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HPR1000与VVER-1200技术产品竞争性分析

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2024年10月19日发(作者:植智志)

HPR1000与VVER-1200技术产品竞争性

分析

摘要:文章介绍了中国的HPR1000和俄罗斯的VVER-1200两种第三代核电堆

型的技术概况,重点从技术参数、安全设计、技术成熟性、标准体系及技术认证、

乏燃料管理等方面进行对比,分析两种机型在国际核电市场上竞争性,从技术产

品角度提出HPR1000在国际市场竞争的建议。

关键词:核电技术;HPR1000;VVER-1200;对比分析

1

当前国际核电市场竞争格局

第三代核电技术于20世纪90年代后期开始研发,通常以满足美国“用户要求文件

(URD)”或“欧洲用户要求(EUR)”作为衡量标准。目前,世界各国在建和计划建设的核电站

大都采用第三代核电技术。国际上较成熟的主流第三代核电技术主要包括俄罗斯VVER-1200、

美国AP1000、法国EPR

、中国HPR1000、韩国APR1400。这几种机型均有出口的海外项目,

主要核电供应商的竞争较为激烈。其中,俄罗斯三代核电技术成本较低、项目进度可控,加

上激进的竞争策略,占据了近70%的海外核电市场份额,是强有力的竞争对手。本文将着重

对比分析HPR1000技术和VVER-1200技术。

2 HPR1000

与VVER-1200概况

HPR1000是中国核工业集团与中国广核集团联合自主研发的具有完全自主知识产权的安

全、可靠、经济的三代百万千瓦级先进压水堆核电技术,技术方案采用“能动与非能动相结

合”的设计理念,结合福岛核事故后的安全改进,以及近年来核电发展及研究领域的成果,

满足IAEA以及中国最新的核安全法规要求及三代核电用户需求文件的指标要求。其示范工

程福清5&6号机组和海外出口机组巴基斯坦K2/K3号机组均已按期商运。

VVER-1200技术的V-491和V-392M两个型号的反应堆本体(包括核蒸汽供应系统等)

