秦山三期重水堆核电站工程可行性研究报告.docx
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秦山三期重水堆核电站工程可行性研究报告
秦山三期（重水堆）核电站工程可行性研究报告
缩写本
主要完成单位：
上海核工程研究设计院
主要完成人：
林伟贤、夏祖讽、邱启运、顾树川、刘健研究起止时间：
2000年7月
第一册总论
第二册电力系统
第三册厂址选择
第四册工程方案
第五册环境影响评价
第六册安全评价
第七册经济分析
第八册质量保证
第九册图册（略）
第一册总论
遵照国务院领导关于不改变我国发展压水堆核电站技术路线的前提下，可以适当引进重水堆发电能力的指示，中国核工业总公司与加拿大原子能公司（AECL）之间经过双方多次组团互访，协商讨论，确定了利用加方贷款购买两台加拿大CANDU6型核电机组的意向。
1995年5月中核总和加原子能公司签署了"在中国秦山合作建造两台
CANDU6机组的意向性协议，进一步确立了双方在秦山建造核电站的意向。
此
间，国务院下文，重水堆核电厂址考虑放在秦山，按国家有关项目审批程序，
抓紧提出项目建议书，报国家计委审批。
1995年8月"秦山三期（重水堆）核电工程项目建议书"由业主秦山核电
公司编报，中核总预审，报电力工业部初审提出意见报国家计委审批。
同时
委托上海核程研究设计工院编写"秦山三期（重水堆）核电站工程可行性研究
报告"
秦山三期（重水堆）核电厂预选的两个厂址系1991年在秦山再建三十万千瓦核电站工程选用的厂址。
在原审查意见的基础上，结合重水堆核电站对
厂址要求的特点，做了大量的数据收集、补充评估，试验验证工作，具有很好的选用基础。
两个厂址均属于秦山地区，邻近抗州湾，厂址总平面布置系一山体，不占良田，不需拆迁，位于区域地壳稳定性分区中的稳定区内。
附近区域内无发震构造，水文地质条件简单，无不良地质现象。
1995年8月，初可研究报告审查通过，纪要明确了螳螂山厂址。
按纪要
精神要求，为了更好深入对厂址进行可行性研究，上海核工程研究设计院提
出了有关厂址条件的水文，水工、地质、地震、环境保护等18个内容专题，对外委托专项课题进行试验研究。
浙江省具有建设核电站的比较良好的自然条件，华东电网又具有承受装设大容量核电机组的能力，在浙江秦山建设大容量核电站以缓解华东电网和浙江省的缺电局面是十分必要的，对改善华东地区的能源结构，保证电网安全，减轻运输压力和改善环保条件都具有很重要的战略意义。
秦山三期工程是利用加拿大的重水堆技术，以购买发电容量为目的的交
钥匙工程，从加拿大引进两座CANDU6型700MW级重水堆核电机组，每台机组总电功率为728MW，同时考虑其配套的送变电工程。
秦山三期核电工程以韩国月城3#、4#机组为参考电厂。
CANDU6型700MW级核电机组为经过实际验证的技术成熟的安全可靠的商
用堆型，具有采用天然铀为燃料，重水为慢化剂和冷却剂、水平压力管式结
构，不停堆更换燃料，负荷因子较高和建设周期较短等特点。
按投资估算，工程基础价为18.6297亿美元，固定价为20.8756亿美元，建成价为28.7987亿美元，投资回收期11.74年。
在交钥匙范围内的资金（包括租赁加拿大重水和首炉核燃料供应）全部由加方负责筹措贷款解决。
交钥
匙以外部分的国内配套资金24.9亿人民币以资本金形式注入。
资本金占总投资的比例为建成价的10％左右，资金来源由出资各方等措解决。
