進步型沸水式反應爐
進步型沸水式反應爐(英語:Advanced Boiling Water Reactor,簡寫ABWR;也譯改良型沸水式反應爐),是一款符合第三代反應器規範的沸水反應爐。目前由通用電氣(GEH)和東芝合作生產。如同以往的沸水式反應爐,進步型沸水式反應爐經由核分裂反應加熱水蒸氣,產生的水蒸汽用以推動蒸汽渦輪,再帶動發電機組產生電力。
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1e/Lungmen.jpg/220px-Lungmen.jpg)
沸水式反應爐(BWR)是全世界應用數量第二多[1] 的輕水反應爐,由於使用直接循環的設計,可產生較使用間接循環的壓水反應爐(PWR)更多的蒸氣動力。進步型沸水式反應爐可謂沸水式反應爐設計的極致,而且是第三代反應器中,最早發展成熟,擁有從設計到建造等完整經驗的機型。第一部機組在日本建造、使用,在臺灣龍門核能發電廠也有機組正在建造中。美國也有部分電廠計劃採用進步型沸水式反應爐。
認證與運轉許可
編輯進步型沸水式反應器的最終設計版本於1997年通過美國核能管理委員會的認證,代表其在效能、運轉效率、輸出功率、安全性等各方面皆得到驗證[2]。 並於2013年獲得於英國的電廠興建計劃採用[3]。
設計概觀
編輯相較於過去的沸水式反應爐,主要的改進項目有:
- 裝設於反應器壓力槽底部的10具內循環泵,免除原本外置式循環泵,需要的龐大空間與複雜的管路設計,同時達到更好的運轉效能。
- 改善控制棒之控制機構設計,採用電子訊號搭配液壓系統控制,並且允許使用電動馬達微調控制燃料棒的位置。同時,具備可靠性與備份安全性,於需要緊急停機的狀況發生時,可於2.8秒內關閉反應爐。
- 使用全數位化的反應爐保護系統,可以全面監控機組運轉狀況,使安全系統的設計更為簡潔、明確。同時具備多重備份系統,確保在出現安全疑慮時能迅速執行緊急停止,並且減少因為錯誤訊息而產生誤動作的機率。
- 提供全數位化的控制系統,同時保留手動控制系統作為備份用。並且將安全保護相關系統的儀表、控制盤面分開,提供更可靠、有效率的操作界面。值得一提的是,此控制系統俱有自動執行啟動、關閉程序的能力,可以增加運轉效率、減少人為疏忽。當然這一切還是在操作人員的監視下進行,必要時也可改為手動控制。
- 在緊急爐心冷卻系統進行多方面的改進,提供非常高層次的事故、損害預防能力:
- 具備三組爐心緊急冷卻系統方案,且皆為可獨立運作的系統,確保於發生多重系統失效時,仍能快速冷卻爐心,避免發生爐心事故。
- 具有18個緊急卸壓閥,其中10個為自動控制的緊急卸壓閥。於異常事件發生,且有必要的情況下,可以快速降低爐心壓力,並搭配爐心注水系統,迅速冷卻爐心。
- 高壓爐心注水系統可以提高比以往更高的注水壓力。
- 除了三具高可靠性的備用內燃機驅動發電機外,再增加一具燃氣渦輪,即使在電廠全黑狀態(完全失去電力供應),仍然能提供備用電力。
- 即使在爐心高壓注水系統失效的情況下,仍然有一具蒸汽驅動的注水泵可用以冷卻爐心。同時,除了高可靠性的備用發電機外,尚有充足的備用電池,提供多重備援電力來源。
- 使用極厚的混凝土底座,能夠承受爐心熔毀時可能溢出的高熱物質,將可能的場外損害降至最低。
- 採用較前一代更加強化的圍阻體與壓力容器,從最內層爐心到外層圍阻體,共有多層特別設計的硬化層。經過特殊設計的蒸汽管道,有助於在發生意外時,讓反應爐產生的蒸汽更容易冷卻還原成液態水,減少容器內壓力過高的可能性。 此反應爐的設計可以在加速度達0.3G的地震中安全停機,且可承受風速大於每小時320英里的暴風襲擊。在地震較多的地區,可採用更加強化的基座設計,例如臺灣的龍門核能發電廠於設計上可承受任意方向加速度達0.4G的地震。
- 設計的壽命至少60年。經過簡化的設計也意味著,沒有昂貴的組件需要更換,進而降低總運營成本。
建置案
編輯電廠 | 反應爐數量 | 額定負載容量 | 位置 | 營運者 | 開始興建 | 完工(首次臨界) | 經費(美元) | 備註 |
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柏崎刈羽核電廠 第6、7號機 | 2 | 1356MW | 日本新潟縣柏崎市 | 東京電力 | 1992,1993 | 1996,1996 | 311大地震後停機進行檢察與補強工程,目前再啟動時間未定 | |
志賀核電廠第2號機 | 1 | 1358MW | 日本石川縣志賀町 | 北陸電力 | 2001 | 2005 | 311大地震後停機進行檢察,目前再啟動時間未定 | |
濱岡核電廠第5號機 | 1 | 1267MW | 日本靜岡縣御前崎市 | 中部電力 | 2000 | 2005 | 2011年5月14日,濱岡5號機因位處海嘯高風險區而被日本政府勒令停機,目前再啟動時間未定 | |
島根核電廠3號機 | 1 | 1373MW | 日本島根縣松江市 | Energia co. 中國電力 | 2007 | After 2011 | 2011年暫停建置 | |
龍門核能發電廠 | 2 | 1350MW | 中華民國新北市貢寮區 | 台灣電力公司 | 1999 | 未定 | $92億 | 一號機、二號機都已完工,但未裝填燃料之後封存 |
東通核電廠第1號機 | 3 | 1385MW | 日本青森縣下北郡東通村 | 東北電力、東京電力 | 2010 | 2017年 | 位於疑似活斷層危險區,繼續興建,已完工機組延後啟動,日本政府再做詳細地質調查,運轉時間未定 | |
大間核電廠 | 1 | 1383MW | 日本青森縣下北郡大間町 | J-Power 電源開發 | 2010 | 2014年 | 建設中,電源開發的首座核電廠,運轉時間未定 | |
南德州計畫 | 2 | 1358MW | 美國德州灣市 | NRG能源、東京電力、CPS能源 | $140億 | 2011年3月取消[4] |
相關條目
編輯參考資料
編輯- ^ 存档副本. [2013-03-11]. (原始內容存檔於2015-09-09).
- ^ Design Certification Information Page - ABWR. Design Certification Applications. Federal Government of the United States, U.S. Nuclear Regulatory Commission, Rockville, MD, USA. 2009-06-03 [2009-08-28]. (原始內容存檔於2021-03-01).
- ^ ABWR set for UK design assessment. Nuclear Engineering International. 16 January 2013 [26 January 2013].[失效連結]
- ^ NRG ends project to build new nuclear reactors. [2013-03-11]. (原始內容存檔於2016-04-09).