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核工业在这个国家的地位从未改变

北极星电力网新闻中心  来源:中国核工业  作者:王潮腾 李玉东  2019/2/28 9:28:05  我要投稿  
所属频道: 核电   关键词: 核工业 核电站 俄罗斯

北极星核电网讯:1.核工业俄罗斯视为国家高技术产业和战略核心力量,70余年来其战略性地位和定位从未改变,始终担当国家利益最大化的利器与重器。

(来源:微信公众号“中国核工业”  ID:cn_industry  作者:王潮腾 李玉东)

2.通过机构改革,俄核工业建立了政企合一和集群化运作新模式,以国防订单和其他大板块为主,多元化发展为辅,打造全球化综合型核工业能源集团。

3.俄核能发展方向已明确以技术领先一步和引领国际市场开发为核心目标。俄罗斯国家原子能集团(ROSATOM)集合自身和各科研院所优势资源,推动尖端高科技深度研发,科研与产业融合发展。

4.俄制定了国内上下一盘棋、以核能合作为抓手、全产业链密切配合、全球布局架构。通过独有成熟技术、全产业链一揽子解决方案、出口信贷等组合拳模式,已经取得核电海外市场布局的重大成功。至2018年10月,ROSATOM海外核电订单项目已达12个国家36台,订单数量占国际市场份额的50%以上。

5.俄瞄准核电可持续发展和核燃料闭式循环目标,展开国家重大核能专项“突破”科技创新计划,推动“双元”发展战略。当前俄国际市场商业订单以不同功率的VVER机组为主,后续将会过渡到热中子堆和快中子堆共存的局面。伴随快堆商业化加速,俄核电技术呈多元化发展趋势。

俄罗斯是世界能源生产和出口大国,也是我国第一大原油进口来源国和极为重要的能源贸易合作伙伴。俄核能技术一直引领全球。俄罗斯政府指出,核能是国家高技术产业,符合生态安全、产业安全的最高要求,将继续扩大项目出口。俄希望依靠本国成熟的核电技术为全球多个国家提供能源解决方案,带动装备等全产业链出口,实现本国利益的最大化。

机构改革,建立政企合一和集群化运作新模式

核工业是俄核强国地位和国家安全、国民经济发展的保障。核能作为国家战略核心力量,其发展已纳入俄国家安全、经济发展及能源安全战略。俄核工业国家战略性地位和定位从未改变,历经70多年的发展已形成完整的产业体系,拥有1000余家企业和科研机构,从业人员约28万人。俄核能发展方向已明确以技术领先一步和引领国际市场开发为核心目标,将俄核能技术融入国际市场,依托国际市场持续发展。俄核能技术领先目标落实主要是以自主原创和科技创新为核心,集合俄罗斯国家原子能集团(ROSATOM)和各科研院所优势资源,推动核武、核动力舰艇、核电等尖端高科技技术的深度研发,以市场为导向,科研与产业融合发展。

2007年12月,ROSATOM由政府机构国家原子能署改制为国家企业集团,同时兼具政府职能。企业集团的权力核心包括监管委员会和总经理,均由总统任命。实行总经理负责制,内部实行板块化运作,组建了核武综合体和核与辐射、核能机械、核电、燃料、铀资源、核电工程、铀资源和技术出口、海外板块、核医学、科技创新、核动力舰船等板块。为了确保本领域的可持续发展目标,除满足国防订单和其它专业主营业务之外,积极推动多元化发展,布局可再生能源、储能、新材料、数字化、智慧城市、超级计算机、激光、油气领域机械装备制造、北冰洋航线运输等行业,打造全球化综合型核工业能源集团。

全力竞争国际市场

ROSATOM集团成立之初,便明确了核能领域国际市场开发和行业领先的战略发展目标,并计划通过高技术产品和服务出口方式,力争每年为俄带来35亿美元的外汇收入。

目前,俄核能战略已确定为三个核心方向:一是增加国际市场份额,做世界核能市场的引领者;二是降低成本和流程改造,创造最有竞争力的产品;三是充分发挥民用核能项目的知识和技术,开发国内、国际市场需要的新产品。

