目前,世界各國除了對正在運行的第二代機組進(jìn)行延壽與補充性建一些二代加的機組外,接下來(lái)新一批的核電建設重點(diǎn)是采用更安全、更經(jīng)濟的先進(jìn)第三代核電機組。我國國家引進(jìn)的美國非能動(dòng)
AP1000核電站屬于第三代核電站的非能動(dòng)型核電廠(chǎng)。 
資料圖:AP1000效果圖
第三代核電站的安全性和經(jīng)濟性都將明顯優(yōu)于第二代核電站。世界各國除了對正在運行的第二代機組進(jìn)行延壽與補充性建一些二代加的機組外,接下來(lái)新一批的核電建設重點(diǎn)是采用更安全、更經(jīng)濟的先進(jìn)第三代核電機組。我國國家引進(jìn)的美國非能動(dòng)
AP1000核電站屬于第三代核電站的非能動(dòng)型核電廠(chǎng),廣東核電集團公司引進(jìn)的法國EPR核電站屬于第三代核電站的改進(jìn)性核電廠(chǎng)。
AP1000的優(yōu)劣
我國國家引進(jìn)的美國非能動(dòng)AP1000核電站屬于第三代核電站的非能動(dòng)型核電廠(chǎng),AP1000核電廠(chǎng)在安全系統設計上的最大創(chuàng )新點(diǎn)著(zhù)眼于“非能動(dòng)”。在發(fā)生自然災害或者意外事故的情況下,機組可利用自然物理現象,即重力、自然循環(huán)(蒸發(fā)、冷凝和密度差)等,驅動(dòng)應急堆芯冷卻系統及其他安全系統,從而防止發(fā)生類(lèi)似福島核電站因斷電而導致的一系列危機狀況。
這一機型擁有的其他優(yōu)勢還包括:設計壽命為60年,比二代核電技術(shù)的設計壽命長(cháng)20年;反應堆燃料元件換料周期為18個(gè)月,而采用二代技術(shù)的機型周期則是12個(gè)月;此外,由于簡(jiǎn)化了核島系統,并采用模塊化設計和建造,AP1000的建設工期也得以縮短。
由此看來(lái),相比二代技術(shù),AP1000確實(shí)在理論設計方面顯現出不少優(yōu)勢,然而因為缺乏工程實(shí)踐,這一機型的安全性也不可避免地受到了質(zhì)疑。
——優(yōu)勢——
安全性:核電站安全目標有兩個(gè)指標,一是反應堆堆芯熔化率(簡(jiǎn)稱(chēng)堆熔概率),二是大規模釋放放射性物質(zhì)的概率(簡(jiǎn)稱(chēng)釋放概率)。如果以每核反應堆每年來(lái)計算的話(huà),二代堆的堆熔概率為10-4,也就是每堆每年出現萬(wàn)分之一的可能性;而釋放概率為10-5,也就是每堆每年有10萬(wàn)分之一的可能會(huì )發(fā)生核物質(zhì)大規模釋放。第三代核電機組要有更高安全目標。即堆芯熱工安全裕量>l5%,堆芯損壞概率<10-5/堆年,大量放射性外泄<10-6/堆年。兩次核電事故后,法規和標準對安全目標的要求又提高了,而AP1000的安全目標比前兩者更高。
AP1000的關(guān)鍵技術(shù)是采用非能動(dòng)安全系統,具體表現在采用非能動(dòng)安注、多級非能動(dòng)自動(dòng)卸壓系統、非能動(dòng)余熱排放系統和非能動(dòng)安全殼冷卻系統。AP1000核電站引入了嚴重事故預防和緩解措施,如堆腔淹沒(méi)技術(shù)、自動(dòng)卸壓系統(ADS)、抑制氫爆的氫復合系統(氫點(diǎn)火器和非能動(dòng)氫催化復合)、堆芯熔融物壓力容器內保持(IVR)等技術(shù)。同時(shí),AP1000采用雙層安全殼和全數字化儀控系統。
AP1000核電站的非能動(dòng)堆芯冷卻系統不依賴(lài)外部電源,采用非能動(dòng)余熱導出、非能動(dòng)安全注入以及非能動(dòng)安全殼冷卻??梢员WC長(cháng)時(shí)間的安全停堆。還可以保證大于72h不用操作員干預。
EPR核電站采用4通道安全系統和雙層安全殼。引入了嚴重事故預防及緩解措施,如穩壓器卸壓、堆芯撲集器和非能動(dòng)氫復合器。
