作者:广东省电力设计研究院王小宁

　　经初步研究，常规岛部门可供选择的国外主要装备潜在供货商有：英法GEC-ALSTHOM公司、美国西屋公司、日本三菱公司、美国GE公司等。到今朝为止，ALSTHOM公司已同中国东方团体公司进行合作，形成一个联合体；美国西屋公司已同上海核电装备成套团体公司合资，组成西屋-上海联队。其它公司到今朝还没有进行合作。

　　凭据ALSTHOM公司、西屋公司、三菱公司和GE公司等核电装备制造商所提供的资料，依照堆型的分歧和一回路的分歧，可以形成四类技术方案：

　　方案一——三环路改良型压水堆核机电组；

　　方案二——ABB-CE的系统80(System80)型压水堆核机电组；

　　方案三——日本三菱公司的四环路压水堆核机电组；

　　方案四——进步前辈型滚水堆(ABWR)核机电组。

　　下面就各类技术方案划分进行分析。

1　三环路改良型压水堆核机电组

　　此方案的一回路为尺度的300MW一个环路的三环路压水堆。此类方案包括中广核团体公司提出的CGP1000、欧洲公司(包括EDF、FRAMATOME、GEC-ALSTHOM)推出的CNP1000和西屋-上海联队推出的CPWR1000三种压水堆核机电组。

1.1　CGP1000与CNP1000核机电组

　　CGP1000由中广核团体提出，以年夜亚湾核电站为参考站，并借鉴美国西屋公司和ABB-CE公司的部门进步前辈的设计，有选择地吸收了用户要求文件(URD)的要求，形成以300MW一条环路的CGP1000技术方案。常规岛部门，汽轮发机电组选用ALSTHOM的Arabelle1000型汽轮发机电组。

　　CNP1000由欧洲制造商(EDF、FRAMA-TOME、ALSTHOM)凭据法国核电计划及年夜亚湾核电站、岭澳核电站等工程的设计、制造、安装、运行及维修中堆集起来的经验推荐给中国的核机电组。常规岛部门的汽轮发机电组也以Arabelle1000型汽轮发机电组作为推荐机组。

　　由于CGP1000和CNP1000的常规岛部门的汽轮发机电组均为Arabelle1000型，所以现实上为统一类核机电组。

　　ALSTHOM在总结54台第1代汽轮发机电组的运行经验根蒂根基上，组合出了Arabelle1000型汽轮发机电组，参考电站为ChoozB(2台1450MW机组已划分于1996年7月11月投进运行)。

1.1.1　Arabelle1000型汽轮发机电组的主要技术数据

　　a)年夜接连电功率：1051MW；

　　b)转速：1500r/min；

　　c)机组效率：36.3；

　　d)末级叶片长度：1450mm；

　　e)排汽面积：76.8m2；

　　f)背压：5.5kPa；

　　g)凝汽器冷却面积：68633m2；

　　h)发机电额定输出功率：1050MW；

　　i)发机电视在输出功率：1235MVA；

　　j)发机电额定功率因数：0.85；

　　k)发机电额定端电压：26kV。

1.1.2　Arabelle1000型汽轮发机电组的主要特点

　　a)缸体结构：三缸四排汽(HP/IP 2×LP94)，汽轮机采用高中压组合汽缸并直接和2个双流低压缸相毗连，含有流向相反的高压和中压蒸汽流道。低压缸为双流式，低压外缸体支承在冷凝器上面，不是直接装在汽机根蒂根基上，轴承座和内缸体直接座于汽机根蒂根基上；

　　b)由于末级叶片比力长，具有较年夜的排汽面积，可以使蒸汽膨胀进程加长，削减余速损失，提高机组效率；

　　c)由于蒸汽在高／中压缸中膨胀进程是以干蒸汽单流标的目的进行，另外，在高、中压排汽口加装抽汽扩散器以增加效率，所以，Arabelle1000型汽轮机的高中压膨胀效率相对比力高；

　　d)发机电采用水氢氢冷却方式，励磁系统采用无刷励磁方式。

1.2　CPWR1000核机电组

　　CPWR1000由西屋-上海联队推出，由上海市核电办公室牵头，组织上海核工程研究设计院、华东电力设计院、西屋公司等单元联合展开CPWR1000概念设计工作，并于1997年6月份完成。