工程建设和管理模式采用在充分利用中方资源条件下由加拿大原子能公司（AECL）总承包的交钥匙方式，同时为充分发挥和调动中央和地方办核电的积极性，更有利于工程的建设和管理，秦山三期（重水堆）核电工程将由中核总、华东电力集团公司、上海市、江苏省、浙江省共同组建的有限责任公司作为项目法人进行工程的建设和运行管理。
第二册电力系统
华东电网包括江苏、浙江、安徽及上海三省一市，1994年发电总量为1624.66亿kWh。
目前，除有较强的220kV电网外，已初步建成500kV的主干网络，将三省一市主要的负荷中心联结一起。
随着迅猛的经济发展，电力需求逐年增长，预计全网发电量（亿kWh）和最高负荷（万kW），2000年分别将为2700和4380，2005年为4000和6690，2010年为5450和9400。
发展核电是改进能源结构解决煤炭平衡及电力短缺而又缓解环境污染的
一项重要战略措施。
根据电力部规划，2000年前规划开工的有秦山二期（2×60万kW），秦山三期（2×70万kW），江苏连云港（2×100万kW）。
2000年后规划的有秦山四期、三门核电厂与山东海阳核电厂。
华东及浙江电网近年来虽发电设备增加较多，但仍不能满足负荷发展的
需要，缺电仍较严重。
仅浙江省93年全省拉电78983条次，损失电量3.92
亿kWh，"九·五"期间仅浙江省缺电量将达116亿kWh。
建设三期工程对缓和华东及浙江电网的缺电情况和提高能源利用率将起较大的作用。
华东电网目
前装机容量大部分为火电，火电发电量占总发电量的95.4％。
核电是安全、清洁的能源，目前虽造价较高，建设周期长，但发电成本低，可减少煤炭作
为化工有用资源的烧耗和环境污染。
建设三期工程可逐步改变电网的能源结构，有助于保护生态环境，从长远规划看，发展核电是非常必要的。
按初步可行性研究报告的审查意见，秦山地区出线走廊比较困难，三期与二期接入系统需统一考虑。
根据秦山地区的特点，二、三期工程机组均考虑接入500kV电网。
具体接入系统方案有两个，经比较论证，采用第一方案。
其优点既减少了华东主网上500kV变电所的落点，又使电网中500kV线路的潮流分布比较合理。
两个核电厂建成后接入一个共用的500kV开关站，以四回500kV线路与电网联接；其中二回至王店500kV变电所，另二回至杭东500kV变电所。
由于三期工程与500kV共用开关站之间距离仅为1.3km，为节约500kV
配电装置设备投资及减少占地面积，三期工程厂内不设500kV开关站，而采用发电机～变电器～500kV线路的单元制方式直接接至500kV共用的开关站母线。
为提高运行的可靠性，在发电机回路内装设发电机开关。
在主变压器高压侧各装设一台500kVGIS设备。
三期工程二台70万kW核电机组的备用电源考虑由电网中的海盐220kV变电所架设一回专用的220kV线路供电，厂内设二台220kV备用变压器，分别作为二台机组专用的备用电源。
秦山二、三期工程的配套输、变电工程投资，包括500kV输电线，500kV变压器、220kV线路、220kV变压器及系统继电保护、远动、通讯在内，其总投资为351120万元（1994年价格）。
建议秦山三期配套变电工程投资，要
在秦山三期工程总概预算中单列，由华东电力集团公司分别向国家开发银行和商业银行贷款。
第三册厂址选择
1.地理位置及地形地貌
秦山三期工程螳螂山厂址位于浙江省海盐县东南秦山山体向东延伸部
分，即东径120°57′28″，北纬30°26′10″，属海盐县秦山镇管辖，厂
址西靠沪杭公路，东临杭州湾，与上海市区直线距离为90km，杭州市区为
