APR1400 reactor design elements and advanced features

Abstract

The APR1400 is a 1400 MWₑ evolutionary pressurized water reactor based on the OPR1000. It’s designed by KEPCO, a South Korean electrical company. It’s a four loop, two steam generator design. Major improvements are made in simplifying and enhancing reliability of safety systems. Most notable is the employment of a passive flow regulator in the emergency coolant injection tank. It allows for a more efficient passive use of safety injection tank water compared to free flow injection.

Steam generator efficiency is improved with an integrated preheater and use of advanced, corrosion resistant alloys. Control rods come in sets of 4 or 12 where the larger ones are used in shutdown and smaller ones in operation. Burnable absorbers are used to control fresh fuel reactivity with a smaller boron concentration.

As of 2024, 10 APR1400 units exist. Of them 8 are in operation and two under construction in South Korea. Four are in the United Arab Emirates and six in South Korea. Discounting political reasons, all units have been built with less cost overruns and construction delays than any other competing PWR designs. The designs adaptability is shown by the Barakah plant in UAE. The desert biome is harsh with sandstorms and year-round hot weather, and the Arabian gulf is one of the warmest bodies of water in the world. Changes in HVAC, generator frequency and condenser design allow it to operate in this environment.

Nuclear power is gaining renown in countries looking to secure their grid with a consistent and reliable source of power. A proven yet improved PWR, a functioning supply chain, dec-ades of industry experience and a nuclear-minded government make South Korea a potential supplier for such nations.

APR1400 on 1400 MWₑ painevesireaktori, joka pohjautuu OPR1000 reaktoriin. Laitos on Etelä-Korealaisen sähköyhtiö KEPCO:n suunnittelema. Se omaa neljä pääkiertoa ja kaksi höyrystintä. Kehityskohteena on turvallisuusjärjestelmien yksinkertaistaminen ja niiden luotettavuuden takaaminen. Erityisin on hätäjäähdytyssäiliöiden täysin passiivinen virtauksenohjaaja. Hätätilanteessa se hyödyntää hätävesivaraston tehokkaammin verrattuna vapaaseen virtaukseen. Höyrystimen hyötysuhdetta on parannettu sisäisellä esilämmittimellä ja modernilla, syöpymistä ehkäisevällä materiaalivalinnalla. Säätösauvoja on neljän ja kahdentoista nipuissa. Pienempiä käytetään tuotannossa, ja suuremmat säästetään reaktorin sammutusta varten. Palavalla myrkyllä ohjataan tuoreen polttoaineen reaktiivisuutta pienemmällä boorikonsentraatiolla.

Vuoteen 2024 mennessä 10 APR1400 laitosta on olemassa, joista kahdeksan on tuotannossa ja kaksi rakenteilla Etelä-Koreassa. Neljä sijaitsee Yhdistyneessä Arabiemiirikunnassa (UAE) ja loput Etelä-Koreassa. Ottamatta huomioon poliittisia syitä, jokainen yksikkö on valmistettu pienimmillä kustannustenkasvuilla ja rakennusviiveillä verrattuna kilpaileviin painevesilaitoksiin. Suunnittelun soveltuvuuden osoittaa Barakahin voimalaitos UAE:ssa. Aavikkobiomi on kavala. Siellä esiintyy hiekkamyrskyjä ja on äärimmäisen korkea lämpötila vuodenympäri. Persianlahti on yksi maailman kuumimmista vesistöistä. Laitoksen toiminnan sallivat muokkaukset ilmastoinnissa, generaattorin taajuudessa ja kondensaattorin suunnittelussa.

Ydinvoima on vahvassa asemassa energiajärjestelmien turvallisuutta ja vakautta parantavien maiden silmissä. Todistettu mutta paranneltu suunnittelu, toimiva tuotantoketju, vuosikymmenien takaa kokemusta alalla ja ydinpositiivinen hallitus tekevät Etelä-Koreasta potentiaalisen valmistajan näille maille.