經(jīng)濟性:第三代核電機組要有更好的經(jīng)濟性,具體表現在機組額定功率為l000~1500MWe,可利用因子>87%。換料周期18~24月,電站壽命60a,建設周期48~52月,電價(jià)要能與聯(lián)合循環(huán)的天然氣電廠(chǎng)相競爭。因此,第三代核電機組在技術(shù)上更先進(jìn),經(jīng)濟上更占優(yōu)勢。
——質(zhì)疑——
據媒體報道,美國核監管委員會(huì )(NRC)曾針對AP1000安全殼的設計提出質(zhì)疑,國家核能動(dòng)力學(xué)會(huì )經(jīng)濟專(zhuān)業(yè)委員會(huì )原主任溫鴻鈞也曾在論壇上公開(kāi)表示,認為AP1000的安全殼性能、抗震性、非能動(dòng)安全系統可靠性并沒(méi)有得到美國NRC、美英等核電專(zhuān)家的認可。
8月,溫鴻鈞又發(fā)表文章,列舉了多國近期的核電政策走向,并據此認為AP1000因為存在技術(shù)風(fēng)險及經(jīng)濟風(fēng)險,已從世界核電市場(chǎng)中“出局”,我國應考慮其他第三代技術(shù)。
面對質(zhì)疑,AP1000的支持者也站了出來(lái)。據中國能源報報道,負責中國AP1000項目的國家核電專(zhuān)家委員會(huì )辦公室主任陳章華7月6日在其新浪微博中表示,國家核電6日收到西屋公司關(guān)于AP1000設計認證問(wèn)題的口徑材料,NRC于2005年12月針對西屋公司提交的AP1000設計文件第15版頒發(fā)的設計證書(shū)目前依然有效。
早前,國家核電技術(shù)公司董事長(cháng)王炳華曾在接受媒體訪(fǎng)問(wèn)時(shí)表示:AP1000是在第二代技術(shù)的基礎上發(fā)展而來(lái),其反應堆系統已經(jīng)經(jīng)過(guò)了工程實(shí)踐的考驗。不同點(diǎn)主要在于安全系統的設計。
這或許也是該機型一再因為安全問(wèn)題而受到質(zhì)疑的原因。據國外媒體報道,NRC對于AP1000的認證進(jìn)程一再推遲,國內專(zhuān)家的焦慮也部分來(lái)源于此。

中國第三代核電自主化依托項目——浙江三門(mén)核電站兩臺機組和山東海陽(yáng)核電站兩臺機組,已于2007年12月31日下達開(kāi)工令,工程設計、設備采購、現場(chǎng)工程建設準備全面鋪開(kāi)。資料圖:浙江三門(mén)核電項目一期工程前期準備性施工情景。

資料圖:山東海陽(yáng)核電站效果圖
中國第三代核電技術(shù)前景漸明
日本核事故對中國核電行業(yè)最重大的影響是技術(shù)選型落定。在核事故之前,中國核電路線(xiàn)可用“亂”來(lái)形容,目前國內共存在二代、二代加及三代核電堆型,同時(shí)擁有美國、法國、加拿大、俄羅斯及自主研發(fā)共五國技術(shù)路線(xiàn),技術(shù)力量投資非常分散,新建的核電機組中以我國自主研發(fā)的二代加堆型CPR1000為主。日本核事故發(fā)生之后,核安全受到了廣泛關(guān)注,AP1000的安全性遠高于CPR1000,在未來(lái)核電的發(fā)展中,將正式取代CPR1000,成為主流堆型。
——三代技術(shù)缺乏實(shí)踐檢驗是爭論焦點(diǎn)——
與第四代核能技術(shù)相比,三代技術(shù)是“更接近的蛋糕”。此前,即便中國已經(jīng)選擇第三代核能技術(shù)作為我國核電發(fā)展的主流,有關(guān)二代還是三代技術(shù)的爭論卻似乎并未停止。
福島核事故發(fā)生之后,在理論上擁有更好安全性的三代技術(shù)已經(jīng)占據上風(fēng)。包括美國西屋公司的AP1000技術(shù)及歐洲壓水堆(EPR)技術(shù)在內,中國已經(jīng)展開(kāi)相關(guān)工程實(shí)踐。
