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1.2运行经验
核电机组实际运行方式一方面与所在电力系统的电源结构、负荷特性密切相关,另一方面也与电力体制相关。因此,虽然欧美、日韩等发达国家的核电机组在设计上大都具备了调峰调频能力,也积累了调峰调频经验,但实际运行中,各国依照本国国情对核电参与调峰采取不同策略。
根据调研,法国、美国PJM、加拿大Ontario、日本、韩国等国家和地区的核电装机占比均接近或超过20%(详见表2),发电量占比在20%~80%。其中,法国核电装机占比超过50%,发电量占比超过70%,机组频繁进行日调峰运行;美国、德国核电机组根据电网需求参与调峰运行;日本、西班牙、韩国等国家和地区由于具有充足的调峰电源,电源结构适应负荷特性要求,除在最小负荷时段安排检修外,核电机组一般保持满功率运行。
法国作为世界上核电比重最大的国家,其核电机组调峰主要有以下特点:(1)参与调峰频度高。法国核电机组频繁参与电网日调峰,现役机组中除个别机组不参与电网调峰外,其余机组平均年调峰次数为50次左右,调峰次数最多的机组一年内降出力次数达到130次左右。(2)参与调峰幅度大。通常法国核电机组调峰安排在燃料前65%寿命期内,降出力至27%额定功率运行;在燃料前65%~90%寿命期内,最小技术出力逐步增大;到90%~100%寿命期和燃料延伸运行阶段,出于燃料组件安全性考虑不安排机组调峰(如图1所示)。(3)调峰安排合理。法国电力调度机构根据机组燃料寿命期统筹安排机组参与调峰的次数,以避免某些机组长期运行在频繁调节状态。总体来看,在连续的2~3个换料期内(1个换料期为12~18个月),各台机组参与调节的次数总和基本趋于相同。
2核电调峰安全性的影响分析
2.1三次重大核安全事故原因分析
根据国际原子能机构(IAEA)1990年起草并颁布的国际核事故分级标准(INES),核事故分为7级,灾难影响最低的为1级,影响最大的为7级。在世界核电60多年的发展进程中,共发生3次5级以上的核电安全事故。
1979年8月24日,美国三里岛核电站由于操作判断失误及机械故障,导致堆芯熔毁的严重事故,至少15万居民被迫撤离,不过该事故中由于主要的工程安全设施都自动投入,同时由于反应堆自身的几道安全屏障(燃料包壳、一回路压力边界和安全壳等)保护较好,因而无一伤亡,三里岛事故对环境的影响较小,该事故后被评为5级核安全事故。
1986年4月26日,前苏联切尔诺贝利核电站由于人员误操作及自身设计缺陷(反应堆燃料棒的结构和保护系统不合理)发生至今为止事故等级最高的7级核电事故。切尔诺贝利核电站爆炸造成30人当场死亡,8t多强辐射物泄漏,使电站周围6万多平方千米土地受到直接污染,320多万人受到核辐射侵害,造成人类和平利用核能史上最大一次灾难。
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