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走出中国创造的自主化核电之路

发布时间:2020-07-13 20:52:36 阅读: 来源:美发椅厂家

自1984年秦山一期核电站浇灌第一罐混凝土以来,中国在核电之路上已走过了近28个年头。根据中国核电协会资料,目前中国已运行的核电机组有15台,总装机容量1256万千瓦。在建机组26台,约占全球在建机组的40%。

从建设初期的“万国牌”局面到敢为天下先上马三代技术,中国创造的自主化核电技术路线日渐明晰。而核电安全标准更是高起点诞生,从一开始就与国际接轨,并在开发中“步步升级”。发展核电作为中国能源调整的必由之路,不能受福岛事故的影响而因噎废食。休整之后,中国将在安全高效的原则下,怀揣着核电强国梦再出发。

技术路线:从万国牌到中国创造

1983年3月,以“回龙观会议”(即“核电技术政策研讨会”)的召开为标志,中国确立了以“引进+国产化”为主的核电技术路线。

与会的200多位各方面专家一致认为,我国发展核电应采用百万千瓦级压水堆机组,要引进、吸收国外先进成熟技术、高起点起步,通过技贸结合,逐步实现国产化,跨越式跟进国际发展趋势。

在这样的思路下,中国核电经历了“三轮发展”之路。“1980年代第一轮发展中主要是引进和国产化并重;1990年代,又经历了以纯粹购买电容为目的的第二轮引进;2002年末至2003年初所确定的新一轮核电发展路线,则是直接引进国外最先进的第三代核电站技术。”中核集团公司科技委常委张禄庆向记者介绍说。

但遗憾的是,由于中国核电经营体制所限和缺少一个统一的核电设备研发机构,中核、中广核、中电投等几大经营公司各自为战,在引进技术时,选择的机型“五花八门”。

据了解,上世纪90年代,中国相继购买了加拿大的重水堆(秦山三期)、俄罗斯的压水堆(田湾)、法国的压水堆(岭澳—大亚湾后续项目)。而在第三轮的引进中,中核购买美国西屋公司AP1000核电站的签约墨迹未干,中广核就被批准购买了法国的EPR核电站。

核电技术“万国牌”的局面,给实现核电技术的标准化、系列化和国产化造成了很大的困难。为此,2007年5月22日,由国务院和中核集团、中电投、中广、中国技术进出口总公司等四家大型国有企业共同出资组建了国家核电技术公司。

据了解,国家核电技术公司将在国务院授权下,代表国家对外签约,受让第三代先进核电技术,并实施相关工程设计和项目管理,通过消化吸收再创新形成中国核电技术品牌的主体,是实现第三代核电技术引进、工程建设和自主化发展的主要载体和研发平台。

2007年3月,随着中美间两份重要协议《核岛供货合同框架协议》和《技术转让合同的框架协议》的签署,美国西屋公司和绍尔公司组成的西屋联合体在我国的第三代核电招标中正式中标,AP1000技术落户中国。

国家核电技术公司专家委员会专家汤紫德表示,AP1000安全目标比现有核电厂领先约两个数量级。在经济性方面,AP1000核岛系统设计简化,厂房建筑和设备配置都大幅减少;其次,AP1000采用模块化设计和模块化建造技术,可有效控制、缩短建造工期;AP1000的核燃料采用简化设计和长周期换料(18至24个月),有利于减少运行维护工作量,降低运行成本。

此外,AP1000的设计寿命为60年,比二代核电的设计寿命长20年,多出20年的运行所创造的经济效益和社会效益更是相当可观。

通过三代核电技术的招标和AP1000技术分转让的实施,中国创造的具有自主知识产权的第三代技术开始浮出水面,如国家核电技术公司研究开发的CAP1400技术,在今年5月提交国家能源局评审,并开始施工图设计,按照国家批准计划,CAP1400核电站将于2013年在山东荣成石岛湾核电基地开工建设,计划于2017年建成发电。而中核的ACP1000技术,中广核的ACPR1000技术也进入了整体设计阶段。

事实上,中国国产化的努力从发展核电一开始就在进行,1984年开建的秦山核电站(一期)就是中国自行设计、建造的。“我国核电发展历来遵循‘以我为主,中外合作’的方针。强调自主创新,设计建设运行管理自主化,设备制造国产化,科技部有专门核电重大专项,里面包括制定标准,研究一些新技术等。我国自主建设了30万千瓦,60万千瓦级核电站,并在引进技术的基础上,批量化地自主建设百万千瓦级核电站。”中国工程院院士叶奇蓁告诉记者。

回顾当年自主研发百万千瓦核电机型的“吃螃蟹”之举,张禄庆记忆犹新。“反应堆是核电厂的心脏,要自主开发的话,这块儿必须要攻下来。当时我们决定要对反应堆动手术,将其堆芯从157盒燃料组件扩大到177盒燃料组件,以增加反应堆的安全裕量。这遭到了很多人的反对,但因为在这之前秦山二期工程中,我们已经将引进的M310百万千瓦机组从三环路改为两个环路的65万千瓦机型,我们觉得自己有能力来做。”

他所在的科研小组对堆芯方案做多种计算对比,集团公司还自筹资金1000多万元,完成了堆芯流量分配试验和堆内构件流致振动试验。“现在这两个试验连美国的AP1000都没做,是国核技委托核动力院来做的。这种对象设计现在在中核集团的三代自主化对象中继续得到沿用。”张禄庆说。

自主研发的过程中,我国核电发挥了后发的优势。在核电厂建造中避免了重复国外早期在设备与系统设计、材料选择等方面的失误,吸纳各种先进技术与现代核电厂运行管理经验,使得我国投运核电机组性能持续改进,运行业绩一直处于世界中值以上水平,从未发生过2级及以上事件。部分机组甚至已达到国际先进水平,有些机组名列前茅。

例如,秦山第三核电厂两台机组在WANO排名中已连续多次位列第一,连续六年达到国际先进水平;1999年以来,大亚湾核电厂在法国同类型机组的安全业绩挑战赛中,获得27项次第一名。

除此之外,我国核电设备制造厂还具有世界上最先进的生产和测试装备,其间,开发或引进了先进的制造技术,采用最新的标准规范,以确保生产设备的性能和质量。

“世界上共有8台三代压水堆核电站在建设,其中6台在中国建设,可见经过一定时间的努力,我国核电将处于国际领先地位。”叶奇蓁对于中国未来核电技术的发展充满了信心。

而且,自主设计的核电站在经济性上也有很大优势。据悉,在美国,已经向核管理委员会提出申请的三个AP1000核电站,“比投资”(平均每千瓦投资)的预算均在4300美元以上。与昂贵的外国第三代核电站相比,自主设计的秦山二期核电站是每千瓦1360美元;采用四台CRP1000机组的辽宁红沿河核电站,总预算投资493亿元人民币,按2008年8月的汇率折合每千瓦1662美元。

“中国具有发展核电的自主技术能力基础,中国核电发展的康庄大道只能是自主路线。”北京大学政府管理学院企业与政府研究所所长路风如是判断。

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