AP1000

AP1000（Advanced Passive PWR 的簡稱）是西屋電氣公司依照概念而設計和銷售的第三代反應堆核電站方案，毛功率 1250MWe，淨功率 1110MWe。

歷史

2006 年 1 月 27 日，美國核管理委員會（NRC）批准 AP1000 “設計控制檔案”（The Design Control Document，簡稱 DCD）第 15 版。這是美國核管理委員會（NRC）收到的最終設計批准的第一個第三代反應堆。這意味著，未來的美國建築商可以在施工開始前申請，其有效性是有條件的：工廠要按照設計被建造，和每個 AP1000 應該完全相同。2006 年 3 月 8 日，美國電力公司 UnStart 和田納西河谷管理局 (TVA)，向 NRC 申報建造執行聯合許可證（COL）。NRC 要求報送 AP1000 的設計資料和與建設專案相關資料，包括：與建造執行許可證相關的 AP1000 的標準設計資料；詳細設計工作中對標準設計的修改；關於標準設計的有關設計控制檔案、設計過程、設計方法、設計驗收規範等方面的資料；有關檢驗、試驗、分析和驗收標準等的資料 (ITAAC)。

2006 年 12 月中美簽署兩國政府《關於在中國合作建設先進壓水堆核電專案及相關技術轉讓的諒解備忘錄》及 2007 年 7 月中國企業與西屋公司簽訂 AP1000 技術轉讓和依託專案核島工程合同。2008 年中國開始建設 AP1000-2005 的設計的四個單元。

2007 年 5 月，AP1000 的設計通過了 European Utility Requirements（EUR）審查，其審查結論是有 1% 的不符合項 (non-compliant), 限期在 18 個月內修正，有 8% 的專案其實是不可實現的高指標 (not accessible at this time)。2007 年中，AP1000 申報英國監管當局的 GDA 評審，2011 年評審計劃到期。

西屋公司繼續對 AP1000 改進設計，向 NRC 報送了 DCD16 版 (2007 年 5 月 26 日)、DCD17 版 (2008 年 9 月 22 日)、DCD18 版 (2010 年 12 月 1 日)，但這 3 個版本並不具有法律效力，2011 年 6 月 13 日向 NRC 提交了 DCD19 版。2011 年 12 月 22 日 NRC 正式批准了 AP1000 的 DCD19 版。此後，NRC 確認 DCD19 版是唯一有效的版本，用原 15 版認證證書至 2021 年 2 月 27 日的有效期起止點定為 19 版的有效期，19 版把 15 版全部覆蓋，15 版證書被撤銷。2011 年 12 月 NRC 決定對 AP1000 的 ITAAC 審批推遲到裝料執行之前。2012 年 2、3 月，NRC 分別給美國國內的 4 臺機組專案頒發了建造執行聯合許可證（COL）。

首臺 AP1000 反應堆正在中國三門縣的三門核電站建造，其各項關鍵裝置，如主泵，已開發成功，預計將按時發電。

2012 年 2 月 9 日、3 月 30 日，美國核管理委員會分別批准了南方電力在佐治亞州的 Vogtle 廠址和在南卡羅來那州的 V.C.Summer 廠址各兩臺 AP1000 機組的建設運營聯合許可證（COL））。V.C.Summer 的兩臺機組分別於 2013 年 3 月 11 日和 11 月 4 日完成核島底板混凝土澆注。2017 年 3 月，西屋公司根據美國《破產法》第 11 章申請破產保護。2017 年 6 月 10 日和 7 月 28 日，東芝先後釋出宣告，宣佈與 Vogtel 及 V.C Summer 專案業主達成協議，將為兩個專案業主分別賠償 36.8 億美元和 21.68 億美元。2017 年 7 月 31 日，分別持有 V.C.Summer 核電專案 55% 與 45% 股份的業主與各自發布宣告，宣佈將停止 V.CSummer 專案兩臺機組的建設。

為遵從 EUR 標準，AP1000 標準設計作了修改，其中一項是把正常餘熱排出系統（normal residual heat removal system， RNS）物理上分為兩個獨立的系統，以改進工廠縱深防禦能力。

2015 年 3 月重新啟動英國監管當局 ONR 的 GDA 第二輪評審。2017 年 3 月 30 日，AP1000 的改進設計通過了英國監管當局的 GDA 評審。