都是由Gidropress设计,对于反应堆以外的部分,V-491型是圣彼得堡原子能设计院基于

AES-91开发的,V-392M型是莫斯科原子能设计院基于AES-92设计的。2个型号的设计大体

相同。与VVER-1000相比,其经济性和安全性显著提高,压力容器和蒸汽发生器等主设备寿

命从30年延长到60年。

3 HPR1000与VVER-1200

3.1 技术参数

表1 主要技术参数对比

VVER-1200

技术参数

HPR1000

V-491

V-392M

环路数

3

4

4

额定电功率/MWe

1200

1198

1198

可利用率

≥90%

>90%

>90%

设计寿命/年

60

换料周期/月

18

燃料组件数

177

163

163

安全停堆地震/g

0.3

0.25

0.25

蒸汽发生器类型

立式

卧式

卧式

双层安全壳

抗商用大飞机撞击

堆芯熔化概率

1.70×10-7

<7.37×10−

7

<4.16×10−7

大量放射性释放概率

1.73×10-8

<3.71×10−

9

<1.77×10−8

堆芯熔融物处理措施

堆腔注水冷

却IVR

堆芯捕集器

堆芯捕集器

HPR1000和VVER-1200都属于第三代核电技术,相同点主要包括:60年的设计寿命、18

个月换料周期、双层安全壳、抗大飞机撞击、事故后不干预等,均体现了三代核电技术基本

要求。差异性主要体现在环路设计、蒸汽发生器类型、堆芯熔融物处理措施等方面。总体来

看,HPR1000和VVER-1200不存在颠覆性的差异。VVER-1200堆芯经济性略胜一筹,HPR1000

安全性表现优异。

3.2 技术成熟性

HPR1000全球首堆示范工程福清5&6号机组于2015年开工,相继于2021年和2022年

商运。HPR1000首个出口巴基斯坦项目K2/K3也已于2021年和2022年商运。国内另有10台

机组在建HPR1000机组。

VVER-1200在俄罗斯的首台机组新沃罗涅日第二核电厂1号机组于2017年商运,俄罗

斯境内现共有6台该机型在运/在建机组。此外,VVER-1200型压水堆也是ROSATOM对外主推

的核电机型,2013年,该堆型海外首堆在白俄罗斯开工建设,已于2020年11月并网发电。

3.3 标准体系及技术认证

俄罗斯的核电法规标准在吸收了不少国外经验,同时在结构、安全概念、技术术语、核

电系统设计和质量保证等方面有自己的特色,且在安全目标、安全分析、可靠性、单一故障

准则、多重性等方面要求更高

[1-3]

。中国国家能源局与国家标准化管理委员会于2009年联合

印发了《压水堆核电厂标准体系建设规划》,基本形成了覆盖核电项目全寿命周期的标准体

系框架

[4]

。自2016年,中核集团组织建设华龙一号型号标准,现已建立健全了一套涵盖核

电项目全生命周期的自主核电标准体系。

在技术认证方面,VVER型压水堆技术经历了60多年的研发和运营实践,AES-92是最早

完成欧洲核电用户要求认证(EUR)的机型之一。HPR1000目前通过了国际原子能机构通用反

应堆安全评估、EUR认证和英国通用设计审查(GDA),这也标志着华龙一号向欧洲市场前迈

出了极为关键的一步。

3.4 乏燃料处理

对于出口项目,俄罗斯是唯一提供核废料售后回收处置的国家,允许业主国将VVER

号机组废料送回俄罗斯进行深度处置,这是VVER技术在国际核电市场备受青睐的重要原因。

我国于2018年发布的《中华人民共和国原子能法(征求意见稿)》明确“国家禁止进口乏

燃料,但是出口核燃料产生的乏燃料经国家批准后可以返回中华人民共和国境内贮存或后处

理”。HPR1000乏燃料问题在未来国际市场竞争力中存在不确定因素,但不会是颠覆性影响。

4 结论

同样作为第三代核电技术的VVER-1200和HPR1000满足公众对核电厂在安全性、经济性

方面的更高要求,二者在在技术参数上无明显优劣之分。乏燃料回收处理政策是VVER机组

在海外市场的关键竞争力之一,我国在即将颁布的《原子能法》中对出口核电的乏燃料回收

政策也予以了考虑。

目前在运的HPR1000项目属于示范项目,在工程的设计、建造、工期和工程验证等方面

都有着“首堆效应”。随着设计、建造、运行等方面经验技术的不断成熟,其非能动性、简

化、工期较短和运行寿命较长等优势将会慢慢显现,经济性优势也将充分体现。综上分析,

对于HPR1000和VVER-1200海外市场同台竞技,建议从以下方面提高竞争力:充分利用“华

龙二号”研发契机,优化反应堆设计、简化系统配置,进一步提升单机组的经济性;通过加

强备品备件库存优化管理,推动建立海外项目备品备件联储平台;通过现代信息化技术、大

宗采购、全球供应链的合作等实现批量化生产和产业链协作,降低工程造价;积极布局国际

认证工作,推动技术标准国际化。推动英文标准体系建设,加强与美国ASME、法国AFCEN、

英国BSI等国外标准化组织的交流与合作并建立长期联系,通过标准对比分析、标准互认和

人员培训等方式提升我国核电标准的国际认可度和影响力。

参考文献:

[1]刘芳. 核电领域国际法和国内法问题研究[D]. 华北电力大学(北京).

[2]刘建. 俄罗斯核能发展战略研究[D]. 2017.

[3]熊文斌 朱杰 王韶伟 李虎伟. 俄罗斯核电安全监管体系及启示[J]. 辐

射防护通讯, 2012(4):23-28.

[4]董瑞林 梁雪元 邓瑞源. 加强标准化建设,推动核电"走出去"[J]. 核标

准计量与质量, 2017(1):2-3.

