6.2 AP-600，西屋
西屋公司先进的非能动压水堆AP-600是一种电功率为600MW的压水反应堆，它具有先进的非能动的安全特性，并且通过广泛采用简化设计从而显著提高了电站的建造，运行和维护性能。电站设计充分利用了经过30多年压水堆运行经验验证的成熟技术。在世界范围内，压水堆的比重占所有轻水反应堆的76%，而67%的压水堆是建立在西屋压水堆技术基础之上的。
AP-600的设计目标是达到很高的安全和性能记录。它的设计虽然基于保守的已被验证的压水堆技术，但是在安全特性方面强调依赖自然力。安全系统尽可能使用自然驱动力比如压缩气体，重力流和自然循环流动。安全系统不使用能动部件（比如泵，风机或柴油发电机）并且设计为功能实现不需要安全级的支持系统（比如交流电源，部件冷却水，生活服务水，采暖通风）。控制安全系统所需的运行人员的操作在数量上和复杂度上都尽可能小；其宗旨就是用自动实现取代运行人员的操作。最终结果就是形成的设计显著降低了复杂度并提高的可操作性。
AP-600的标准设计符合所有适用的美国核管会标准。大量的安全分析工作已经完成，相关内容写入了提交核管会的标准安全分析报告（SSAR）和概率风险评价（PRA）。广泛的实验计划也已经完成，从而验证了电站的创新性设计在运行中将与预期的设计和分析一致。概率风险评价（PRA）的结果表明了其具有满足先进反应堆设计目标的非常低的堆芯损坏几率，并且由于改善了安全壳的隔离与冷却能力，其也具有很低的放射性泄漏几率。
AP-600的设计理念中非常重要的一个方面是关注电站的可操作性和可维护性。这些因素已经融入了其整个的设计过程。
AP-600的设计具有许多独到之处，比如通过简化设计在提高可操作性的同时也减少了部件及其配套设施的数量。特别是，简化的安全系统显著地简化了技术规格，从而降低了监督的要求。
通过强调已验证的部件的应用，从而确保达到高水平的可靠性同时具有很低的维护要求。部件的标准化降低了备件的数量，减小了维护的培训要求，并且使维护周期进一步缩短。对于关键部件，还提供了机内测试的能力。
电站的布置确保检查和维护通道的合理性。对于诸如设备与人员运输，设备移动路径，以及容纳远距离操作服务设备和移动单元等所需要的预留空间已经作为电站的一部分进行考虑。在关键区域提供了入口平台和起重设备，同时提供了工作所需的电源，除盐水，呼吸和工作所需气体，通风和照明。
AP-600的设计也体现了多种降低辐照的原则从而使工作人员的辐照剂量合理可能尽量低（ALARA）。辐照时间长短，距离大小，屏蔽和降低源项等主要因素在设计中都得以充分考虑。
为了通过削减部件的数目，减少总体积和建筑体积等方法减少建造周期和总成本，在设计中融入了多种新方法。这些方法包括：
· 核岛所采用了很通用的基础设计从而有效的减少了建造成本和周期。 · 通过使用集成化的保护系统，先进的控制室，分布式逻辑控制柜，多路复用技术，和光导纤维电缆，从而显著减少了电缆，电缆桥架，和电缆管的使用量。
· AP-600电站布局的一个显著特点就是在1E级电池组室，直流开关设备室，集成保护系统室，以及主控室采用了层叠布置。层叠布置可以省去电缆夹层，而这是在目前的压水堆核电站所必须的。
· 通过采用非能动安全系统从而替代和省去了许多传统的机械安全系统，在当前的压水堆电站中，这些系统往往都位于抗震I类的构筑物内。 在AP-600的设计中对于环境的考虑始终位于优先的地位。在设计中，公众和电站运行人员的安全以及对于环境的影响都遵循了下列特定的设计目标：
· 尽量减小运行排放。
· 对于运行人员的辐照剂量设置并达到了非常苛刻的目标。 · 发射性废物的总量尽可能低。
· 其他无放射性的有毒废物的总量尽可能低。
AP-600核电站是在美国能源部（DOE）和电力研究协会（EPRI）的资助下由西屋公司设计的。设计团队包含了许多美国和美国以外的公司和组织，比如来自Bechtel，Burns&Roe，Initec（西班牙），UTE（西班牙），和Ansaldo（意大利）的建筑工程师，Avondale Industries（模块设计），CBI Services，Inc.（安全壳设计），M-K Ferguson Co.（建造可行性，计划，和成本估计），Southern Electric International（常规岛建筑物和系统），ENEA Energy Research Center of Italy（自动泄压系统相关试验），SIET，SPES Facility In Italy（满压力下完整的非能动安全系统试验），和Oregon State University（低压完整的非能动安全系统试验）。
电力研究协会（EPRI）在多个国家的广泛参与下，形成了一份针对先进轻水堆（ALWR）的用户需求文件（URD），其中充分吸收了运行的商用核电站在安全和运行等方面的要求。URD的目的是反映公众对于下一代核电站的要求，它包括了对于未来电站的全面的设计要求。
满足URD对于先进压水堆的要求，在AP-600设计的一开始就作为了其设计目标，同时也是正在进行的First-of-a-Kind Engineer（FOAKE）计划的目标。AP-600具有明确的设计基础，而且通过严格的工程分析与试验验证是符合URD的要求的。以下列出一些电站的主要设计特点：
· 净电功率至少可以达到600MWe，热功率为1940MWe。
· 掌握了在蒸汽发生器管10%阻塞情况下的运行工况，热端最高温度为600oF（315.6oC）。
· 堆芯采用保守设计，使其堆芯功率至少有15%的运行裕度。
· 缩短交付时间（从业主委托到商业运行共5年）和建造周期（3年）。 · 由于发电系统的部件都经过验证，因而无需建原型电站。
· 主要安全系统都是非能动的；在事故后72小时不需要运行人员的操作，并且可以在无交流电源的情况下长时间保持堆芯和安全壳的冷却。 · 堆芯损坏的几率为1.7E-07/堆年，大大低于1E-05/堆年的要求，严重外泄的几率为1E-08/堆年，大大低于1E-06/堆年的要求。 · 标准设计可以应用于所有美国的预期厂址。
· 职业照射预计低于0.7人-Sv/堆年（70人－rem/堆年）。
· 堆芯设计为在负荷因子为87%时，燃料循环周期为24个月；同时具有18个月燃料循环的能力。
· 再次装料操作可以在17天或更短的时间完成。 · 电站的设计寿命为60年，期间不需要更换压力壳。
· 电站的总利用率大于90%，包括了被迫和计划的停机；非计划的反应堆停堆要小于每年一次。
6.2.1 核系统描述
6.2.1.1 主回路及其主要特点
AP-600的主回路保留了大部分当代设计的通用设计特点，同时出于安全性和可维护性考虑也采取了一些改进设计。在图6.1和图6.2所示的冷却剂回路共包括2条高温导管和4条低温导管，反应堆冷却剂泵直接安装于蒸汽发生器上，从而省去了主泵和蒸汽发生器间的主回路管道；这些设计特点可以显著提高安全性和可维护性。同时，简化的主回路支承结构减少了在役检查的次数同时提高了维护的可达性。
反应堆冷却系统压力边界为组织反应堆产生的反射性外泄提供了第一道屏障，它被设计为在电站运行期间具有高度的完整性。
图6.1 反应堆冷却系统流程图 图6.2 反应堆冷却系统侧视图
