设计和建造第一座陆基小型模块化反应堆

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建设ACP100核电机组,可以为试验区绿色发展奠定基础,为实现海南清洁能源发展的目标做出贡献。

ACP100是第三代小型模块化反应堆设计,可最大限度地使用成熟的技术和设备。该反应堆的热功率容量为385MWt,净电功率输出高达126MWe。

第一座机组正在海南省昌江市建造,该市已经有两座在运行的CNP-600反应堆,还有两座1100MWe的华龙一号反应堆正在建设中。昌江的ACP100反应堆建成后,年发电量将达到10亿千瓦时,足以满足52.6万户家庭的用电需求。

昌江核电项目主要由三个公司组成的合资企业负责,这三个公司分别是:中国核工业集团有限公司的子公司中国核能电力股份有限公司是业主单位和运营商;中国核动力研究设计院是反应堆的设计单位;中国核电工程有限公司是核电站的建设单位。

2021年7月13日,当第一罐混凝土浇注时,ACP100示范反应堆成为了世界上第一座开工建造的陆基商业小型模块化反应堆。

支撑钢制安全壳用的安全壳底封头是由50块预制钢板现场组装而成的。2021年10月24日,组装好的组件被起重机吊装到工厂的混凝土基础板上。

今年2月26日,比原计划提前46天,将高约15米、重约450吨的安全壳下部放置在了安全壳底封头上。预计总工期为58个月,目前正在按计划进行。

中国核工业集团有限公司(CNNC)于2010年启动ACP100的研发工作,2016年4月22日,其设计于通过了国际原子能机构的通用反应堆安全评估。

2017年10月,中国核学会认定ACP100技术为“20152017年度中国核技术十大进展”之一。作为一种创新的小型模块化反应堆设计,ACP100设计具有被动安全特性,有望在不发生任何重大放射性泄漏的情况下应对极端环境条件和多次故障。

ACP100还采用了集成反应堆设计技术、模块化设计与制造、集成蒸汽发生器(反应堆冷却剂泵安装在压力容器的喷嘴上)。所有这些技术都具有很高的内在安全性,可防止重大失水事故(LOCA)的发生。

这些设计创新使反应堆制造、运输和现场安装过程以及ACP100的经济效益都得到了优化。

专访

中核集团海南核电有限公司副总工程师曲勇

为什么要选择ACP100这款设计,为什么要将其建在昌江核电基地?

近年来,中国政府一直在大力推进海南自由贸易港的建设。中国政府致力于将海南岛建设成为国家生态文明试验区和通往太平洋和印度洋的重要门户。

建设ACP100核电机组,可以为试验区绿色发展奠定基础,为实现海南清洁能源发展的目标做出贡献。

除了发电,ACP100还有很多其他用途,如海水淡化、区域供热(或制冷)和工艺供热。它还适合在中小型电网、工业园区、海岛等各类场所和应用场景中使用,也可作为高耗能企业的专用电源。

ACP100示范项目将助力海南成为向世界推广中国先进商用小型模块化反应堆技术的基地。

海南核电基地有两座CNP-600机组已经投入运行,另有两座机组正在建设中,在昌江核电厂工作的公司在建设、管理和运营核电项目方面积累了丰富的经验。昌江基地的ACP100示范项目可以充分利用现有资源,尽可能地提高项目的经济效益。

传统的供应链是否能够轻松适应小型模块化反应堆的新需求?

与传统设备供应相比,模块化设备依赖详细设计、提前订货、工厂预制,以及大型模块的运输、吊装和安装。此外,必须在场外和场内进行平行作业,减少现场施工时间。 

大部分制造工作在制造厂完成,在制造厂内,更容易控制工作环境下的温度、湿度和洁净度,同时还可以避免现场台风、暴雨和灰尘。

例如,蒸汽发生器制造完成后,必须将其运至压力容器制造厂,然后将其并入反应堆中。焊接完成后,需要将整体式反应堆运到现场;同时,预制好的钢制安全壳板也要运到现场进行组装。模块设备到达现场后,只需进行简单的吊装,便可将整个设备或系统安装完毕,大大缩短了项目的施工周期。模块化设备有精确的制造和项目管理要求,一些大型模块对运输和吊装提出了新的挑战。

总体而言,ACP100的供应链建立在现有国际和国内模块设备供应的基础上,可提高模块的质量,同时降21低模块的制造成本。