記者從第二十五屆國際核工程大會獲悉,目前核能在我國已進(jìn)入規(guī)?;l(fā)展新時期。我國共有在運(yùn)核電機(jī)組36臺,在建機(jī)組20臺,居世界第一,總裝機(jī)容量約5693.5萬千瓦,到2020年,核電運(yùn)行和在建裝機(jī)容量將達(dá)到8800萬千瓦。
非能動三代核電技術(shù)從藍(lán)圖變?yōu)楝F(xiàn)實,浙江三門和山東海陽AP1000項目建設(shè)工程的熱試工作全面結(jié)束,1號機(jī)組計劃于今年第四季度相繼并網(wǎng)發(fā)電。我國自主開發(fā)并具有完整知識產(chǎn)權(quán)的“華龍一號”全球首堆-福清核電5號機(jī)組于今年5月25日實現(xiàn)反應(yīng)堆廠房穹頂?shù)跹b。此外,我國自主開發(fā)的CAP1400非能動核電技術(shù)示范工程也即將開工建設(shè)。
過去十年,是我國第三代核電技術(shù)引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新的十年。
十年前,作為實現(xiàn)第三代核電自主化的依托,我國決定引進(jìn)美國西屋公司AP1000非能動三代核電技術(shù),并成立了國家核電技術(shù)公司。如今,AP1000首臺機(jī)組即將建成發(fā)電,中國終于完成了三代核電技術(shù)的國產(chǎn)化和標(biāo)準(zhǔn)化,并進(jìn)入規(guī)?;l(fā)展階段。據(jù)悉,第四代先進(jìn)核電技術(shù)也正在進(jìn)行布局。
從無到有的三代核電工程
第三代核電技術(shù)AP1000是一種先進(jìn)的“非能動型壓水堆核電技術(shù)”。AP1000最大的特點就是設(shè)計簡練,易于操作。和傳統(tǒng)的能動壓水堆安全體系相比,非能動的安全體系要簡單有效得多,既進(jìn)一步提高了核電站的安全性,同時也能顯著降低核電機(jī)組建設(shè)以及長期運(yùn)營的成本。
世界首批AP1000核電機(jī)組是中美兩國最大的能源高科技合作項目。據(jù)國家電力投資集團(tuán)公司董事長王炳華介紹,依托項目采用美方設(shè)計、中方建造、中外聯(lián)合、中方為主的建設(shè)方案。
“一項新的核電技術(shù)應(yīng)用,從圖紙到工程從來都不是容易的事情,三代核電60年壽期對設(shè)備制造的要求非常高。”面對設(shè)備制造、工程建設(shè)和工程設(shè)計的全新挑戰(zhàn),我國不但一一克服了困難,還深入理解和掌握了非能動核電技術(shù),包括大體積混凝土、主管到焊接等一系列關(guān)鍵施工技術(shù),設(shè)備國產(chǎn)化率從1號機(jī)組的32%逐步提高到4號機(jī)組的72%。
“在AP1000技術(shù)引進(jìn)消化吸收的基礎(chǔ)上,我們結(jié)合首批機(jī)組建設(shè)的實踐經(jīng)驗,結(jié)合中國標(biāo)準(zhǔn)的要求以及福島核事故之后的經(jīng)驗反饋,完成了本土化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,并建立了覆蓋設(shè)計、采購、制造和建造的整個項目管理流程的三代核電工程建設(shè)管理體系。”王炳華自豪地說。
三代核電技術(shù)CAP1400蓄力待發(fā)
當(dāng)完整的三代核電工程建設(shè)管理體系建立后,我國開始自主開發(fā)CAP1400非能動核電技術(shù)。大型先進(jìn)壓水堆CAP1400核電工程的開發(fā),這項工作被列為國家43個重大科技專項之一,國內(nèi)近200多家企業(yè)、2萬多名技術(shù)人員參與到研發(fā)設(shè)備、試驗驗證、設(shè)備研制、材料研制的各個環(huán)節(jié),目前CAP1400已經(jīng)通過安全評審,位于山東榮成的CAP1400示范工程的詳細(xì)設(shè)計完成了96%,即將開工建設(shè)。
CAP1400核電站采用完全非能動安全設(shè)計理念,功率為150萬千瓦,設(shè)計壽命60年,是目前世界上功率最大的非能動壓水堆核電站。在嚴(yán)重事故發(fā)生的情況下,72小時之內(nèi)不需要人工干預(yù),72小時之后只需要少量的場外應(yīng)急干預(yù)即可以保障核電站的安全。
CAP1400的安全性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境友好性達(dá)到了三代核電的先進(jìn)水平。評審歷時17個月,260多位專家學(xué)者直接參與,30多次的對話、討論,887個工況試驗,提出、解答各類問題5000余個。
