?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

Совсем недавно у нас была новость про новейшего корейца APR-1400, а на atominfo.ru в этот же момент написали про презентацию прямого конкурента корейцев - китайский CAP-1400. Попробуем сравнить! Самое интересное в этих проектах, пожалуй их корни. Ведь APR-1400 - это эволюционное развитие проекта System 80+ знаменитейшего разработчика реакторов американской Combustion Engineering, а CAP-1400 - прямой наследник проекта AP-600/1000, главного конкурента "комбустов" фирмы Westinghouse. Так вот неожиданно возрождается прошлое сражение двух американских атомных гигантов, ну просто прелесть :) Далее - текст взят тут, с моими сокращениями и комментариям.

Реактор CAP-1400 - один из двух проектов легководных реакторов III поколения, разрабатываемых в Китае. В ходе 59-ой сессии генеральной конференции МАГАТЭ, прошедшей в сентябре 2015 года, китайская делегация провела семинар с участием представителей компании SNPTC (входит в группу компаний SPIC), посвящённый реактору CAP-1400. С большим докладом перед собравшимися выступил главный конструктор CAP-1400 Zheng Mingguang. Среди участников семинара можно было видеть представителей государств, которые могут выступать потенциальными покупателями данного реактора, а также специалистов из западных стран с развитой атомной энергетикой. В семинаре приняли участие корреспонденты AtomInfo.Ru и AtomInfo.Bg. Краткое описание реактора CAP-1400, известное по предыдущим китайским презентациям, можно посмотреть по этой ссылке.



Оригинал китайской разработки - американский AP1000, 6 блоков этого типа сейчас строятся в Китае.

Будущий бренд

Проект CAP-1400 разрабатывается при поддержке китайского правительства как приоритетный национальный проект, находящийся в интеллектуальной собственности Китая и призванный в будущем стать мировым брендом (to be a world brand). Проект базируется на философии пассивной безопасности и технологии AP-1000, однако должен обеспечить лучшие, чем у предшественников, показатели по безопасности, экономике и экологии. CAP-1400, по словам разработчиков, соответствует стандартам МАГАТЭ, китайским национальным нормам и стандартам, а также требованиям NRC, ASME и других организаций. Широкое использование в проекте пассивных систем обеспечивает меньшее по сравнению с конкурентами количество оборудования и позволяет сократить масштабы строительства.

Для сравнения, в китайских проектах поколения II+ на киловатт установленной мощности уходило примерно 0,21 м2, в проекте AP-1000 - 0,19 м2, а в проекте CAP-1400 - только 0,17 м2. В проекте CAP-1400 предусмотрено всего пять основных зданий, что позволяет минимизировать требования по площади для энергоблока. Также в рамках принципа упрощения проекта было уменьшено количество сварных швов на основном оборудовании.

Требования по степени локализации проекта CAP-1400, установленные китайским правительством - не менее 85%. По утверждению доктора Zheng, в настоящее время доля китайского участия в проекте оценивается как 91%, что оставляет разработчикам свободное место для манёвра. По стоимости блоков с CAP-1400 китайские представители дали следующую оценку - для первых двух блоков она составит 3000 долларов за кВт с перспективой снижения для последующих блоков (чем вызвали бурное оживление и смех в зале).


Основные параметры и системы

Тепловая мощность CAP-1400 составляет 4040 МВт (или 4058 МВт), электрическая мощность - порядка 1500 МВт(эл.). Средняя температура теплоносителя - 304°C, давление в первом контуре - 15,5 МПа. [очень близко к параметрам ARP-1400] Активная зона реактора собирается из 193 кассет. [в отличии от APR-1400 здесь используются кассеты бОльшего размера, а значит перегрузка длиться меньше времени]


Корпус реактора CAP-1400

Топливный цикл - 18 месяцев. При частичных перегрузках используются схемы с минимизацией утечки нейтронов. Контроль за состоянием активной зоны осуществляется с использованием стратегии "Mechanical Shim" (MSHIM), дающей возможность блоку работать в режиме слежения за нагрузкой без изменения концентрации борной кислоты. [Очень важная фишка и преимущество перед ARP-1400] Имеется возможность работы с MOX-топливом (до 50% загрузки активной зоны), для чего были внесены изменения в проект СУЗ - число приводов увеличено с 81 до 89. [89 кластеров поглощающих стержней, расположенных в разных ТВС]

Активная зона CAP-1400 и ТВС.

