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核能科普知識
EPR是法馬通和西門子聯合開發的反應堆。2001年1月，法馬通公司與西門子核電部合并，組成法馬通先進核能公司（Framatome ANP，AREVA集團的子公司）。法國電力公司和德國各主要電力公司參加了項目的設計。法德兩國核安全當局協調了EPR的核安全標準，統一了技術規范。新一代核反應堆EPR已經完成了技術開發層面的工作，現已進入建設階段。
一、EPR實現了三大目標：
1、滿足了歐洲電力公司在“歐洲用戶要求文件”中提出的全部要求。
2、達到了法國核安全局對未來壓水堆核電站提出的核安全標準。
3、提高核電的經濟競爭力，EPR的發電成本將比N4系列低10%。
二、EPR的主要特征
1、EPR是目前國際上最新型反應堆（法國N4和德國近期建設的Konvoi 反應堆）的基礎上開發的，吸取了核電站運行三十多年的經驗。
2、 EPR是漸進型、而不是革命型的產品，保持了技術的連續性，沒有技術斷代問題。EPR采納了法國原子能委員會和德國核能研發機構的技術創新成果。
3、EPR是新一代反應堆，具有更高的經濟和技術性能：降低發電成本，充分利用核燃料（UO2或MOX），減少長壽廢物的產量，運行更加靈活，檢修更加便利，大量降低運行和檢修人員的放射性劑量。
4、EPR屬壓水堆技術。法國在運行的核電站都是壓水堆。目前，全球共有440臺在運行的核電機組，其中209臺是壓水堆。壓水堆是上國際上使用最廣泛的堆型。
5、EPR可使用各類壓水堆燃料：低富集鈾燃料（5%）、循環復用的燃料（源于后處理的再富集鈾，或源于后處理的钚鈾氧化物燃料MOX）。EPR堆芯可全部使用MOX燃料裝料。這樣，一方面可實現穩定乃至減少钚存量的目標，同時也可降低廢物的產量；
6、EPR的電功率約為1600兆瓦。具有大規模電網的地區適于建設這種大容量機組。另外，人口密度大、場址少的地區也適于采用大容量機組。未來20年，半數以上的新核電站將建在這類地區。
7、EPR的技術壽期為60年，目前在運行的反應堆的技術壽期為40年。由于設備方面的改進，EPR運行40年無需更換重型設備。
三、經濟性能更高
EPR的發電成本將更低，比N4系列反應堆低10%。主要優化措施是：
1、 EPR的功率（約1600兆瓦）比近期建設的反應堆功率（約1450兆瓦）更高。
2、建設周期更短：從建造至商業運行計劃用57個月。
3、能量效益提高到36%，這是輕水反應堆最好的指標。
4、EPR技術壽期將達到60年。
5、提高燃料的利用率。在發電量相同的條件下，EPR將減少使用15%的鈾，廢物產量因此降低。同樣，也降低了核燃料循環（從鈾濃縮到后處理等各個環節）的費用。
6、EPR降低了運行費：
由于提高了人機接口的質量和主控室的功效，操作簡化，通過運行支持系統，提升自動化水平，減少了人工干預；
設備布局更合理，便于進入工作區，簡化了檢修，縮短了工期；可進行不停運的標準化保養維修；
停堆換料期減至16天；反應堆壽期內可利用率可達到91%，法國在役反應堆的平均使用率為82%。
7、EPR的發電成本將降至30歐元/MWh，比主要競爭對手—天然氣低20%。發電成本包括各種外部費用：研發費、乏燃料后處理費、廢物處置費、設施退役費。與之相比，化石能源發電成本不含外部費用。
主要性能 單 位 EPR N4
熱功率 MW 4250/4500 4250
電功率 MW 1500-1600 1450
效 率 % 36 34
一回路數 4 4
燃料組件數 241 205