9月22日,作為全球首個(gè)AP1000核電機組,浙江三門(mén)核電1號機組反應堆壓力容器成功吊裝。此后,該機組全面進(jìn)入主系統安裝階段。在中國與美國西屋公司約定引進(jìn)的4座反應堆中,三門(mén)1號機組是預計最早建成發(fā)電的一個(gè)。AP1000核電技術(shù)是美國西屋公司開(kāi)發(fā)的一種第三代先進(jìn)核電技術(shù),比二代核電技術(shù)具有更高的安全性。
業(yè)內專(zhuān)家表示,對于三代技術(shù)而言,當前最受爭議的內容正集中于缺乏實(shí)踐檢驗,由此,相關(guān)工程的展開(kāi)則顯得更為重要。
——技術(shù)路線(xiàn)基本確定——
10月,全國政協(xié)經(jīng)濟委員會(huì )副主任、國家能源局原局長(cháng)張國寶在接受媒體采訪(fǎng)時(shí)表示,技術(shù)路線(xiàn)的選擇是集體的決策。我國早已明確改進(jìn)型第二代核電技術(shù)是一種過(guò)渡,未來(lái)的發(fā)展道路是要引進(jìn)、并消化吸收第三代核電技術(shù)。
目前,“核安全規劃”出臺后,中國核電究竟會(huì )走向何方,各種猜測均已涌現。不過(guò),相比于未來(lái)全部上馬AP1000的較為激進(jìn)的說(shuō)法,以AP1000及EPR為主的全面引進(jìn)路線(xiàn)似乎更加切實(shí)。
10月23日,廣東臺山核電1號機組核島穹頂成功吊裝就位。該項目由中廣核集團與法國電力公司按照70%和30%的比例共同出資建設,是世界上第三個(gè)在建的EPR項目。
在安全設計上,EPR的特殊之處在于如果反應堆堆芯發(fā)生熔毀,輻射物質(zhì)將被收集到一個(gè)巨大的爐灰箱內,箱體可以承受1500℃的高溫,這樣可以防止輻射物質(zhì)泄漏至土壤或是空氣中。
法國作為核電占比最高的國家,全境正在運營(yíng)的反應堆共有58個(gè),其中至少有1/3已經(jīng)面臨“老齡化”問(wèn)題。福島核事故后,法國仍然抓緊建設驗證EPR,他們計劃今后逐步建造40臺EPR機組,而不再建二代機組。
——關(guān)鍵設備硬性國產(chǎn)化——
核電裝備國產(chǎn)化是我國能源安全策略的重要措施之一,是核電國產(chǎn)化的主體。從我國第一次引進(jìn)核電技術(shù)以來(lái),核電所用的高端裝備對國外企業(yè)的依賴(lài)度比較高。引進(jìn)AP1000后,我國引進(jìn)策略中強調了關(guān)鍵設備的國產(chǎn)化,提出了依托項目4臺機組按設備價(jià)值計算的國產(chǎn)化率分別為40%、50%、60%和80%,從第5臺機組開(kāi)始基本實(shí)現全部國產(chǎn)化。
——101項核電標準將發(fā)布——
《壓水堆核電廠(chǎng)核安全有關(guān)的鋼結構設計要求》等101項能源行業(yè)核電標準的報批、編校和印刷工作已經(jīng)在今年9月底完成,預計經(jīng)國家能源局批準后發(fā)布實(shí)施。這標志著(zhù)我國壓水堆核電廠(chǎng)標準體系建設工作已邁出實(shí)質(zhì)性步伐,為建立和完善我國核電標準體系奠定了基礎。
在這101項標準中,《核電廠(chǎng)工程建設預算編制方法》等4項核電工程經(jīng)濟類(lèi)標準填補了該領(lǐng)域的空白,《核電廠(chǎng)核島機械設備無(wú)損檢測》統一了不同的檢測方法和驗收標準,《壓水堆核電廠(chǎng)用不銹鋼》等30多項核島機械設備和材料系列標準對促進(jìn)核電設備和材料的國產(chǎn)化具有重要意義。
中廣核董事長(cháng)賀禹向媒體透露:“目前全國在建、在運核電機組安全檢查、評估工作已經(jīng)告一段落,安全檢查報告正在形成之中;《核安全規劃》、《核電中長(cháng)期發(fā)展規劃》兩個(gè)規劃正在推進(jìn),有望年底前完成?!绷?yè)嗤耸客嘎?,?/span>2020年,國內核電裝機規模將不低于6000萬(wàn)千瓦,這意味著(zhù)在目前已運行近1200萬(wàn)千瓦裝機的基礎上增長(cháng)5倍以上。
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