Внутрикорпусные устройства CAP-1400 были оптимизированы с целью повысить запасы для внешнего охлаждения корпуса при тяжёлой аварии [речь идет о спорной стратегии удержания расплавленной активной зоне внутри корпуса реактора путем его наружнего охлаждения вместо установления под корпусом ловушки для расплава. Первая стратегия характерна для американских и азиатских разработчиков, вторая - для Росатома и Areva. Эксперементы показывают, что удерживать расплав с энерговыделением десятки мегаватт внутри корпуса без его разрушения почти невозможно]. Для этого, по словам разработчиков, им пришлось увеличить толщину металлических частей. Кроме того, китайские конструктора убрали в CAP-1400 все отверстия в нижней части корпуса, сконцентрировав их в верхней части, и отказались от использования болтовых соединений, подверженных явлению IASCC, в пользу сварных соединений. [Явление IASCC (Irradiation Assisted Stress Corrosion Cracking) - коррозионное растрескивание под напряжением и под воздействием облучения]



Сборка CAP-1400. Кстати, описанные фишки характерны и для ВВЭР-1200


Парогенератор в проекте CAP-1400 собственной разработки (SNP-140). Количество теплообменных трубок - 12606, допустимый предел глушения трубок - 10%. Площадь теплопередающей поверхности - 14666 м2. [Парогенератор весьма схож с ПГ корейского реактора. И к сожалению почти в два раза мощнее отечественного горизонтального парогенератора, 4 штуки которых устанавливается совместно с реактором ВВЭР-1200. В этом преимущество новых азиатских машин]


Парогенератор.



Двухпетлевая сборка - реактор, 2 ПГ, компенсатор давления и 4 хитроустановленных прямо под ПГ главных циркуляционных насоса (ГЦН).


 Кстати, найдите 10 отличий от AP1000

Проект CAP-1400 предусматривает возможность использования двух типов ГЦН - экранированного (canned motor pump) или wet winding pump, хотя для последнего варианта выставляются более высокие требования по контролю за водно-химическим режимом теплоносителя [В силу того, что насосы тут оказываются перевернутыми по сравнению со всеми остальными реакторами мира, вода спокойно может затекать в электрическую часть. Соотвественно ротор либо размещен в изолирующей оболочке, либо выполнен так, что может работать в смоченом состоянии. Это более высокотехнологичное и спорное решение, чем у корейцев, но с бОльшим КПД]


Главный цикуляционный насос CAP-1400, американско-германской разработки.


В проекте CAP-1400 широко используется принцип модульности. Общее количество модулей - 138, из них на реакторное здание приходится 77 модулей. [Речь идет о кусках зданий, которые собраны на площадке параллельно, установлены одним куском и предварительно уже насыщены оборудованием - т.е. часть оборудования появляется на станции уже в ппроцессе строительства, а не по его окончанию. Если подобное и есть в ARP-1400, то в гораздо более малом масштабе]


Системы безопастности CAP-1400:



IRWST - In-containment refuelling water storage tank - большой бак с водой на крыше которая пассивно охлаждает (стекая вниз) заглушенный реактор, ADS - automatic depressurisation system - система постепенного снятия давления с остановленного реактора, CMT - core makeup tanks - аналог IRWST однако работает с горячим реактором под большим давлением,



Система дожигания водорода, такая же есть и на ARP-1400. А вот рассчетная надежность китайского реактора в 10 раз выше надежности корейского (что скорее обуславливается 10 летней разницей в сроках начала проектирования - разные требования к рассчетной надежности)

Текущее состояние проекта и первый блок

За период с 2007 года по август 2015 года разработчики CAP-1400 прошли большинство основных этапов подготовки проекта. По состоянию на август 2015 года, был готов на 80% технорабочий проект(detailed design), имеющаяся документация покрывает первые 12 месяцев строительства с момента заливки первого бетона. Два первых блока с реакторами CAP-1400 будут построены на площадке Shidaowan в провинции Шаньдун. Реакторные здания блоков будут находиться на скальном основании/ На площадке ведутся подготовительные работы и работы по сооружению турбинного острова. Для начала работ по строительству ядерного острова китайские атомщики ожидают разрешения от соответствующих государственных органов. По словам китайских представителей на семинаре в МАГАТЭ, последним препятствием, мешающим получению разрешения, остаётся вопрос о ГЦН AP-1000. [Эти насосы потерпели несколько аварий на стендовых испытаниях и последние 2 года их переделка сильно держит строительство блоков AP-1000 в Китае] Стоит добавить, что программа испытаний и приёмки данных насосов завершилась 28 октября 2015 года. [А корейский конкурент уже построен - фактически он на 6-8 лет опережает китайцев]





Для производства оборудования для блоков с CAP-1400 сформирована сеть поставщиков, включающая в себя 105 китайских компаний, 23 зарубежных компании и 9 совместных предприятий. Оборудование с длительным циклом изготовления для первого блока уже законтрактовано. По основному оборудованию практически по всем позициям выбраны по два возможных поставщика, а по некоторым позициям - вплоть до пяти поставщиков. Узких мест по производству оборудования китайские атомщики не предвидят.