燃 耗 GWj/t ＞60 45
二回路壓力 bar 78 71
抗震安全度 g 0.25 0.15
技術壽期 年 60 40
四、更高的安全性
EPR滿足法德兩國核安全當局提出的“加強防范可能損壞堆芯的事件，緩解堆芯熔化的放射性影響”兩方面的要求，具有更高的安全性。
1. 加強防范損壞堆芯的事件
通過設計簡單化、功能多樣化和冗余系統確保安全功能。自動化水平更加先進；EPR配置四個同樣的安全系統，具有非正常狀態下冷卻堆芯的功能。每個系統都能完全獨立發揮其安全功效。這四個系統分別設在四個廠房，實行嚴格的分區實體保護。因內部事件（水災、火災等）或外部事件（地震）造成某一系統失靈時，另一系統代替有故障系統行使安全職能，實現反應堆安全停堆。這些結構性的安全系統將把在役壓水堆極低的堆芯破損概率再降低一個10次方。
2. 安全殼具有非常高的密封性
如果萬一發生堆芯損壞事件，將對居民和環境采取防御性保護措施，使他們不受影響。
EPR的密封水平是國際上唯一的，反應堆廠房非常牢固，混凝土底座厚達6米，安全殼為雙層，內殼為預應力混凝土結構，外殼鋼筋混凝土結構，厚度都是1.3米。2.6米厚的安全殼可抵御墜機等外部侵襲。
即使發生概率極低的熔堆事故，壓力殼被熔穿，熔化的堆芯逸出壓力殼，熔融物仍封隔在專門的區域內冷卻。這一專門區域的內壁使用了耐特高溫保護材料，能夠保證混凝底板的密封性能。EPR的熔堆事故影響嚴格限制在反應堆安全殼內，核電站周邊的居民、土壤和含水層都受到保護。
3. 降低運行和檢修人員的輻照劑量
EPR運行和檢修人員的輻射防護工作將進一步加強：集體劑量目標確定為0.4人希弗特/堆年，與目前經濟合作與發展組織國家核電站的平均劑量（1人希弗特/堆年）相比，將降低一倍以上。
目前法國核電站檢修人員的人希弗特集體劑量水平約合人均劑量5毫希弗特/年（5mSv）。換言之，法國核電站工作人員的平均劑量等同于法國天然放射性當量。
五、EPR更加環保
核電的優勢是不排放二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、粉塵及其他溫室效應氣體，EPR在可持續發展方面取得了重要的進展：
EPR的堆芯設計有利于提高燃料的利用率，減少鈾的使用量，降低钚和長壽命廢物的產量；有利于控制和降低钚的儲量；由于EPR的技術壽期將達到60年，在生產同等電力的情況下，EPR退役后的最終廢物數量將減少；利用核能有利于儲備本世紀中葉將逐漸枯竭的化石燃料。
六、EPR的發展前景
成為法國核電站更新換代的保證
目前，法國核反應堆的平均技術壽期為40年。核電站運行有嚴格的規定，定期進行檢查。十年安排一次全面大修，每臺機組必須得到運行許可證方可繼續運行十年。
2020年，法國最造建設的14臺機組將達到40年以上的壽期。2025年，其他34臺機組也將達到40年以上的壽期（裝機容量為31000兆瓦，約占法國核電總裝機容量的50%）。據預測，未來核安全方面的要求會更加嚴格，在役老機組的檢修費會更高。
最近幾年，法國電力需求每年以1.6%的速度增長（法國工業部能源與原材料總局提供的數據），根據預測，2020年國內電力需求比現在將增加33%，約1400億千瓦時（140TWh）。必須通過新增18000兆瓦裝機容量，機組可使用率達到90%時，法國才能滿足這種需求。僅僅依靠可再生能源和節能是無法滿足法國電力需求的。考慮到節能措施，預計2000年至2030年歐洲電力需求平均每年增長1.4%。由于許多電廠這一時期將接近壽期，必須新建600000兆瓦裝機容量，才能實現增加330000兆瓦裝機容量的目標。