2024年10月19日发(作者:植智志)

HPR1000与VVER-1200技术产品竞争性

分析

摘要:文章介绍了中国的HPR1000和俄罗斯的VVER-1200两种第三代核电堆

型的技术概况,重点从技术参数、安全设计、技术成熟性、标准体系及技术认证、

乏燃料管理等方面进行对比,分析两种机型在国际核电市场上竞争性,从技术产

品角度提出HPR1000在国际市场竞争的建议。

关键词:核电技术;HPR1000;VVER-1200;对比分析

1

当前国际核电市场竞争格局

第三代核电技术于20世纪90年代后期开始研发,通常以满足美国“用户要求文件

(URD)”或“欧洲用户要求(EUR)”作为衡量标准。目前,世界各国在建和计划建设的核电站

大都采用第三代核电技术。国际上较成熟的主流第三代核电技术主要包括俄罗斯VVER-1200、

美国AP1000、法国EPR

、中国HPR1000、韩国APR1400。这几种机型均有出口的海外项目,

主要核电供应商的竞争较为激烈。其中,俄罗斯三代核电技术成本较低、项目进度可控,加

上激进的竞争策略,占据了近70%的海外核电市场份额,是强有力的竞争对手。本文将着重

对比分析HPR1000技术和VVER-1200技术。

2 HPR1000

与VVER-1200概况

HPR1000是中国核工业集团与中国广核集团联合自主研发的具有完全自主知识产权的安

全、可靠、经济的三代百万千瓦级先进压水堆核电技术,技术方案采用“能动与非能动相结

合”的设计理念,结合福岛核事故后的安全改进,以及近年来核电发展及研究领域的成果,

满足IAEA以及中国最新的核安全法规要求及三代核电用户需求文件的指标要求。其示范工

程福清5&6号机组和海外出口机组巴基斯坦K2/K3号机组均已按期商运。

VVER-1200技术的V-491和V-392M两个型号的反应堆本体(包括核蒸汽供应系统等)

