記者從第二十五屆國(guó)際核工程大會(huì)獲悉,目前核能在我國(guó)已進(jìn)入規(guī)?;l(fā)展新時(shí)期。我國(guó)共有在運(yùn)核電機(jī)組36臺(tái),在建機(jī)組20臺(tái),居世界第一,總裝機(jī)容量約5693.5萬(wàn)千瓦,到2020年,核電運(yùn)行和在建裝機(jī)容量將達(dá)到8800萬(wàn)千瓦。
非能動(dòng)三代核電技術(shù)從藍(lán)圖變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),浙江三門和山東海陽(yáng)AP1000項(xiàng)目建設(shè)工程的熱試工作全面結(jié)束,1號(hào)機(jī)組計(jì)劃于今年第四季度相繼并網(wǎng)發(fā)電。我國(guó)自主開發(fā)并具有完整知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“華龍一號(hào)”全球首堆-福清核電5號(hào)機(jī)組于今年5月25日實(shí)現(xiàn)反應(yīng)堆廠房穹頂?shù)跹b。此外,我國(guó)自主開發(fā)的CAP1400非能動(dòng)核電技術(shù)示范工程也即將開工建設(shè)。
過(guò)去十年,是我國(guó)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(shí)現(xiàn)第三代核電自主化的依托,我國(guó)決定引進(jìn)美國(guó)西屋公司AP1000非能動(dòng)三代核電技術(shù),并成立了國(guó)家核電技術(shù)公司。如今,AP1000首臺(tái)機(jī)組即將建成發(fā)電,中國(guó)終于完成了三代核電技術(shù)的國(guó)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(wú)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(dòng)型壓水堆核電技術(shù)”。AP1000最大的特點(diǎn)就是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)練,易于操作。和傳統(tǒng)的能動(dòng)壓水堆安全體系相比,非能動(dòng)的安全體系要簡(jiǎn)單有效得多,既進(jìn)一步提高了核電站的安全性,同時(shí)也能顯著降低核電機(jī)組建設(shè)以及長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)的成本。
世界首批AP1000核電機(jī)組是中美兩國(guó)最大的能源高科技合作項(xiàng)目。據(jù)國(guó)家電力投資集團(tuán)公司董事長(zhǎng)王炳華介紹,依托項(xiàng)目采用美方設(shè)計(jì)、中方建造、中外聯(lián)合、中方為主的建設(shè)方案。
“一項(xiàng)新的核電技術(shù)應(yīng)用,從圖紙到工程從來(lái)都不是容易的事情,三代核電60年壽期對(duì)設(shè)備制造的要求非常高。”面對(duì)設(shè)備制造、工程建設(shè)和工程設(shè)計(jì)的全新挑戰(zhàn),我國(guó)不但一一克服了困難,還深入理解和掌握了非能動(dòng)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(guó)產(chǎn)化率從1號(hào)機(jī)組的32%逐步提高到4號(hào)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn),結(jié)合中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的要求以及福島核事故之后的經(jīng)驗(yàn)反饋,完成了本土化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),并建立了覆蓋設(shè)計(jì)、采購(gòu)、制造和建造的整個(gè)項(xiàng)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(shuō)。
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(guó)開始自主開發(fā)CAP1400非能動(dòng)核電技術(shù)。大型先進(jìn)壓水堆CAP1400核電工程的開發(fā),這項(xiàng)工作被列為國(guó)家43個(gè)重大科技專項(xiàng)之一,國(guó)內(nèi)近200多家企業(yè)、2萬(wàn)多名技術(shù)人員參與到研發(fā)設(shè)備、試驗(yàn)驗(yàn)證、設(shè)備研制、材料研制的各個(gè)環(huán)節(jié),目前CAP1400已經(jīng)通過(guò)安全評(píng)審,位于山東榮成的CAP1400示范工程的詳細(xì)設(shè)計(jì)完成了96%,即將開工建設(shè)。
CAP1400核電站采用完全非能動(dòng)安全設(shè)計(jì)理念,功率為150萬(wàn)千瓦,設(shè)計(jì)壽命60年,是目前世界上功率最大的非能動(dòng)壓水堆核電站。在嚴(yán)重事故發(fā)生的情況下,72小時(shí)之內(nèi)不需要人工干預(yù),72小時(shí)之后只需要少量的場(chǎng)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(píng)審歷時(shí)17個(gè)月,260多位專家學(xué)者直接參與,30多次的對(duì)話、討論,887個(gè)工況試驗(yàn),提出、解答各類問(wèn)題5000余個(gè)。