2004年6月，法國政府宣布，核電將在國家能源結構中占有重要的比例。2004年10月21日，法國電力公司決定在FLAMAN-VILLE建設EPR系列首臺機組。計劃2007年開工，工期預計五年。
通過建設EPR，法國將繼續保持世界一流的核電技術實力。通過與外國電力運營商合作，繼續優化法國和國外核電站的運行。
七、 出口現狀及前景
芬蘭市場
2003年12月18日，由AREVA、西門子和芬蘭電力公司（TVO）組成的奧爾基盧奧托3聯隊（Consortium OLKILUOTO 3）簽署了一臺歐洲壓水堆（EPR）機組供貨合同。這是一項交鑰匙工程，計劃2009年投入商業運行。
根據合同，AREVA負責核島設備、首爐燃料和一臺ERP模擬機的供貨，還負責部分土木工程、連接廠房和廢物廠房的建設。西門子PG全面負責常規島的建設，包括機電設備、汽輪機保護和調節系統的工程、設計、采購和供應，土木工程，安裝和運行。
中國市場
2004年6月11日，AREVA與中國核工業集團公司和中國廣東核電集團公司分別簽署了合作意向書，為秦山二期擴建項目和嶺澳二期項目提供技術服務和咨詢。
此外，中國決定通過國際招標引進第三代技術，2004年9月28日，浙江三門和廣東陽江四臺機組核島建設及技術轉讓招標書發標。2005年2月28日，AREVA入圍中國這兩個核電國產化依托項目的競標行列。
美國市場
根據美國政府重新啟動核能規劃《核能2010》，EPR符合美國市場的要求。美國核電站選址批準程序需要很長時間，如小功率核電機組運營商選用大功率、供電能力強的EPR，申報廠址的工作效率將提高。另外，火電廠更新也可選擇EPR。
結 論
EPR是目前唯一在建的第三代反應堆。EPR是漸進型反應堆，與最近建設的核電機組沒有技術斷代，是最新一代的壓水反應堆。
EPR可提供安全、低價、無溫室氣體排放的電源，符合核安全當局的規定，滿足電力公司的要求。（丁順明 古新萍據《法國ENERPRESSE》第8686期編譯）
一、EPR實現了三大目標：
1、滿足了歐洲電力公司在“歐洲用戶要求文件”中提出的全部要求。
2、達到了法國核安全局對未來壓水堆核電站提出的核安全標準。
3、提高核電的經濟競爭力，EPR的發電成本將比N4系列低10%。
二、EPR的主要特征
1、EPR是目前國際上最新型反應堆（法國N4和德國近期建設的Konvoi 反應堆）的基礎上開發的，吸取了核電站運行三十多年的經驗。
2、 EPR是漸進型、而不是革命型的產品，保持了技術的連續性，沒有技術斷代問題。EPR采納了法國原子能委員會和德國核能研發機構的技術創新成果。
3、EPR是新一代反應堆，具有更高的經濟和技術性能：降低發電成本，充分利用核燃料（UO2或MOX），減少長壽廢物的產量，運行更加靈活，檢修更加便利，大量降低運行和檢修人員的放射性劑量。
4、EPR屬壓水堆技術。法國在運行的核電站都是壓水堆。目前，全球共有440臺在運行的核電機組，其中209臺是壓水堆。壓水堆是上國際上使用最廣泛的堆型。
5、EPR可使用各類壓水堆燃料：低富集鈾燃料（5%）、循環復用的燃料（源于后處理的再富集鈾，或源于后處理的钚鈾氧化物燃料MOX）。EPR堆芯可全部使用MOX燃料裝料。這樣，一方面可實現穩定乃至減少钚存量的目標，同時也可降低廢物的產量；
6、EPR的電功率約為1600兆瓦。具有大規模電網的地區適于建設這種大容量機組。另外，人口密度大、場址少的地區也適于采用大容量機組。未來20年，半數以上的新核電站將建在這類地區。