　　CPWR1000是建立在西屋公司成熟的、经过设计、工程实践验证的技术上，以西班牙的VandellosⅡ为参考电站(该电站已有50000h以上的高哄骗率的运行绩)，连系西屋进步前辈型压水堆机组(APWR1000)技术，并进行适当改良而来。

1.2.1　CPWR1000汽轮发机电组主要技术数据

　　a)汽轮机型式：单轴、四缸、六排汽、凝汽式、二级再热装配；

　　b)转速：1500r/min；

　　c)主蒸汽门前蒸汽压力：6.764MPa；

　　d)主蒸汽门前蒸汽温度：283.5℃；

　　e)主蒸汽门前蒸汽流：5493.5t/h；

　　f)主蒸汽门前蒸汽湿度：0.25；

　　g)回热抽汽级数：6级(1级高压加热器 1级除氧器 4级低压加热器)；

　　h)给水温度：223.9℃；

　　i)平均冷却水温度：23.0℃；

　　j)末级叶片长度：1250mm；

　　k)排汽压力：5kPa；

　　l)净热耗率：9.788kJ/(Wh)；

　　m)机组年夜保证功率：1071.09MW；

　　n)发机电功率因数：0.9；

　　o)短路比：0.5；

　　p)冷却方式：水氢氢；

　　q)励磁系统：静态励磁系统。

1.2.2　APWR1000汽轮发机电组结构特点

　　汽轮发机电组采用1个双流式高压汽缸及3个双流式低压汽缸串联组合，汽轮机末级叶片长度为1250mm，六排汽口，设置装备摆设2台一级汽水份离和两级蒸汽再热的汽水份离再热器。

1.2.3　CPWR1000相对VandellosⅡ的主要改良

　　a)核机电组年夜保证出力由982MW改成1071MW；

　　b)主汽门前蒸汽参数由6.44MPa、280.2℃改成6.76MPa、283.5℃；

　　c)平均冷却水温度由17.8℃改成23℃；

　　d)末级叶片长度由1117.6mm改成1250mm；

　　e)汽轮机旁路容由40额定汽改成85；

　　f)汽轮机回热系统由不设除氧器改成带除氧器；

　　g)发机电电压拟由21kV改成24kV；

　　h)凝汽器压力由7kPa改成5kPa；

　　i)汽轮机净热耗率由10.209kJ/(Wh)降到9.788kJ/(Wh)以下；

　　j)加年夜凝结水精处置装配容；

　　k)常规岛仪表控制采用微机涣散控制系统。

2　ABB-CE的系统80(System80)型压水堆核机电组

　　此方案也是压水堆机组，较三环路方案分歧的地方是核岛部门为双蒸发器，由美国燃烧工程公司(ABB-CE)开发而成。此方案也为韩国核电国产化方案，核岛部门为ABB-CE的系统80反应堆，相匹配的常规岛部门为美国GE公司的汽轮发机电组。参考电站为韩国灵光3、4机组。

　　灵光3、4机组经过2～3a的运行，装备运行状态秀。

　　今朝由于还没有收集到GE公司关于灵光3、4机组常规岛部门的具体资料，汽轮发机电组的技术参数、型式、内部结构及热力系统等还暂时不能描写。

3　日本三菱公司的四环路压水堆核机电组

　　此方案亦属成熟技术的压水堆机组，其技术的进步前辈性与平安水平与三环路和双蒸发器方案相当。日本三菱公司推荐的四环路压水堆核机电组方案，是以日本年夜饭3、4机组作为参考电站。

　　年夜饭3、4机组采用了美国西屋公司的Model412的尺度设计，与年夜饭1、2号机组完全一致(年夜饭1、2号机组均为西屋公司装备)，是一个技术成熟的、有丰硕运行经验的机组。年夜饭3、4号机组已划分于1991年和1992年投进商运行。

