.6552.8003.0533.7274.2331区2区3区2.353.404.4564双层安全壳结构 AP10

33、00的安全壳与通常压水堆的预应力混凝土安全壳不同，它由两层组成，其内层为圆柱形钢制容器，外层为钢筋混凝土屏蔽构筑物，均属抗震I类构筑物。 内层独立式的安全壳是带上下椭圆封头的圆柱形钢制容器，它也是整个非能动安全壳冷却系统的组成部分，钢制安全壳容器(Steel Containment Vessel)由五个主要结构模块组装建造而成。每个模块都由预先成型的、喷好漆的钢板(SA738)制成。这些模块包含环形加强筋、环吊梁、设备闸门、人员气闸门、贯穿件和其他附件。安全壳的设计能支撑环吊及其载荷，并考虑了蒸汽发生器的更换。6566钢制安全壳作用有二： 1、作为防止放射性物质释放的最后一道屏障。 2、作为一

34、个巨大的传热表面，从安全壳移出足够的能量，保证在设计基准事故下，安全壳不会超压。 钢制安全壳的技术参数如下： 材料：SA738，B级 直径/高度：39.624m/65.634m 厚度：约45mm 设计基准事件（压力/温度）：0.406MPa/148.9 严重事故工况下（压力/温度）：0.88MPa/204.4 容积：56634m3 设计泄漏率：0.1%容积/天67 安全壳屏蔽构筑物(Containment Shield Building) 为钢筋混凝土结构，与安全壳容器和辅助厂房共用基础底板，筒体墙厚0. 914 m。另外，筒体在顶部锥形结构上支撑PCS储水箱(Passive Containm

35、ent Cooling Water Storage Tank , PCCWST)。空气扩散器位于屏蔽构筑物顶部中央，向上排出冷却安全壳的空气和水汽。 安全壳屏蔽构筑物的作用是： 在正常运行期间，屏蔽构筑物的作用是给安全壳钢制容器、带放射性的系统和部件 提供保护性屏障，以免受外部事件(飓风、飞射物等)的影响。 作为非能动安全壳冷却系统的一个组成部分，其内壁与导流板一起形成通道，引导空气从钢制安全壳底部往上流动，对钢制安全壳表面进行有效冷却。68697071钢制安全壳的制造 钢制安全壳是AP1000特有设备，其特点在于外形尺寸大、钢板厚度大、封头分片曲面形状复杂、拼装后的整体精度要求高， 且采用新型钢板材料， 因此对CV安全壳容器的制造工艺提出了新的要求。 目前，山东核电设备制造公司该公司承担的三门核电站一号机组钢制安全壳底封头的第一、二、三层共32张成型弧形钢板已全部出厂，运往三门核电站工程建设现场进行拼装组对和焊接。第四层32张弧形钢板也已经于5月22日全部压制完成。72一回路设备特性小结 AP1000反应堆冷却系统(RCS)的设计建立在西屋公司所设计并已通过运行验证的成熟技术基础之上。AP1000的RCS的主要部件与传