7、EPR的技術壽期為60年，目前在運行的反應堆的技術壽期為40年。由于設備方面的改進，EPR運行40年無需更換重型設備。
三、經濟性能更高
EPR的發電成本將更低，比N4系列反應堆低10%。主要優化措施是：
1、 EPR的功率（約1600兆瓦）比近期建設的反應堆功率（約1450兆瓦）更高。
2、建設周期更短：從建造至商業運行計劃用57個月。
3、能量效益提高到36%，這是輕水反應堆最好的指標。
4、EPR技術壽期將達到60年。
5、提高燃料的利用率。在發電量相同的條件下，EPR將減少使用15%的鈾，廢物產量因此降低。同樣，也降低了核燃料循環（從鈾濃縮到后處理等各個環節）的費用。
6、EPR降低了運行費：
由于提高了人機接口的質量和主控室的功效，操作簡化，通過運行支持系統，提升自動化水平，減少了人工干預；
設備布局更合理，便于進入工作區，簡化了檢修，縮短了工期；可進行不停運的標準化保養維修；
停堆換料期減至16天；反應堆壽期內可利用率可達到91%，法國在役反應堆的平均使用率為82%。
7、EPR的發電成本將降至30歐元/MWh，比主要競爭對手—天然氣低20%。發電成本包括各種外部費用：研發費、乏燃料后處理費、廢物處置費、設施退役費。與之相比，化石能源發電成本不含外部費用。
主要性能 單 位 EPR N4
熱功率 MW 4250/4500 4250
電功率 MW 1500-1600 1450
效 率 % 36 34
一回路數 4 4
燃料組件數 241 205
燃 耗 GWj/t ＞60 45
二回路壓力 bar 78 71
抗震安全度 g 0.25 0.15
技術壽期 年 60 40
四、更高的安全性
EPR滿足法德兩國核安全當局提出的“加強防范可能損壞堆芯的事件，緩解堆芯熔化的放射性影響”兩方面的要求，具有更高的安全性。
1. 加強防范損壞堆芯的事件
通過設計簡單化、功能多樣化和冗余系統確保安全功能。自動化水平更加先進；EPR配置四個同樣的安全系統，具有非正常狀態下冷卻堆芯的功能。每個系統都能完全獨立發揮其安全功效。這四個系統分別設在四個廠房，實行嚴格的分區實體保護。因內部事件（水災、火災等）或外部事件（地震）造成某一系統失靈時，另一系統代替有故障系統行使安全職能，實現反應堆安全停堆。這些結構性的安全系統將把在役壓水堆極低的堆芯破損概率再降低一個10次方。
2. 安全殼具有非常高的密封性
如果萬一發生堆芯損壞事件，將對居民和環境采取防御性保護措施，使他們不受影響。
EPR的密封水平是國際上唯一的，反應堆廠房非常牢固，混凝土底座厚達6米，安全殼為雙層，內殼為預應力混凝土結構，外殼鋼筋混凝土結構，厚度都是1.3米。2.6米厚的安全殼可抵御墜機等外部侵襲。
即使發生概率極低的熔堆事故，壓力殼被熔穿，熔化的堆芯逸出壓力殼，熔融物仍封隔在專門的區域內冷卻。這一專門區域的內壁使用了耐特高溫保護材料，能夠保證混凝底板的密封性能。EPR的熔堆事故影響嚴格限制在反應堆安全殼內，核電站周邊的居民、土壤和含水層都受到保護。
3. 降低運行和檢修人員的輻照劑量
EPR運行和檢修人員的輻射防護工作將進一步加強：集體劑量目標確定為0.4人希弗特/堆年，與目前經濟合作與發展組織國家核電站的平均劑量（1人希弗特/堆年）相比，將降低一倍以上。
目前法國核電站檢修人員的人希弗特集體劑量水平約合人均劑量5毫希弗特/年（5mSv）。換言之，法國核電站工作人員的平均劑量等同于法國天然放射性當量。
五、EPR更加環保
核電的優勢是不排放二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、粉塵及其他溫室效應氣體，EPR在可持續發展方面取得了重要的進展：
