先进沸水堆

先进沸水堆（英语：Advanced Boiling Water Reactor，简写ABWR；也译改良型沸水式反应堆），是一款符合第三代反应器规范的沸水反应堆。目前由通用电气（GEH）和东芝合作生产。如同以往的沸水式反应堆，先进沸水堆经由核分裂反应加热水蒸气，产生的水蒸汽用以推动蒸汽涡轮，再带动发电机组产生电力。

台湾建造中的龙门核能发电厂即采用先进沸水堆

沸水式反应堆（BWR）是全世界应用数量第二多^[1] 的轻水反应堆，由于使用直接循环的设计，可产生较使用间接循环的压水反应堆（PWR）更多的蒸气动力。先进沸水堆可谓沸水式反应堆设计的极致，而且是第三代反应器中，最早发展成熟，拥有从设计到建造等完整经验的机型。第一部机组在日本建造、使用，在台湾龙门核能发电厂也有机组正在建造中。美国也有部分电厂计划采用先进沸水堆。

根据先进沸水堆的基础设计，其输出功率为 1350 MWe（3926 MWth）。

认证与运转许可

进步型沸水式反应器的最终设计版本于1997年通过美国核能管理委员会的认证，代表其在效能、运转效率、输出功率、安全性等各方面皆得到验证^[2]。 并于2013年获得于英国的电厂兴建计划采用^[3]。

设计概观

先进沸水堆的压力容器 1: 炉心 2: 控制棒 3: 内部循环泵 4: 通往蒸汽涡轮的蒸气管线 5: 炉心冷却水源

相较于过去的沸水式反应堆，主要的改进项目有:

• 装设于反应器压力槽底部的10具内循环泵，免除原本外置式循环泵，需要的庞大空间与复杂的管路设计，同时达到更好的运转效能。
• 改善控制棒之控制机构设计，采用电子讯号搭配液压系统控制，并且允许使用电动马达微调控制燃料棒的位置。同时，具备可靠性与备份安全性，于需要紧急停机的状况发生时，可于2.8秒内关闭反应堆。
• 使用全数码化的反应堆保护系统，可以全面监控机组运转状况，使安全系统的设计更为简洁、明确。同时具备多重备份系统，确保在出现安全疑虑时能迅速执行紧急停止，并且减少因为错误讯息而产生误动作的几率。
• 提供全数码化的控制系统，同时保留手动控制系统作为备份用。并且将安全保护相关系统的仪表、控制盘面分开，提供更可靠、有效率的操作界面。值得一提的是，此控制系统俱有自动执行启动、关闭程序的能力，可以增加运转效率、减少人为疏忽。当然这一切还是在操作人员的监视下进行，必要时也可改为手动控制。
• 在紧急炉心冷却系统进行多方面的改进，提供非常高层次的事故、损害预防能力：
  • 具备三组炉心紧急冷却系统方案，且皆为可独立运作的系统，确保于发生多重系统失效时，仍能快速冷却炉心，避免发生炉心事故。
  • 具有18个紧急卸压阀，其中10个为自动控制的紧急卸压阀。于异常事件发生，且有必要的情况下，可以快速降低炉心压力，并搭配炉心注水系统，迅速冷却炉心。
  • 高压炉心注水系统可以提高比以往更高的注水压力。
  • 除了三具高可靠性的备用内燃机驱动发电机外，再增加一具燃气涡轮，即使在电厂全黑状态（完全失去电力供应），仍然能提供备用电力。
  • 即使在炉心高压注水系统失效的情况下，仍然有一具蒸汽驱动的注水泵可用以冷却炉心。同时，除了高可靠性的备用发电机外，尚有充足的备用电池，提供多重备援电力来源。
  • 使用极厚的混凝土底座，能够承受炉心熔毁时可能溢出的高热物质，将可能的场外损害降至最低。
• 采用较前一代更加强化的围阻体与压力容器，从最内层炉心到外层围阻体，共有多层特别设计的硬化层。经过特殊设计的蒸汽管道，有助于在发生意外时，让反应堆产生的蒸汽更容易冷却还原成液态水，减少容器内压力过高的可能性。 此反应堆的设计可以在加速度达0.3G的地震中安全停机，且可承受风速大于每小时320英里的暴风袭击。在地震较多的地区，可采用更加强化的基座设计，例如台湾的龙门核能发电厂于设计上可承受任意方向加速度达0.4G的地震。
• 设计的寿命至少60年。经过简化的设计也意味着，没有昂贵的组件需要更换，进而降低总运营成本。

建置案

电厂	反应堆数量	额定负载容量	位置	营运者	开始兴建	完工(首次临界)	经费(美元)	备注
柏崎刈羽核电厂 第6、7号机	2	1356MW	日本新潟县柏崎市	东京电力	1992,1993	1996,1996		311大地震后停机进行检察与补强工程，目前再启动时间未定
志贺核电厂第2号机	1	1358MW	日本石川县志贺町	北陆电力	2001	2005		311大地震后停机进行检察，目前再启动时间未定
滨冈核电厂第5号机	1	1267MW	日本静冈县御前崎市	中部电力	2000	2005		2011年5月14日，滨冈5号机因位处海啸高风险区而被日本政府勒令停机，目前再启动时间未定
岛根核电厂3号机	1	1373MW	日本岛根县松江市	Energia co. 中国电力	2007	After 2011		2011年暂停建置
龙门核能发电厂	2	1350MW	中华民国新北市贡寮区	台湾电力公司	1999	未定	$92亿	一号机、二号机都已完工，但未装填燃料之后封存
东通核电厂第1号机	3	1385MW	日本青森县下北郡东通村	东北电力、东京电力	2010	2017年		位于疑似活断层危险区，继续兴建，已完工机组延后启动，日本政府再做详细地质调查，运转时间未定
大间核电厂	1	1383MW	日本青森县下北郡大间町	J-Power 电源开发	2010	2014年		建设中，电源开发的首座核电厂，运转时间未定
南德州计划	2	1358MW	美国德州湾市	NRG能源、东京电力、CPS能源			$140亿	2011年3月取消[4]

相关条目

• 核能发电
• 压水反应堆
• 美国的核能安全
• 其他第三代反应堆
  • 欧洲压水反应堆
  • AP1000

参考资料

1. 存档副本. [2013-03-11]. （原始内容存档于2015-09-09）.
2. Design Certification Information Page - ABWR. Design Certification Applications. Federal Government of the United States, U.S. Nuclear Regulatory Commission, Rockville, MD, USA. 2009-06-03 [2009-08-28]. （原始内容存档于2021-03-01）.
3. ABWR set for UK design assessment. Nuclear Engineering International. 16 January 2013 [26 January 2013].^{[失效链接]}
4. NRG ends project to build new nuclear reactors. [2013-03-11]. （原始内容存档于2016-04-09）.

外部链接

• GE Energy's official page for the ABWR （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• NRC's Issued Design Certification page on the ABWR （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Engineered Safety Features in the ABWR （页面存档备份，存于互联网档案馆）