78km，距秦山一期工程约800m，距秦山二期工程约2km。
螳螂山厂址属低山丘陵，呈半岛突向杭州湾，三面环海。
山体东西长400m，南北宽200m，最高点为海拔56.6m，山体走向东西，山坡自然坡度33°左右。
螳螂山两侧为海涂，南北海涂为第四系粉土、淤泥质粘土、和砂砾层等。
螳
螂山山体基岩为上侏罗统黄尖组中酸性火山碎屑岩系。
螳螂山的地貌形态属剥蚀残丘。
2.人口分布
按1994年底统计，厂址0.5km半径范围内无居民，3km半径范围内有居民5488人，一半人口在2－3km子区域内，是承担秦山核电基地建设的职工；
20km半径范围内有居民34.4万人，平均人口密度738人/km2。
厂址50km半径范围内无百万人以上城市，20km范围内无10万人以上城市，5km范围内无万人以上城镇。
3.环境、设施、资源情况
a.工业海盐县的地方企业主要以加工为主体，纺织工业是支柱产业，全县乡办企业384家；厂址20km范围内无大、中型重工业企业。
15km半径范围内使用和贮存的危险品主要是石油、汽油、液化气。
从使用和贮存的规模和性质分析，不会构成危及工程安全的固定危险源。
b.交通厂址15km半径范围内无铁路通过，陆上交通主要是公路。
沪杭公路离厂址为3km，目前此公路由武原镇到厂址段已建成二级公路。
15km半
径范围内还有由厂址通外的五条三级公路，厂址与杭州市，嘉兴市，上海市以及邻近县市、乡交通非常便利。
厂址80km半径范围内铁路有三条，上海至杭州、上海至金山石化总厂、杭州至宁波的铁路线，离厂址最短直线距离约26km。
厂址附近杭州湾水域内无固定的海上交通航线。
乍浦港已部分建成深水港，可停靠万吨轮，一期工程已投入使用。
秦山二期大件运输码头正在建造，可停靠3000吨级船舶，距厂址3.5km。
内河水道除离厂址8km的长山河可通
航500吨船只外，其余均小于100吨。
秦山一期施工建有小型内河码头，二期工程计划建60吨级的内河码头。
秦山三期工程大件运输将采用海运为主，陆运为辅，即先运往上海港码头，再通过水路运到老海塘二期大件运输专用码头，后经沪杭公路至厂区。
加拿大供应的核燃料可海运至上海港，后再水运至二期码头，或陆运直至厂址。
国内生产的核燃料可利用秦山一期设在金山卫的中转站进行运输。
c.农牧厂址15km半径范围内的土地全部在海盐县境内。
全年粮食总产
量22.4万砘。
粮食作物为水稻、小麦，经济作物有油菜籽、棉花、蚕桑、蔬菜、柑桔等水果。
15km范围内无家畜养殖场和奶牛场。
对虾、青蟹养殖场最近距厂址约
5km。
野生动物资源不多。
d.海洋资源杭州湾水生动物主要来自海洋，终年栖息于河口的物种较
少。
邻近海域生态调查表明，浮游动物46种，挠足类占绝对优势，主要代表种是安氏白虾和葛氏长臂虾。
4.气象
三期工程厂址地处杭州湾北部，属于副热带季风区；冬季处于西伯利亚冷高压的前缘，吹偏北风；夏季受亚洲东部的夏季风影响，吹偏南风。
气候明显受季节风影响，温度湿润，四季分明，降水集中在夏秋两季，夏秋之交常受台风影响。
5.工程水文及供排水
a.海洋水文
抗州湾的潮汐属非正规半日浅海潮。
乍浦站历史最高天文潮位4.01m，
历史最低天文潮位-3.39m（57.3），推算出厂址最高天文潮位为4.52m，最低
-3.73m。
厂址设计基准洪水位由可能最大风暴潮、历史最高天文潮位、风浪活动、
25年一遇的江河洪水位四部分组成，数值如下：
统计法
确定论
确定论（溢流后）
历史最高天文潮位（m）
4.52
4.52
4.52
可能最大风暴潮增水（m）