都是由Gidropress设计,对于反应堆以外的部分,V-491型是圣彼得堡原子能设计院基于

AES-91开发的,V-392M型是莫斯科原子能设计院基于AES-92设计的。2个型号的设计大体

相同。与VVER-1000相比,其经济性和安全性显著提高,压力容器和蒸汽发生器等主设备寿

命从30年延长到60年。

3 HPR1000与VVER-1200

3.1 技术参数

表1 主要技术参数对比

VVER-1200

技术参数

HPR1000

V-491

V-392M

环路数

3

4

4

额定电功率/MWe

1200

1198

1198

可利用率

≥90%

>90%

>90%

设计寿命/年

60

换料周期/月

18

燃料组件数

177

163

163

安全停堆地震/g

0.3

0.25

0.25

蒸汽发生器类型

立式

卧式

卧式

双层安全壳

抗商用大飞机撞击

堆芯熔化概率

1.70×10-7

<7.37×10−

7

<4.16×10−7

大量放射性释放概率

1.73×10-8

<3.71×10−

9

<1.77×10−8

堆芯熔融物处理措施

堆腔注水冷

却IVR

堆芯捕集器

堆芯捕集器

HPR1000和VVER-1200都属于第三代核电技术,相同点主要包括:60年的设计寿命、18

个月换料周期、双层安全壳、抗大飞机撞击、事故后不干预等,均体现了三代核电技术基本

要求。差异性主要体现在环路设计、蒸汽发生器类型、堆芯熔融物处理措施等方面。总体来

看,HPR1000和VVER-1200不存在颠覆性的差异。VVER-1200堆芯经济性略胜一筹,HPR1000

安全性表现优异。

3.2 技术成熟性

HPR1000全球首堆示范工程福清5&6号机组于2015年开工,相继于2021年和2022年

商运。HPR1000首个出口巴基斯坦项目K2/K3也已于2021年和2022年商运。国内另有10台

机组在建HPR1000机组。

VVER-1200在俄罗斯的首台机组新沃罗涅日第二核电厂1号机组于2017年商运,俄罗

斯境内现共有6台该机型在运/在建机组。此外,VVER-1200型压水堆也是ROSATOM对外主推

的核电机型,2013年,该堆型海外首堆在白俄罗斯开工建设,已于2020年11月并网发电。

3.3 标准体系及技术认证

俄罗斯的核电法规标准在吸收了不少国外经验,同时在结构、安全概念、技术术语、核

电系统设计和质量保证等方面有自己的特色,且在安全目标、安全分析、可靠性、单一故障

准则、多重性等方面要求更高

[1-3]

。中国国家能源局与国家标准化管理委员会于2009年联合

印发了《压水堆核电厂标准体系建设规划》,基本形成了覆盖核电项目全寿命周期的标准体

系框架

[4]

。自2016年,中核集团组织建设华龙一号型号标准,现已建立健全了一套涵盖核

电项目全生命周期的自主核电标准体系。

在技术认证方面,VVER型压水堆技术经历了60多年的研发和运营实践,AES-92是最早

完成欧洲核电用户要求认证(EUR)的机型之一。HPR1000目前通过了国际原子能机构通用反

应堆安全评估、EUR认证和英国通用设计审查(GDA),这也标志着华龙一号向欧洲市场前迈

出了极为关键的一步。

3.4 乏燃料处理

对于出口项目,俄罗斯是唯一提供核废料售后回收处置的国家,允许业主国将VVER

号机组废料送回俄罗斯进行深度处置,这是VVER技术在国际核电市场备受青睐的重要原因。

我国于2018年发布的《中华人民共和国原子能法(征求意见稿)》明确“国家禁止进口乏

燃料,但是出口核燃料产生的乏燃料经国家批准后可以返回中华人民共和国境内贮存或后处

理”。HPR1000乏燃料问题在未来国际市场竞争力中存在不确定因素,但不会是颠覆性影响。

4 结论

同样作为第三代核电技术的VVER-1200和HPR1000满足公众对核电厂在安全性、经济性

方面的更高要求,二者在在技术参数上无明显优劣之分。乏燃料回收处理政策是VVER机组

在海外市场的关键竞争力之一,我国在即将颁布的《原子能法》中对出口核电的乏燃料回收

政策也予以了考虑。

目前在运的HPR1000项目属于示范项目,在工程的设计、建造、工期和工程验证等方面

都有着“首堆效应”。随着设计、建造、运行等方面经验技术的不断成熟,其非能动性、简

化、工期较短和运行寿命较长等优势将会慢慢显现,经济性优势也将充分体现。综上分析,

对于HPR1000和VVER-1200海外市场同台竞技,建议从以下方面提高竞争力:充分利用“华

龙二号”研发契机,优化反应堆设计、简化系统配置,进一步提升单机组的经济性;通过加

强备品备件库存优化管理,推动建立海外项目备品备件联储平台;通过现代信息化技术、大

宗采购、全球供应链的合作等实现批量化生产和产业链协作,降低工程造价;积极布局国际

认证工作,推动技术标准国际化。推动英文标准体系建设,加强与美国ASME、法国AFCEN、

英国BSI等国外标准化组织的交流与合作并建立长期联系,通过标准对比分析、标准互认和

人员培训等方式提升我国核电标准的国际认可度和影响力。

参考文献:

[1]刘芳. 核电领域国际法和国内法问题研究[D]. 华北电力大学(北京).

[2]刘建. 俄罗斯核能发展战略研究[D]. 2017.

[3]熊文斌 朱杰 王韶伟 李虎伟. 俄罗斯核电安全监管体系及启示[J]. 辐

射防护通讯, 2012(4):23-28.

[4]董瑞林 梁雪元 邓瑞源. 加强标准化建设,推动核电"走出去"[J]. 核标

准计量与质量, 2017(1):2-3.

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