3.1　三菱公司提供的汽轮发机电组的主要技术数据

　　a)发机电端额定出力：1036MW；

　　b)汽轮机型式：TC6F-44；

　　c)转速：1500r/min；

　　d)主汽门前蒸汽参数：压力6.30MPa(尽对压力)，温度279.6℃，湿度0.43，额定出力时蒸汽流5844.129t/h；

　　e)给水温度：226.7℃；

　　f)凝汽器压力：5.07kPa(尽对压力)；

　　g)低压缸总的排汽面积：71m2；

　　h)发机电冷却方式：水氢氢；

　　i)励磁方式：无刷励磁。

3.2　机组的主要特点

3.2.1　热力系统

　　热力系统为压水堆机组典型的热力系统，MSR再热为两级。汽轮机为1个高压缸和3个低压缸。回热系统为1级高压加热器 1级除氧器 4级低压回热器。

3.2.2　厂房安插

　　机组安插为平行式，即反应堆的轴线与汽轮发机电组的轴线平行，这样的安插比力紧凑，汽机房体积小，行车可以共用，电缆长度短，机组之间的交通利便，只需要在汽机房墙的设计上斟酌叶片飞射物的庇护厚度即可。

4　进步前辈型滚水堆(ABWR)核机电组

　　此方案为美国通用电气公司(GE)推出的进步前辈型滚水堆(ABWR)核机电组，能知足用户要求文件(URD)。以日本东京电力公司的柏崎6、7号机组作为参考电站。

　　柏崎6、7号机组是今朝上获得美、日两国设计核准的、已建成并投进商运行的改良型滚水堆核机电组。反应堆和汽轮发机电组均由美国通用电气公司生产，柏崎6号机是上第1个ABWR机组，于1991年9月起头建设，1996年11月完工投进商运行。

　　滚水堆核机电组是以美国通用电气公司(GE)为主进行开发的。1957年首台滚水堆核机电组投进运行，其后，经过年的改良，从BWR-1到BWR-6，后到ABWR。

4.1　ABWR汽轮发机电组主要技术数据

　　a)额定功率：1350MW；

　　b)汽轮机型式：TC6F-52；

　　c)汽缸结构：四缸六排汽(1HP 3LP)；

　　d)主汽门前主蒸汽压力：6.79MPa；

　　e)主汽门前主蒸汽流：7640t/h；

　　f)主汽门前主蒸汽湿度：0.4；

　　g)低压缸末级叶片长度：1320.88mm；

　　h)回热系统：4级低压加热器 2级高压加热器(无除氧器)。

4.2　ABWR核机电组的主要特点

4.2.1　热力系统

　　热力系统为直接轮回系统，冷却剂直接作为汽轮机的工，将PWR核机电组中的一回路和二回路并为1个回路。

　　ABWR和PWR的汽轮机回热抽汽系统没有什么两样，其参数相似，ABWR主蒸汽压力略高于PWR，MSR的再热采用两级，以提高热效率，4级低加、2级高加，不设除氧器。加热器的疏水泵将疏水打进前级凝结水管。

4.2.2　厂房安插

　由于ABWR是反应堆核蒸汽直接通到汽轮机，是以汽机厂房需要斟酌防放射性的措施，汽机高压缸、MSR、高压加热器均用屏障墙隔离，运行时代人员不能进进。汽轮机的抽汽机排汽需经过过滤排进排汽筒，整个汽机车间是闭式透风系统。主蒸汽经由过程的平安壳两侧都有开关隔离阀。ABWR在正常运转时，如核燃料包壳不破损，主蒸汽携带放射性核元素主要是N16，N16的半衰期仅7s。新蒸汽部门，即高压缸部门、MSR、高压加热器部门是带放射性的，需要屏障，而低压缸、凝结水部门是不带放射性的，不做特殊屏障。

5　竣事语

　　以上四类技术方案的核机电组均是今朝上技术比力进步前辈和成熟的机组，其参考电站均有秀的运行绩，四类方案都是可以供我国未来核电站选择的常规岛技术方案。