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近日从中核集团、国家核电、中广核方面获悉,国产第三代核电站建设取得重要进展:具有自主知识产权的“华龙一号”技术首堆福清5号机组自5月开工以来,进度喜人,预计25个月工期的土建阶段工程有望提前至23个月完成;防城港二期也将采用“华龙一号”技术,有望于12月份开工;而同样具有自主知识产权、安全系统整体采用最先进的非能动技术的CAP1400也于近日进行最后一轮评审,有望于明年三月正式开工。至此,国产第三代核电技术将迎来全面的蓬勃发展期。
2011年福岛核事故之后,全球核电行业一度陷入了停滞与收缩,中国也曾暂停新项目审批、并进行大范围的核电检修与安全升级。目前,中国核电技术尤其是自主研发的第三代核电技术,已经可以完全应对类似福岛核事故的极端情况。多家核电企业的负责人都明确表示,福岛核事故不会在中国重演。
“第三代核电”时代来临
12月8日,国新办联合国家能源局、国家核安全局、国家核应急办等单位共同举办“走进中国核电企业”发布会,国家能源局核电司司长刘宝华通报了“十二五”以来,中国核电事业取得的长足发展。截止目前,中国大陆地区已有运行核电机组27台,装机容量2550万千瓦,较“十二五”初期新增14台机组、1470万千瓦装机容量,实现了装机容量的翻一番还多。截止目前,我国大陆地区在建核电机组24台,装机容量2636万千瓦,在建规模世界第一。
刘宝华透露,能源局正在研究编制核电“十三五”规划。而根据此前发布的核电中长期发展规划,到2020年,我国运行核电装机达到5800万千瓦,在建3000万千瓦左右。
在未来的核电建设中,第三代核电技术无疑将成为主角。
第三代核电站与第二代核电站相比具有更好的安全性与经济性,具有预防和缓解严重事故的能力,目前正开始商业化建设。第三代核电站的主要机型有美国西屋公司的AP1000,美国GE公司的ESBWR,俄罗斯的WER,法国阿海珐的EPR,以及中国自主研发的“华龙一号”和CAP1400。
中国在三代核电技术的研发和应用方面,走在世界前列。2015年5月7日,我国具有自主知识产权的“华龙一号”百万千瓦核电机组在福清核电顺利开工,也使中国成为继美国、法国、俄罗斯之后,又一个具有独立自主的三代核电技术的国家,跻身先进核电技术行列。
“华龙一号”由中核集团和中广核集团联合研发,具有自主知识产权,采用能动与非能动相结合的设计理念,单台机组的输出功率达115万千瓦。今年12月,“华龙一号”的又一示范工程、中广核防城港二期工程将开工。
中国另一项具有自主知识产权的第三代核电技术CAP1400,是由国家核电技术公司在引进消化吸收美国AP1000核电技术基础上,应用非能动设计理念,通过重大专项科研,实现再创新的第三代核电技术成果。
CAP1400单台机组的输出功率达到了150万千瓦,比通常的百万千瓦核电厂的发电能力高出50%。CAP1400于近日进行最后一轮评审,有望于明年三月正式开工,选址为山东荣成。
2015年是中国核电里程碑式的一年,这一年里,二代核电陆续收官,国产三代核电示范项目陆续开工。可以说从2015年起,中国核电新开工项目即将全面进入“三代”时代。
“国产化率85%”是怎样炼成的
伴随着中国第三代核电自主研发能力发展起来的,还有中国的核电装备制造能力。1987年大亚湾核电站建设的时候,国产化率只有1%,连建设需要的水泥、瓷砖都需要进口。而现在,“华龙一号”、CAP1400这些第三代核电技术的国产化率都达到85%。
2004年时,党中央、国务院决定引进第三代核电技术,招标工作历时两年多,上百名专家参与,最终通过专家投票决定引进的核电技术路线为美国西屋的AP1000。可以说,关于引进AP1000的决策过程,是集中行业智慧的民主而科学的决策过程。
为了给再创新留有余地,中方坚持在合同中写明在AP1000基础上作出重大改进和再开发的堆型,拥有自主知识产权。最后经过艰难的谈判,西屋方面提出折中方案,即如中方自己开发的非能动大型压水堆功率超过135万千瓦,则中方拥有自主知识产权,可以对第三国出口。
2007年,上海核工院整建制划归国家核电技术公司,成为我国引进消化吸收第三代先进核电技术AP1000并在此基础上实现再创新的技术主体,负责大型先进压水堆核电站重大专项CAP1400的研究开发和总体设计。
2008年,党中央国务院将大型先进压水堆核电站研发列为十六项国家科技“重大专项”之一,旨在通过研发具有自主知识产权的CAP1400核电技术,带动中国核电装备制造业形成国际主流市场的竞争能力。
为突破135万千瓦净功率出口限制条款,上海核工院在型号设计顶层方案中提出了根本性创新:增加了钢安全壳厚度直径,扩大主管道和增加蒸汽发生器流通面积,主泵流量增加到21%,反应堆堆芯从157盒燃料组件变成了193盒燃料组件,优化整个回路的流通特性等等。
而为了将这些设计理念工业化,在国家“重大专项”和新型举国体制推动下,国内设备制造商技术攻关,实现了从不会到会、从二代设备向三代设备的跨越:突破了钢制安全壳、反应堆压力容器、蒸汽发生器、大锻件等关键设备和材料设计制造,形成了一批具有先进技术、工艺、质量、管理水平的优秀核电装备制造企业。
可以说,国家重大专项的支持为中国核电先进设计理念的工业化、以及核电装备制造水平的提升起了至关重要的作用。“如果没有这个重大专项,国内很多堆型不能落实。”国家核电副总经理、上海核工院院长郑明光称,“现在我们国内很多制造厂都能做三代设备了。”
目前,国内配套产业和资源已具备支撑每年在国际国内市场新开工建设10~12台核电机组的综合能力。“华龙一号”、CAP1400这些第三代核电技术的国产化率都达到了85%。“华龙一号”总设计师邢继称:“强大的国产化能力的支撑,能为中国核电走出去起到很大的作用。”
至于为何不是100%国产,邢继表示,并没有刻意追求100%国产化,“关键设备已经都能国产化,但考虑到核电发展的全球化环境,部分部件上还是选择国际合作的方式。”邢继称。
从另一角度来说,最初从美国西屋引进的AP1000依托项目三门1号机组,虽然因为设计固化、美方设备制造等问题,工期延长了三年多,但是正是基于这一依托项目的建设实践,我国才能掌握三代核电研发设计、工程建设和设备制造技术,才能在三代核电工程建设领域走上世界前列。
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