令人興奮的是,三代核電技術(shù)設(shè)備材料正在實(shí)現(xiàn)自主化。國(guó)內(nèi)企業(yè)已經(jīng)掌握了符合國(guó)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(jì)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(xiàng)關(guān)鍵材料,符合國(guó)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(guó)產(chǎn)化率將達(dá)到85%以上。
隨著我國(guó)核電企業(yè)與阿根廷、土耳其、南非、英國(guó)等國(guó)簽署了一系列協(xié)議,“華龍一號(hào)”和CAP1400為代表的中國(guó)自主核電型號(hào)已成為繼高鐵之后承載中國(guó)高端制造業(yè)出海的“新名片”。據(jù)悉,中國(guó)目前已經(jīng)“走出去”6臺(tái)核電機(jī)組,其中包括2臺(tái)“華龍一號(hào)”核電機(jī)組。
上海核工程研究設(shè)計(jì)院院長(zhǎng)鄭明光說(shuō):“出口一個(gè)核電站,相當(dāng)于出口100萬(wàn)輛小汽車。”因?yàn)橹袊?guó)核電“走出去”的不只是技術(shù),還有裝備制造和人才隊(duì)伍。每一座核電項(xiàng)目的“走出去”都意味著整個(gè)核電產(chǎn)業(yè)鏈體系的走出去,不只是一個(gè)產(chǎn)品,為我國(guó)帶來(lái)的將是技術(shù)發(fā)展的價(jià)值、設(shè)備裝備的價(jià)值、人才發(fā)展的價(jià)值等。
壓力與希望并存的時(shí)代
我國(guó)核電技術(shù)登堂入室的同時(shí),也不能忽視目前核電工業(yè)存在的問(wèn)題。
“目前核能工業(yè)處在一個(gè)什么樣的時(shí)代?是有著巨大分歧、壓力和希望并存的時(shí)代。”去年,有人問(wèn)國(guó)家核安全局核電安全監(jiān)管司司長(zhǎng)湯搏:“怎么樣保證核電站的乏燃料幾萬(wàn)年、幾十萬(wàn)年的安全?”湯搏回答說(shuō):“你能預(yù)測(cè)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(cè)核電幾萬(wàn)年、幾十萬(wàn)年以后的事情,多不公平。”
這件事讓湯搏意識(shí)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(lái),反核人的觀點(diǎn)依然沒(méi)變,還是安全問(wèn)題。”湯搏覺(jué)得,誠(chéng)然核能領(lǐng)域還有一些工作仍有不足,但最重要的問(wèn)題還是社會(huì)宣傳工作沒(méi)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(gè)特點(diǎn),就是圈子比較封閉,喜歡自說(shuō)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(gè)例子:這次大會(huì)的主題叫做清潔、綠色、可靠,但實(shí)際上,國(guó)內(nèi)對(duì)核能的爭(zhēng)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?cè)谒伎紗?wèn)題的時(shí)候,一定要有開放的心態(tài),一定要了解其他行業(yè)對(duì)我們?cè)趺纯础?rdquo;
除了安全性,第二個(gè)問(wèn)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(lái)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)挑戰(zhàn),核電必須要在安全性和經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一中來(lái)提高競(jìng)爭(zhēng)能力。
縱觀核電半個(gè)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(guó)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(shí)際上是外延式的發(fā)展,沒(méi)有本質(zhì)的創(chuàng)新。”湯搏覺(jué)得,這樣的做法使得核電的造價(jià)使電力行業(yè)沒(méi)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(shí)到,核電項(xiàng)目的地理空間、市場(chǎng)空間和政策空間對(duì)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(guò)創(chuàng)新簡(jiǎn)化設(shè)計(jì),使設(shè)備、材料和工程量大幅度減少,同時(shí)完善標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、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(shí),廣泛開展國(guó)際合作,從核電站產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)降低建造成本,并借助國(guó)際分工的優(yōu)勢(shì)來(lái)推進(jìn)核電項(xiàng)目的建設(shè)。
(王春)
新聞來(lái)源:中國(guó)科技網(wǎng)