EPR的堆芯設計有利于提高燃料的利用率，減少鈾的使用量，降低钚和長壽命廢物的產量；有利于控制和降低钚的儲量；由于EPR的技術壽期將達到60年，在生產同等電力的情況下，EPR退役后的最終廢物數量將減少；利用核能有利于儲備本世紀中葉將逐漸枯竭的化石燃料。
六、EPR的發展前景
成為法國核電站更新換代的保證
目前，法國核反應堆的平均技術壽期為40年。核電站運行有嚴格的規定，定期進行檢查。十年安排一次全面大修，每臺機組必須得到運行許可證方可繼續運行十年。
2020年，法國最造建設的14臺機組將達到40年以上的壽期。2025年，其他34臺機組也將達到40年以上的壽期（裝機容量為31000兆瓦，約占法國核電總裝機容量的50%）。據預測，未來核安全方面的要求會更加嚴格，在役老機組的檢修費會更高。
最近幾年，法國電力需求每年以1.6%的速度增長（法國工業部能源與原材料總局提供的數據），根據預測，2020年國內電力需求比現在將增加33%，約1400億千瓦時（140TWh）。必須通過新增18000兆瓦裝機容量，機組可使用率達到90%時，法國才能滿足這種需求。僅僅依靠可再生能源和節能是無法滿足法國電力需求的。考慮到節能措施，預計2000年至2030年歐洲電力需求平均每年增長1.4%。由于許多電廠這一時期將接近壽期，必須新建600000兆瓦裝機容量，才能實現增加330000兆瓦裝機容量的目標。
2004年6月，法國政府宣布，核電將在國家能源結構中占有重要的比例。2004年10月21日，法國電力公司決定在FLAMAN-VILLE建設EPR系列首臺機組。計劃2007年開工，工期預計五年。
通過建設EPR，法國將繼續保持世界一流的核電技術實力。通過與外國電力運營商合作，繼續優化法國和國外核電站的運行。
七、 出口現狀及前景
芬蘭市場
2003年12月18日，由AREVA、西門子和芬蘭電力公司（TVO）組成的奧爾基盧奧托3聯隊（Consortium OLKILUOTO 3）簽署了一臺歐洲壓水堆（EPR）機組供貨合同。這是一項交鑰匙工程，計劃2009年投入商業運行。
根據合同，AREVA負責核島設備、首爐燃料和一臺ERP模擬機的供貨，還負責部分土木工程、連接廠房和廢物廠房的建設。西門子PG全面負責常規島的建設，包括機電設備、汽輪機保護和調節系統的工程、設計、采購和供應，土木工程，安裝和運行。
中國市場
2004年6月11日，AREVA與中國核工業集團公司和中國廣東核電集團公司分別簽署了合作意向書，為秦山二期擴建項目和嶺澳二期項目提供技術服務和咨詢。
此外，中國決定通過國際招標引進第三代技術，2004年9月28日，浙江三門和廣東陽江四臺機組核島建設及技術轉讓招標書發標。2005年2月28日，AREVA入圍中國這兩個核電國產化依托項目的競標行列。
美國市場
根據美國政府重新啟動核能規劃《核能2010》，EPR符合美國市場的要求。美國核電站選址批準程序需要很長時間，如小功率核電機組運營商選用大功率、供電能力強的EPR，申報廠址的工作效率將提高。另外，火電廠更新也可選擇EPR。
結 論
EPR是目前唯一在建的第三代反應堆。EPR是漸進型反應堆，與最近建設的核電機組沒有技術斷代，是最新一代的壓水反應堆。
EPR可提供安全、低價、無溫室氣體排放的電源，符合核安全當局的規定，滿足電力公司的要求。（丁順明 古新萍據《法國ENERPRESSE》第8686期編譯）
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