3.64
3.72
3.54
25年一遇江河洪水增水（m）0.03
0.03
0.03
合计（m
8.19
8.27
8.09
千年遇百分之一波高半波（
m）2.85
2.85
2.85
安全超高（m）
0.46
0.38
0.56
设计基准洪水位
11.50
11.50
11.50
b.陆地水文
本区的河网水系和杭嘉湖平原水系，西部苕溪水系，北部太湖流域水系及东部黄浦江水系构成完整的网络，又和长江相沟通。
长山河是人工开挖的排涝河道，全长61.5km，东至海盐县澉浦长山闸，西与京杭大运河连接，干旱季节由太湖、黄浦江水系补给水源。
长山河作为三期工程淡水水源。
c.供排水
1）海水水源
三期循环水系统采用扩大单元制系统，即每台机组采用二台循环水泵，
单母管供水方案。
取水拟采用重力式引水箱涵方案，每台机组4根箱涵。
取
水口设在螳螂山东北侧，取水口内底标高初拟为-12.0m。
排水口在螳螂山南
侧。
排水方涵在合并后由设在南岸的节制闸控制后排出。
排水口内底标高
-9.00m。
取、排水口流向变化较大，取水口最大流速达0.73m/s，排水口附
近最大流速为0.42m/s。
经物理模型试验证实，充分利用螳螂山挑流作用，高程位置布置方案在大潮、小潮涨落潮时都可以，具有良好温排水、低放废水掺混稀释作用。
秦
山地区海域具有良好水流条件，秦山堡-杨柳山一线，水深流急，掺温、稀释、输运能力均较强。
试验表明，考虑秦山工程一、二、三、四期温排水综合情况下，三期取水口取水温升日平均约0.7℃；达到设计控制的温升要求。
海水含氯量明显受钱塘江迳流的影响，汛期含氯度减少，枯水期增加。
澉浦站多年平均涨潮含氯度为6.46g/kg，多年平均落潮含氯度为6.32g/kg。
海水水温，秦山多年月平均水温18.2℃，极值最高水温33.2℃，最低-1.5℃。
考虑到秦山一、二期以后工程的影响，根据物理模型试验分析，三期工程海水水温平均温升0.6-0.7℃，海水平均水温则可考虑为18.8℃。
海水的含沙量受钱塘江、曹娥江、甬江和长江迳流影响较大，沙粒大小一般在0.005～0.1mm间，取水口前大潮时，最大含沙量可达7.46kg/m3。
2）淡水水源
秦山三期工程和秦山一期工程的淡水的均取自离电厂10km的长山河。
经浙江省水文总站专题研究，认为规划到2000年，海盐县和长山河地区总的可供水量仍大于总的需水量；到2020年长山河地区总需水量达31218万立方，水资源量能保证该地区的需水量。
秦山一期正常产水25000m3/d，一期夏季最大用量16000m3/d，三期所需生产用水6000m3/d。
因此，秦山一期目前的淡水制备能力就能满足秦山一
期和三期全部的生产和生活用水量。
利用秦山一期净水厂取水，引二根Ф300输水管至秦山三期厂区，供生产、生活所需淡水。
另一路可由秦山二期供应。
6.地质地震
a.区域地质
从区域地质构造、地球物理场和深部构造、新构造运行、地震活动性等
方面综合分析，区域性地表断裂不靠近厂址，区域范围内不存在第四纪火山
活动。
b.地震活动性和地震地质
综合近区域断裂构造、地层和地球物理特征，以及历史地震资料分析得出，厂址近区域范围内无晚更新世以来的活动断裂，地震活动微弱，属于与构造无关的弥散地震。
近区域范围内不存在发震构造。
c.厂址附近范围的地质特征
厂址附近范围的地层有上侏罗统黄尖组和第四系。
厂址附近范围，火山岩有喷出岩和潜火山岩，喷出岩是主要部分；侵入岩不发育。
另外还有脉岩分布。
区内基岩区的表层断裂不甚发育，断层七条，断层出露长度最长500m，最短50m，规模都较小。
