臺灣 建造中的龍門核能發電廠 即採用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 ;也译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 。目前由通用电气 (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 。
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。
根據進步型沸水式反應爐的基礎設計,其輸出功率為 1350 MWe (3926 MWth )。
認證與運轉許可
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
進步型沸水式反應爐的壓力容器 1: 爐心 2: 控制棒 3: 內部循環泵 4: 通往蒸汽渦輪的蒸氣管線 5: 爐心冷卻水源
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
相關條目
參考資料
外部連結