總體概況

AP1000 是西屋公司開發的一種雙迴路 1000 MW 的壓水反應堆核電機組，其主要特點有：採用非能動的安全系統，安全相關係統和部件大幅減少、具有競爭力的發電成本、60 年的設計壽命、數字化儀控室、容量因子高、易於建造 (工廠模組製造和現場建造同步進行) 等，其設計與效能特點滿足使用者要求檔案（URD）的要求。

世界上首臺 AP1000 核電機組為三門核電站一號機組。內陸核電站和今後新開工建設的核電專案將以 AP1000 堆型為主。

主要技術特點

反應堆採用西屋成熟的 Model314 技術，該技術已成功地用於比利時、美國的多個電站上。

反應堆冷卻系統為二環路設計，每個環路透過冷卻劑管道聯接有一臺大容量蒸汽發生器和兩臺密封式的冷卻劑泵，此外冷卻系統上還聯接有一臺穩壓器。

採用非能動的安全系統。它採用雙層安全殼，並保留了 AP600 的非能動安全系統的構架，系統設計簡化，安全性大大提高。 儀控系統是基於 Sizewell B 的全數字技術而開發完成的，特別採用了經驗證的數字化安全系統，採用了緊湊型的工作站式的控制室，採用了基於影像技術的人機介面。

一回路主泵由位於美國賓夕法尼亞州匹茲堡北郊的柯蒂斯 - 萊特流體控制公司電氣 - 機械分部（EMD）設計製造。重 67 噸、直徑達 2 米、高 6.5 米，採用高慣量飛輪大功率遮蔽電機泵，60 年執行期間免維修。主泵的整個轉子元件 (包括水力部件和電機轉子) 由位於電機兩端的徑向滑動軸承和下部的雙向推力軸承支承；軸承由一回路水潤滑和冷卻，採用石墨 - 硬質合金摩擦軸瓦。每套蒸汽發生器安裝兩臺主泵。首臺主泵於 2007—2009 年製造。2009 年 9 月 12 日開始 500 小時型式試驗，全速運轉挺泵後惰轉時發現問題。2012 年 4 月 16 日，首臺 AP1000 主泵完成了最後耐久試驗，2012 年 5 月三門核電站的 4 臺主泵從匹茲堡發運中國，三門 1 號機組預期於 2013 年底併網發電。2013 年 1 月 13 日，產品試驗後拆檢時發現葉輪入口葉片部分缺失，調查分析確認是分包商製造的葉輪鑄件的入口葉片補焊時，未按照批准的程式檔案進行質量管控；為此已運至三門的 4 臺主泵運返 EMD 公司更換葉輪和導葉並重新進行出廠試驗。失水試驗發現軸承部件抵抗熱瞬態衝擊能力需要加強，改進後於美國東部時間 8 月 10 日至 16 日做了改進試驗。第 2 次工程與耐久性試驗時出現推力瓦的卡件區域性疲勞斷裂。2015 年 2 月 25 日開始第 3 次工程與耐久試驗，包括冷態效能試驗、熱態效能試驗、溫升和電氣平衡試驗 (熱停堆)、服役迴圈試驗、失電試驗、失去外部冷卻水試驗、反轉執行試驗等 15 項，至 5 月 20 日完成試驗。中國沈鼓集團核電泵業公司、哈電集團動力裝備公司是 EMD 主泵技轉物件，負責中美兩國 4 套 AP1000 級組的 16 臺主泵的部分零部件分包製造及 2 臺追加主泵整機的總裝。2015 年 8 月 12 日，國家核電公司有關方面確認最後一次主泵耐久性試驗後的拆解過程中發現葉輪出現輕微裂痕（主泵葉輪存在 “非線性顯示”），美國方面正在出具該裂痕報告。2015 年 10 月主泵透過審查。

中國的 AP1000

中國建造了 4 座 AP1000 反應堆

三門核電站一號機組、二號機組分別於 2018 年 7 月 2 日、2018 年 8 月 24 日併網發電；
海陽核電站一號機組、二號機組分別於 2018 年 10 月 22 日，2019 年 1 月 9 日併網發電。

2020 年，海陽核電站、陸豐核電站、三門核電站、徐大堡核電站的 8 座核反應堆建設的前期工作已經就緒。

故障

三門核電站 2 號機組在運營後發生主泵故障造成近一年的停機，目前機組已經恢復運營。