国际上主流三代压水堆介绍

1.VVER-反应堆中的战斗堆

水-水高能反应堆（VVER，俄文：Водо-водяной энергетический реактор，英文音译：Vodo-Vodyanoi Energetichesky Reactor; 英语：Water-Water Energetic Reactor）

加里宁核电站是离莫斯科最近的一座核电站，设在特维尔州（原先的加里宁州）北部的乌多姆利亚湖畔。现有100万KW的反应堆三座（净输出功率为95万KW），分别于1985、1987和2005年投入商业运行。另一座同样功率的反应堆将于2011年建成投产。这四座反应堆全部采用前苏联50年代由伊戈尔·库尔恰托夫领导的库尔恰托夫研究所研究开发的水-水高能反应堆（VVER，俄文：Водо-водяной энергетический реактор，英文音译：Vodo-Vodyanoi Energetichesky Reactor; 英语：Water-Water Energetic Reactor）属于压水冷却慢化反应堆范畴。

首座VVER反应堆于1964年在新沃罗涅日（俄语：Нововоро́неж）投入运行，现在1000MW的BMU VVER在俄罗斯及欧洲许多国家得到广泛应用，合计有54座此类反应堆在使用中，功率在440MW – 1200MW范围内。使用该类型反应堆的国家有：俄罗斯、保加利亚、芬兰、中国（田湾核电站）、捷克、德国（原东德部分）、印度、亚美尼亚、伊朗、匈牙利、斯洛伐克及乌克兰。因采用水-水双循环回路技术，被认为是一种安全性较好的核电技术。（日本福岛第一核电站采用的是单回路技术）。

VVER的蒸汽发生器是横放的

反应堆正常运行时是无法进入反应堆建筑物里的，只有停堆更换核燃料时，专业人员方能进入操作。更换核燃料的周期是3-4年。在应对熔堆事故上，VVER和EPR一样，都是选择堆底挖坑、捕集冷却熔融物的策略。

2.华龙一号/HPR1000

不管是中核版的华龙还是广核版的华龙，一回路都仍然是典型的三环路设计，就跟上面的图一样。一回路主要改进之处在于，堆芯设计由157燃料组件变177了。反应堆功率还是差不多1000MW，而燃料组件数变多了，压力容器也变大了，那么就减小了热功率密度，提高了安全裕度。此外，压力容器底部也没有二代反应堆的用于堆内探测的穿孔了，这减小了冷却剂泄露的风险。稳压器也变大了些，增加了调节一回路压力的裕度。

在主设备设计参数上，中核和广核的华龙有一些差别（例如稳压器尺寸），但大体还是很相似的，两个华龙最大的差别在于安全系统的设计。

华龙一号

中核华龙的安全系统（例如安注），只有两列；两列安注接到三个环路上。这个和典型的二代堆一样。广核的就不同了：每个环路都独立对应一个安全系统。

2017年年中能源局批准了中核、广核的“华龙一号融合方案“，反正在一回路方面是“一个华龙”，安全系统方面就“各自表述”了。

话说回来，不管融合不融合吧，华龙一号的设计是有后发优势的：融合了EPR的双层安全壳设计、VVER的二次侧非能动余热排出技术、AP1000的熔堆工况下堆内保留（In-Vessel Retention)技术。

3.EPR-1000/1600

EPR的安全理念是增加冗余度，做到极致，每个环路都有独立的安全系统，隔离的厂房；应急柴油机也是增加到惊人的6台（想想就知道成本得有多高…）。应对熔堆事故方面，EPR首创“堆底补集器”，就是一旦发生熔堆事故，EPR不相信压力容器能hold住熔融物（这和AP1000不同），于是在反应堆底部挖个大坑，让熔融物能扩散分布在坑里，再注水冷却。

EPR堆芯补集策略示意图

此外EPR的双层安全壳也是首创，可能是地表上最坚固的建筑之一，内层预应力混凝土厚1.3m，外层钢筋混凝土厚1.8m.