令人興奮的是,三代核電技術(shù)設(shè)備材料正在實現(xiàn)自主化。國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)掌握了符合國際標(biāo)準(zhǔn)要求的AP1000和CAP1400設(shè)備關(guān)鍵設(shè)備、材料的設(shè)計制造技術(shù),建立了先進(jìn)的核質(zhì)保體系,掌握了屏蔽泵、反應(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器等40余件關(guān)鍵設(shè)備技術(shù),并成功研制出60余項關(guān)鍵材料,符合國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)要求的三代核電產(chǎn)業(yè)鏈逐步形成,CAP1400示范工程的設(shè)備國產(chǎn)化率將達(dá)到85%以上。
隨著我國核電企業(yè)與阿根廷、土耳其、南非、英國等國簽署了一系列協(xié)議,“華龍一號”和CAP1400為代表的中國自主核電型號已成為繼高鐵之后承載中國高端制造業(yè)出海的“新名片”。據(jù)悉,中國目前已經(jīng)“走出去”6臺核電機(jī)組,其中包括2臺“華龍一號”核電機(jī)組。
上海核工程研究設(shè)計院院長鄭明光說:“出口一個核電站,相當(dāng)于出口100萬輛小汽車。”因為中國核電“走出去”的不只是技術(shù),還有裝備制造和人才隊伍。每一座核電項目的“走出去”都意味著整個核電產(chǎn)業(yè)鏈體系的走出去,不只是一個產(chǎn)品,為我國帶來的將是技術(shù)發(fā)展的價值、設(shè)備裝備的價值、人才發(fā)展的價值等。
壓力與希望并存的時代
我國核電技術(shù)登堂入室的同時,也不能忽視目前核電工業(yè)存在的問題。
“目前核能工業(yè)處在一個什么樣的時代?是有著巨大分歧、壓力和希望并存的時代。”去年,有人問國家核安全局核電安全監(jiān)管司司長湯搏:“怎么樣保證核電站的乏燃料幾萬年、幾十萬年的安全?”湯搏回答說:“你能預(yù)測人類三五百年、乃至一千年后的命運(yùn)嗎?如果不能,你要求我預(yù)測核電幾萬年、幾十萬年以后的事情,多不公平。”
這件事讓湯搏意識到,和其他的工業(yè)領(lǐng)域不一樣,核能產(chǎn)業(yè)和人類的倫理觀、世界觀緊密地連接在一起。“這么多年來,反核人的觀點依然沒變,還是安全問題。”湯搏覺得,誠然核能領(lǐng)域還有一些工作仍有不足,但最重要的問題還是社會宣傳工作沒有做好。“核能工業(yè)的發(fā)展,一定要與人文相結(jié)合。”
“核能界有一個特點,就是圈子比較封閉,喜歡自說自話,他們自己不斷地在為核能的正當(dāng)性進(jìn)行自正,不大關(guān)心其他人怎么看待核能。”湯搏舉了個例子:這次大會的主題叫做清潔、綠色、可靠,但實際上,國內(nèi)對核能的爭論非常多,很多人認(rèn)為核能并不是清潔能源。“這是學(xué)術(shù)界需要研究的事情,所以我們在思考問題的時候,一定要有開放的心態(tài),一定要了解其他行業(yè)對我們怎么看。”
除了安全性,第二個問題就是經(jīng)濟(jì)性。隨著新能源技術(shù)革新加速、成本大幅度降低,帶來的市場競爭挑戰(zhàn),核電必須要在安全性和經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一中來提高競爭能力。
縱觀核電半個多世紀(jì)的發(fā)展史,世界上核電使用的依然是上世紀(jì)美國提出的反應(yīng)堆體系。“每次重大核事故以后,我們就要上面加一些設(shè)備、系統(tǒng),這實際上是外延式的發(fā)展,沒有本質(zhì)的創(chuàng)新。”湯搏覺得,這樣的做法使得核電的造價使電力行業(yè)沒有辦法承受。
作為核電的投資開發(fā)商,王炳華也深刻地認(rèn)識到,核電項目的地理空間、市場空間和政策空間對核電站的效益有著巨大的影響。他建議,在技術(shù)方面,要繼續(xù)通過創(chuàng)新簡化設(shè)計,使設(shè)備、材料和工程量大幅度減少,同時完善標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、工廠化預(yù)制、模塊化施工的模式,提高建造效率。另一方面,要加大與產(chǎn)業(yè)鏈上下游合作力度的同時,廣泛開展國際合作,從核電站產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)來降低建造成本,并借助國際分工的優(yōu)勢來推進(jìn)核電項目的建設(shè)。
(王春)
新聞來源:中國科技網(wǎng)