围绕三大核心目标,俄制定了国内上下一盘棋、以核能合作为抓手、全产业链密切配合、全球布局架构:从政府层面,总统、总理亲自推销,政府各部门支持协作,通过政治、外交为海外市场开发保驾护航;从企业层面,集团统一指挥协调具体业务,各板块明确分工,合力对外,形成协同效应。采取政府信贷、EPC、BOO、合资参股、全产业链、全寿期服务等商业组合模式。

俄通过独有成熟技术、全产业链一揽子解决方案、出口信贷等组合拳模式,目标锁定亚洲、拉美、非洲等地新兴市场和部分欧洲国家,取得了核电海外市场布局的重大成功。至2018年10月,ROSATOM海外在建项目25个,海外核电订单项目已达12个国家36台。其中,订单数量占国际市场份额的50%以上,10年期订单累计金额1330多亿美元,领先各竞争对手。

俄当前签约核电项目主要分布在中国、伊朗、印度、土耳其、白俄罗斯、芬兰、匈牙利、孟加拉、约旦、埃及等国,并同乌兹别克斯坦、玻利维亚、埃塞俄比亚、赞比亚等国签署了各类合作协议,同塞尔维亚、塔吉克斯坦、保加利亚、印尼、哈萨克斯塔、南非、日本等国商谈深化核能合作事宜。

稳步推进国内核电项目建设

俄国内现有10座核电站,在运机组35台,其中VVER机组18台,石墨堆15台,快中子堆2台,核电总装机容量27.9GW,总发电量占国内发电总量的18.9%。2017年俄核能发电量近2030亿千瓦时,创历史最高纪录。除此之外,另有6台机组在建,俄首台浮动堆已经完成装料,计划于2019年底投运。根据俄国家电力规划,至2030年,核能发电将不低于18%,计划建造22台新机组,退役21台在运机组。

基于老机组退役替代、国内电力需求弱于预期和新一代示范堆机组建设等因素,俄重点任务将放在开发国际市场,但国内也在稳步推进VVER-1200和VVER-TOI新一代机组建设。2017年2月27日,俄投运全球首台VVER-1200机组;2018年4月29日,俄开工建设全球首台VVER-TOI机组,并计划后续大规模建设该型号机组,以替代国内即将退役的石墨堆。除此之外,俄确定建造小堆示范堆, 计划2019年确定场址。

推进“突破”创新计划

2010年俄启动国家重大核能专项“突破”科技创新计划,集中各科研院所精英力量,以快堆为载体,研发钠冷、铅冷、铅铋快堆,MOX燃料,乏燃料处理处置等项目,力争实现核电可持续发展和核燃料闭式循环目标。

在快堆方面,俄BN-800机组于2015年12月并网发电,现装载20%的MOX燃料;BN-1200堆是俄最新提出的大型商用快堆技术,现初步设计和总体设计工作已经完成,相关试验验证工作已结束;中西伯利亚化学联合体建造BREST-OD-300铅冷试验示范快堆已开工建设,计划2026年投入商运;全球功率最大的多用途研究快堆MBIR也正在建设;另外,后处理中试厂已经能够生产出合格的MOX燃料组件,将逐步满足快堆MOX燃料的需要。俄方预测,俄快堆对VVER机组的乏燃料处理能力,2050年之前为130吨/年,2100年前可达650吨/年。

除此之外,俄正在积极推动热核聚变堆技术研发,确定了高温气冷堆、钍燃料循环、盐熔堆研发方向。至此,“突破”计划全面展开。

确定“双元”发展战略,布局核电未来

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当前俄国际市场商业订单以不同功率的VVER机组为主,后续将会过渡到热中子堆和快中子堆共存的局面,俄钠冷快堆将更接近商业应用,到本世纪中叶,快堆数量将会大幅增加,核电技术呈多元化发展趋势。