4.AP1000/CAP1000/CAP1400

AP1000的一回路就两环路，每个环路一个蒸汽发生器、两个主泵。

AP1000一回路

AP1000的主泵和别的反应堆不一样，其他反应堆用的是轴封泵，AP1000是屏蔽泵，也是个很有故事的泵。在安全系统方面，AP1000是革新性的设计，它不像EPR那样增加冗余的保护系统，而是减少系统数量，而且采用非能动设计，也就是安全功能的实现不依赖于电源（电网、柴油机都挂了反应堆仍然安全，72小时不需要干预）。主要的非能动系统就有余热排出系统（PRHR），安全壳冷却系统PCCS等。

AP1000是In-Vessel Retention (IVR) 方法的首创和践行者，华龙一号也是。美国人计算得出“通过水冷却压力容器外表面可以防止压力容器破损”的结论，而法国人和俄国人对此并不认同，因此EPR和VVER采取堆坑设计捕集器的方法。

我国第三代核电技术，大量引进了国外技术，美国、法国、加拿大，俄罗斯的技术都有引进，我国也有自己的设计三代核电技术，都建设有相关的核电发电站，基本是多条路走路，多重技术对比的意思（类似以前的高铁技术引进），四代核电技术，我国目前目标应该时彻底自主，但三代技术我国最初的设想之一，应该就是用AP1000作为初期主力。（因为单纯从理论和设计看，AP1000似乎非常完美。）后续国产化CAP1400作为同技术路线的大规模推广的主力，政府和专家以前很看好的就是AP1000这个技术路线，但目前来看AP1000的技术虽然不会放弃，但恐怕不会主推了。（目前正在建设的几个AP1000还会继续建设，而原计划后续建设AP1000可能都会被取消了。）相对三代核电，四代核电会非常关键，如果成功了，第四代核裂变电站产生的电力应该足够人类使用数百年。因此我国才在三代核电技术上投入巨资，试图建立良好的基础，为4代核电积累相关技术。相比四代核裂变电站，核聚变电站，目前真的看不准什么时候出成果。可能这3，5年忽然就突破了，也可能过了50年也没突破，未来能源安全不太可能压在核聚变电站上，可控核聚变突破的不可预测性太强了。

我国收购了美国西屋AP1000技术技术路线多年来一直难产，这次我国有放弃这个技术路线意思，我一直怀疑AP1000是不是美国早些年给我们中国挖的坑，到底美国自己都没建造过。并且AP1000的核心技术主泵技术控制在美国EMD公司手里，相关技术也没转让给我国，而美国EMD多次提供给我国的主泵都出现了严重的质量问题，造成AP1000多年来难产，有点严重坑人的意思。从自主研发这点来说，没有主泵技术，AP1000的国产化难度会很高，让我国长期受制于美国，这次中俄协议看来政府已经对AP1000的美方供应商严重不信任了，对AP1000的建设进度严重不满，干脆的把本来给美国公司的订单都转给俄罗斯了。最后话说西屋我感觉就是个天坑，中国买了AP1000多年难产，支出严重超标，日本东芝买了西屋，因为西屋的巨额亏损，逼的东芝不得不财务造假，公司严重衰败。

最后采用跟AP1000同技术路线的国产的CAP1400，前途可能会暗淡许多，按AP1000的情况，CAP1400的主泵可能还是要靠美国，但AP1000这个功率相对小，技术难度相对低的主泵，美国都不能拿出稳定的产品，难度明显更高的CAP1400，美国能否稳定提供主泵，个人持较大质疑态度，再说美国佬的尿性，说翻脸就翻脸对它们产品供应稳定度，我觉得需要较大质疑。当然也有资料说，中国自主完成了CAP1400主泵的技术的研发，但这个说法个人比较质疑，因为如果完成了，目前技术难度更低的AP1000为什么还必须从美国进口主泵。