Интересная особенность AP-1000 и CAP-1400 - использование гигантских пироклапанов в аварийных ситуациях


Двумя первыми блоками с CAP-1400 китайские атомщики не намерены ограничиваться. В настоящее время компания SNPTC ведёт подготовку к сооружению второй серии блоков с этими реакторами, для которых рассматривается пять кандидатных площадок.




Резюмируя, можно сказать, что китайцы с CAP-1400 выкатывают весьма грозного конкурента всем остальным производителям, включая корейцев. Если они смогут реализовать достаточную надежность и удержать цену своего изделия, то через несколько лет начнут выигрывать тендеры на АЭС по всему миру.

Comments

( 9 comments — Leave a comment )
alaey
Nov. 15th, 2015 11:21 am (UTC)
А чем обусловлена меньшая мощность отечественных парогенераторов. Производство недотягивает? Транспорт ограничивает? Или так просто надежней?

Была еще, вроде, проблема с турбинами: на блоки мощностью 1 ГВт ставили две по 500 МВт, потому что не получалось сделать одну большую. Ее решили?
tnenergy
Nov. 15th, 2015 11:31 am (UTC)
>А чем обусловлена меньшая мощность отечественных парогенераторов. Производство недотягивает? Транспорт ограничивает? Или так просто надежней?

Ну, у нас приняты горизонтальные парогенераторы. Их габарит сложно увеличивать по транспортным ограничениям и по компоновочным соображениям в герметичном отделении реактора. С другой стороны они технологически вроде чуть проще вертикальных и чуть более надежны. При этом чуть более тяжелы на мегаватт мощности (+15%).

>Была еще, вроде, проблема с турбинами: на блоки мощностью 1 ГВт ставили две по 500 МВт, потому что не получалось сделать одну большую. Ее решили?

Еще в 80х годах. Сейчас начинается новый цикл - быстроходную турбину нельзя сделать мощностью больше 1200-1300 мегаватт, т.к. материал не выдерживает. Нужно переходить на тихоходные (1500 об/мин). Впрочем Силмаш вроде сделал тихоходную турбину на 1200 мегаватт, а то приходилось ходить на поклон в Харьковский "Турбоатом", который был производителем тихоходок в СССР.
alaey
Nov. 15th, 2015 11:47 am (UTC)
Понятно. Наши не собираются на вертикальные переходить?
tnenergy
Nov. 15th, 2015 11:54 am (UTC)
Нет, не собираются. Вот картинка ввэр-1500 http://www.gidropress.podolsk.ru/images/illustration/wwer1500_big.jpg, как раз потенциального конкурента CAP-1400, ARP-1400. Видно невооруженным взглядом, что петли реактора более металлоемки, чем у азиатов.
alaey
Nov. 15th, 2015 12:03 pm (UTC)
То есть, мы выигрываем на этапе производства ПГ, но проигрываем на этапе строительства блока. Причем и по времени и по цене
tnenergy
Nov. 15th, 2015 12:17 pm (UTC)
Да, конкуренты не стоят на месте. Последние пару лет по этому поводу в российском атомном сообществе идет дискуссия.
alaey
Nov. 15th, 2015 12:25 pm (UTC)
Понятно. Спасибо)
Дмитрий Воробьев
Jan. 8th, 2016 06:53 am (UTC)
=== число стержней увеличено с 81 до 89. [89 штук на каждую ТВС, управляемых единым образом] ===

Может здесь имелось ввиду количество кластеров ПС на всю зону? А то столько стержней на одну касету как то подозрительно выглядит.
tnenergy
Jan. 8th, 2016 07:55 am (UTC)
Это вообще количество приводов СУЗ. Странно, что я написал такую ересь О_о, поправил.
( 9 comments — Leave a comment )

Profile

tnenergy
Ядерная энергия

Latest Month

November 2017
S M T W T F S
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
2627282930  
Powered by LiveJournal.com