为了落实核能技术“领先一步”和“双元”发展战略,俄正在加快国内快堆项目建设和国际市场布局,希望在快堆技术和闭式燃料循环领域继续保持市场竞争优势和引领地位。

当前,俄核能双元战略的主要任务是优化升级VVER技术和推动快堆的工业化运用。

首先,加快推动商业快堆项目落地。商业快堆建设是俄双元发展战略的核心组成部分,俄BN-600原型快堆和BN-800商用示范快堆机组已分别于1980年4月和2016年10月31日建成投运。 2017年,快堆发电量创历史最高纪录,达102亿千瓦时(2016年84亿千瓦时),其中BN-800机组发电量55.7亿千瓦时, BN-600机组发电46.3亿千瓦时。目前,BN-600机组正在进行医用钴-60同位素的生产准备,BN-800计划2019年全部更换为铀钚混合燃料。BN-1200机组是在已安全运行30多年BN-600以及BN-800的基础上设计研发的大型商用快堆,更加注重固有安全性和非能动安全系统的使用,其安全性和经济性符合第4代核能系统要求,将完全按照商业标准建设运营。根据俄核能发展规划,2035年之前将建造3台BN-1200快堆机组。2018年初,ROSATOM向普京总统报告称,后续计划组合推广热中子堆和快堆技术,准备2020年后国内建造首台1200MW快堆机组。

其次,不断优化升级VVER技术。VVER是本世纪内俄国内和全球的重点核电技术,也是确保俄全球市场存在的核心技术。为了抢占核电市场制高点,俄不失时机,推出了VVER-1000、VVER-1200(AES-2006)三代核电技术,借助较为完备的政府+商业运作模式强势进入国际市场,赢得了不少核电订单。

2017年,ROSATOM批准VVER技术优化计划,确定了优先发展目标:一是基于VVER-1200建造和运行经验,向VVER-TOI技术过渡,推动VVER-TOI项目在俄国内和国外的建设;二是研发VVER四代超级反应堆;三是以俄海外市场为目标,研发100~700MW中小功率反应堆,并计划2年内完成VVER-TOI项目的基准设计;5年内根据VVER-1200(AES-2006)建设和调试经验,在具体厂址完善VVER-TOI项目设计,并通过各具体要素基准的改进和标准化解决方案来降低基建和运行费用,支撑国际市场竞争能力,首堆已在库尔斯克第二核电站开工建设;10年内将研发超级VVER谱调节堆;20年内研发VVER-SKD(超临界压水堆)技术。

VVER-TOI是俄VVER-1200(AES-2006)的优化升级版,又称标准化、优化和信息化VVER堆和VVER-1300堆,其额定热功率3300兆瓦,燃料功率分布因子0.93,设计增加了非能动安全系统,空气作为最终热阱,可实现停堆后72小时无人工干预;反应堆压力容器采用抗辐照脆化材料,设计寿命可达60年;可实现24个月换料周期;并采用模块化建设,建设周期可缩短至40个月,造价经济性和安全性极大提升。

超级VVER谱调节堆又称超级反应堆,其设计的主要目的是提升俄VVER技术的经济性,减少对天然铀的使用,满足各类市场需求。

VVER-SKD是超级堆的创新版本,又称VVER超临界压力堆,属于四代核电技术。主要特点是超临界蒸汽参数和中子调节谱。采用双回路或单回路反应堆快速共振谱设计思路,主要优势在于建设费用低、建设周期短,热效率可达41%~43%。

另外,基于460余台压水堆核动力舰船建造经验研发的VBER反应堆装置,计划建造700MW的陆基和水上浮动堆核电站,以满足国内边远地区和国际市场需求。

为了落实国家北极地区能源和矿产资源开发战略,确保北冰洋航线可靠安全,俄于2017年调整了压水堆核动力破冰船发展计划,增加了破冰船建造数量。目前,俄在运4艘核动力破冰船, 3艘60MW级破冰船处于不同的建造阶段,计划2019~2021年投运。按计划还将新开工建造2艘60MW级破冰船。此外120MW级核动力破冰船已完成研发,计划2020年在远东地区建造。预计到2035年还需要8艘类似舰船, 俄罗斯将在2035年建成一支总数达到15艘左右的核动力破冰船队。

相关资料来源:普京2018年10月3日《俄罗斯能源周》发言、俄罗斯《2030年能源战略》、俄统计局、俄能源部、俄海关总署、俄国家原子能公司等

(作者王潮腾为中核福建三明核电有限公司原副总经理,现中核霞浦核电有限公司顾问。李玉东单位中核江苏核电有限公司)

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