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自主化三代核电新机型开发中应重视和正确处理好继承、消化吸收与自主创新之间的关系,其技术可来自四个方面:
第一,在二代改进型机组上行之有效的成熟改进技术,例如18个月长换料周期、由内向外的低泄漏堆芯换料方案,以及数字化仪控系统和半速汽轮发电机组等,全都继续采用。
第二,一些已完成研发和试验验证多年但尚未在工程中应用的成果,例如将堆芯燃料组件数由原先的157盒增加到177盒,以降低堆芯平均线功率密度等自主设计、单堆布置方式,以及在国内尚未普遍使用的双层安全壳及其非能动安全壳冷却系统等,则应鼓励项目业主选用。
第三,通过三代核电技术招标及其后的技术转让,其完备的预防和缓解严重事故后果的安全措施,例如堆芯熔融物堆内滞留(IVR)技术、自动降压系统、取消压力容器下封头贯穿件、安全壳内置换料水箱、非能动应急余热排出系统、制定状态导向的事故规程与严重事故管理导则、2和3级概率风险评价(PSA)程序的实际运用,以及模块化设计建造等,已为中国核科技人员普遍了解、逐步掌握,并参考借鉴、集成创新,用于具体设计。
第四,总结福岛核事故教训,提出设计改进,例如提高核电厂抗震和防水淹能力、设置移动式应急柴油发电机组、增大蓄电池组容量、保证乏燃料水池冷却安全、综合考虑厂址应急水源的设置,以提高机组应对极端外部事件叠加的能力等,均应实施。
目前已完成的自主化三代核电设计工作业已显示,这种新机型不仅满足美国电力公司要求文件(URD)的要求,而且也符合最新核安全标准。
竞争力+知识产权
众所周知,核电经济性与设备国产化关系十分紧密。上述的自主化三代核电技术的闪光点之一就是,许多二代改进型机组上采用的系统、设备可以继续得到沿用,国产化程度可以在较高的水平上起步。一些尚待在引进的三代工程项目上验证的设备或技术,在自主化三代核电工程设计中已改用国内生产的成熟产品替代,并可达到同样效果。这些举措,不仅保证了安全性,而且将非常有助于降低建造成本。我国已经形成的核电设备生产能力非但不会闲置浪费,而且还会继续得到拓展提高。可以预见,随着自主化三代新机型国内外市场的开拓,其经济竞争性会更加明显。
我国引进三代核电技术的目的是要通过对国外技术的消化吸收、工程示范,实现我国核电技术的跨越发展,开发出有自主知识产权的中国品牌,由核电大国成长为核电强国,而不是要建造多少引进型机组。此外,不同行业的众多事例已经证明,如果本身不拥有自己专利生产的关键产品,自主知识产权的系统也是徒有虚名,要想出口,绝对会受到专利方的刁难。
上述的自主化三代新机型已具备相当好的基础:有关堆芯扩大的物理设计和长周期换料的堆芯燃料管理工作已相当深入;两项关键的水力试验,即反应堆整体水力模拟和流致振动,数年前就已经自筹资金圆满完成;反应堆堆芯设计、国产化燃料组件设计与制造等自主创新和其它改进工作已获准了数十项专利。一些综合集成创新的系统的设计日臻完善。新采用的非能动技术的原理较为简单,重点是用工程试验来验证、修改设计,这更多的是工作量问题。一套完整的国产软件包正成为创新开发的重要支撑。所有这些均为自主化三代新机型将来打入国际核电市场扫除产权障碍。
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