螳螂山西鞍部的两条破劈理面规模较大。
厂址附近
范围海域地质勘察确定，区内无区域性大断层通过，不存在晚第四纪以来的活动断层。
本区地下水主要有基岩裂隙水和松散岩类孔隙水两类，第一类地下水受
大气降水补给，水位埋深0.2-0.8m，水化学类型以Cl-Na或HCO3-Na·Mg为主，第二类含水层水量贫乏。
d.设计基准地震动参数确定
根据地质地貌调查和断层活动年代测定，经综合分析，厂址附近范围和厂址区不存在能动断层。
应用概率法、地震构造法和最大历史地震法，计算给出的厂址基岩地震峰值加速度分别为0.1、0.11和0.1g。
经综合分析，参考秦山一、二期工程有关设计参数，取厂址设计基准地震动参数SL－2值为0.15g。
厂址的地震基本烈度为VI度。
e.厂址区岩土工程
厂址主体厂房群座在天然岩石地基上，地基承载力满足要求，无不良地质现象，边岸及边坡稳定，工程地质条件良好，水文地质简单，地下水位受地形制约，地下水直接受大气降水渗入补给，最终排入杭州湾，地下水对混凝土无腐蚀。
第四册工程方案
秦山三期（重水堆）核电站工程是采用加拿大经过长期开发和改进的CANDU6机组。
目前已经安装在沿海厂址运行的有南朝鲜的Wolsong和加拿大新布隆斯威克的PointLepreau核电厂等。
1.主要技术参数
a.电厂总参数
反应堆总裂变功率（热）2158.5MW（th）
输入汽轮机净热功率2063MW（th）
额定总电功率728MWe①
总效率33.73%②
设计寿命40年
b.堆物理参数
堆芯等效半径314.3cm
堆芯长度594.4cm
反射层平均厚度（中间位置）65.46cm
通道最高功率6.5MW
最大棒束功率800kW
燃料最高热通量1.33×1014n/cm2/s
毒物注入总价值>300mk
c.反应堆
型式水平压力管式
冷却剂加压重水
慢化剂重水
燃料天然二氧化铀
燃料通道数380
燃料卸料平均燃耗7154MWd/t（U）
反应性控制：
主要控制方法不停堆换料及慢化剂毒物控制压力管数380
排管容器组件总长7.82m
d.慢化剂系统慢化剂重水
排管容器入口温度46℃排管容器出口温度69℃
慢化剂流量940L/s
e.一回路热传输系统冷却剂加压重水
堆芯冷却剂总流量7.7×103kg/s
反应堆入口温度266℃
反应堆出口温度310℃
反应堆入口压力11.35MPa（a）
反应堆出口压力9.99MPa（a）
3.核岛主要系统a.反应堆
CANDU6重水堆使用天然铀为燃料，CANDU型燃料棒束经受长期的辐照运
行考验。
到目前为止，受辐照的燃料棒束已超过160000个，其破损率小于
0.05％。
CANDU6重水反应堆的堆芯是容纳在一个卧式的圆筒形排管容器内。
在容
器的水平方向上，以正方形排列布置380根排管，每根排管内装有一根压力管，排管与压力管之间有空隙，填充CO2气体。
每根压力管构成一个燃料管道，在轴线方向排列12个燃料棒束，加压重水冷却剂流经压力管内燃料棒束，通过传热带走核裂变能，反应堆排管容器内填充的重水，作为堆芯慢化剂及外围反射层。
在反应堆排管容器顶部垂直方向上布置了反应性控制及测量装置，侧面水平方向上，布置了液体毒物注入停堆元件和若干通量测量装置。
在反应堆排管容器两端设有端部屏蔽，在端部屏蔽构件内充有钢球，平时有水冷却，有了端部屏蔽可允许运行人员在停堆期间通过反应堆的两端部位。
反应堆不停堆换料靠两台换料机，对准同一个燃料管道从一端装入新燃料棒束，另一端卸出乏燃料棒束同步进行的。
