第三代反应堆AP1000和EPR的堆芯核设计

韩向臻 攸国顺 孙 微

环境保护部核与辐射安全中心核与辐射安全研究所，北京 100082

AP1000和EPR是我国正在发展的两种第三代核电站。这两种核电堆型的设计理念有较大的差异，AP1000引入安全系统非能动理念，大大降低了发生人因错误的可能性；EPR在传统设计的基础上对系统的设计、布置和运行进行了适当的改进和优化，增加安全系统多重性，增大了单机容量，经济性能得到了改善和提高。由于设计理念的不同，AP1000和EPR两种堆型的堆芯核设计也存在较大差异。

1 总体参数

AP1000核电站和EPR核电站的设计特点和总体参数的比较见表1。AP1000和EPR这两种三代堆型的设计寿命均为60年，增加了安全性能，延长了使用年限。AP1000的电功率为1000MW，EPR的单价容量较大，达到1750MW，提高了核电站的经济性。AP1000和EPR核电站堆芯活性段高度为426cm左右，不同于一般M310堆型的366cm。AP1000堆芯燃料组件为157盒，EPR堆芯组件数为241盒，这是由于EPR的设计的功率较大，堆芯燃料组件数目增多，堆芯等效直径也相应增大。EPR的平均线功率密度略小于AP1000。

2 燃料组件

2.1 AP1000燃料组件

AP1000燃料组件是基于RFA-2组件和RFA-2(XL)组件改进而成的。RFA-2燃料组件的活性区长度为12英尺，在靠近顶部的中间格架之间设置了三层搅混格架。RFA-2(XL)组件的活性区长度为14英尺，未设置搅混格架。AP1000燃料组件采用14英尺的活性区长度，在高热流密度区域，增设4层搅混格架。并对燃料组件加以改进，包括抬高了活性区，降低堆芯下板注量，延长RV寿命；降低管座高度，降低压降；燃料棒增加下气腔设计；增大燃料棒与上管座之间间隙，提供更多燃料棒生长空间等。……