由主控制室遥控自动操作。
反应堆见图2－1。
b.慢化剂系统
慢化剂系统由一封闭的重水循环回路组成，它用来冷却和净化慢化剂并
可在加钆溶液和加硼的情况下对反应堆进行控制。
慢化剂系统由两个相同的环路组成，每一环路均有一台慢化剂泵，一台热交换器以及有关的管道、阀门组成。
两个环路在慢化剂泵的上游与下游均有联通管道相联，在热交换器的下游也由联通管道相联。
慢化剂系统如图2－2所示。
c.一回路热传输系统
一回路热传输系统将加压的重水通过反应堆燃料管道带走由核燃料裂变产生的热能。
载带热能的加压重水由主泵送到蒸汽发生器，通过传热加热二回路给水，使这部分轻水组成的给水沸腾形成蒸汽，然后驱动汽轮机并带动发电机，最终将此热能通过机械能转变成电能。
一回路流程图见图2－3。
d.专设安全系统
CANDU6机组设有四个专设安全系统及二个主要安全支持系统，四个专设
安全系统为：
安全壳系统，应急堆芯冷却系统，1号停堆系统；2号停堆系统。
二个主要安全支持系统为：
应急水供应系统和应急电源系统。
e.重水管理
1）重水供应系统
重水供应系统负责接受和贮存重水。
重水供应系统如图
2－4
所示。
2）重水蒸汽回收系统
重水蒸汽回收系统可去除重水蒸汽或液体泄漏区域内的水
/重水蒸汽，使
空气干燥，并把水/
重水冷凝液传送给重水净化系统和提纯系统，
进行重水的
回收。
3）重水净化系统
重水净化系统负责去除回收重水中的溶解微粒和有机杂质，并为重水提
纯系统提供适于处理的重水。
4）重水提纯系统
重水提纯系统用于恢复重水高浓度，使运行更经济。
图2－1反应堆（略）
图2－2慢化剂系统（略）
图2－3一回路流程图（略）
图2－4重水供应系统（略）
3.常规岛主要系统
a.汽轮机
汽轮机的主要技术参数如下：
型式：
TC4F－52型冲动式单轴四排汽再热凝汽式汽轮机。
额定功率：
728000kW（根据凝汽器冷却水设计温度为18℃）
转速：
1500rpm
旋转方向：
自汽轮机端向后看时为逆时针。
主汽阀前蒸汽压力：
4510kPa（a）
主汽阀前蒸汽温度：
257.6℃
主汽阀前蒸汽流量：
1033kg/s（3719t/h）
汽轮机排汽压力：
4.9kPa（a）
给水回热回热级数：
6级（三级一除氧二高）
末级高加出口给水温度：
186.7℃
末级叶片长度：
1320.8mm
调节装置：
DEHG（数字电动液压控制器）
汽水分离再热器：
二级再热
b.主蒸汽系统
主蒸汽系统是将蒸汽发生器产生的蒸汽输送给汽轮机，同时还输送给一些辅助系统和设施。
系统的设计压力为5.07MPa（g），设计温度为265℃。
4.核安全设计和安全标准
a.安全设计目标
电厂设计的基本安全目标为：
1）在电厂正常运行时放射性物质释放限值到参考剂量限值的一个很小
份额。
2）在事故工况中放射性释放满足其剂量准则要求。
以上安全设计的目标通过有效的下列设计措施来达到：
冗余度、多重性、
隔离、抗震和环境鉴定和质量保证，以及应用合适的设计规范和标准。
b.总的安全要求
为了在正常工况和事故工况期间电厂能达到所希望的安全目标，电厂系统应具有高度可靠性和完整性，以保证能执行下列安全功能：
1）停堆并保持在安全停堆状态，
2）停堆后排出余热，
3）减少放射性物质释放并保证基本安全目标。
c.系统分级和设计准则
为满足上述总安全目标而提供的系统和构筑被定级为"安全有关系统"。
这些安全有关系统包括工艺系统、专设安
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