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三代核电:AP1000 与华龙一号的跷跷板游戏

北极星电力网新闻中心  来源:东方证券    2018/11/5 9:10:31  我要投稿  
所属频道: 核电   关键词: 三代核电 AP1000 华龙一号

北极星核电网讯:多重因素决定两种技术将并行发展

大量的引进成本

中方在与西屋签订的合同中,付出了近5 亿美元的代价获得了重达20 吨的AP1000 技术资料和260 个软件包,三门与海阳的依托项目更是耗资近千亿,如此巨大的引进成本几乎决定了AP1000 不可能被放弃。

复杂的利益格局

AP1000 目前仅有国电投在勉力支撑,随着华龙一号示范项目的稳步推进,中核与广核大量上马华龙一号机组的意愿日益增强,早期一主一副的论调早已抛诸脑后。作为国内最主要的两大核电业主,尽管AP1000 仍有国家政策扶持,但两大巨头对华龙一号的力推仍将在很大程度上改写先前制定的技术路线。在当前格局下,AP1000 与华龙一号大概率维持齐头并进的态势。

战略安全角度

多一项技术储备更有利于战略安全。两机型之间的关系不应该是被业界误读的水火不容的关系,而应该是互为补充,共同发展。如果说两者今后面临竞争,应该说是建设和运营期间经济性和安全性的竞争,是良性市场竞争,应该得到鼓励。

“统一堆型,多种机型”

降低三代核电成本的必然选择。“统一堆型”是为了提高核电的安全性和整个行业的经济性。因为堆型不同,所采用的燃料和反应堆设计等不一致,会造成反应堆研发、设计、建造、运行、后处理(处置)及安全监管等均存在较大差异,从而给整个行业的安全保障造成更大的难度,也会导致核电基础设施要求更多、投入更大,人员培训更难,最终也会极大地影响

整个行业的经济性

简而言之,“统一堆型”有利于核安全和核工业体系产业链的“精干”,也是美国和俄罗斯等核电先驱国家当初多堆型搞核电建设后得出的宝贵经验教训。

“多种机型”是在“统一堆型”的前提下,随着技术进步和安全要求的提高,阶段性地引入重要设计改进,形成技术不断进步的不同机型,同一机型宜批量建造6~10 台机组左右,这样可以确保行业效益的最大化。我国核电和世界核电发展的长期规划容量空间巨大,可以容纳多种机型。

采用“统一堆型,多种机型”的发展思路,可以更好地推动核电技术创新发展,阶段性地开发新的核电机型,不断提高核电机型性能,确保安全高效发展核电。

利益相关方的博弈决定了核工业演变的走势

从目前来看,国内规模化建设与核电走出去共同支撑起中国核工业的发展空间,AP 系列与华龙系列则构成了中国核电建设的主要技术体系,这两种堆型的消长也是未来一段时期内核电行业的重要看点。

AP 系列手握先发优势,而且技术上确实领先。早在2006 年,AP1000 即被确定为三代核电技术的主力堆型,并于2009 年开始了首堆的建设。技术上,AP 系列创造性地采用非能动安全系统,使得同期的其他三代技术相形见绌。然而,三门首堆的一再拖期给了华龙一号机会,设计上的种种先进理念迄今也未经检验,一定程度上消减了技术的说服力。

华龙系列则有更为深厚的背景。无论是头号央企中核集团,还是国内首屈一指的核电业主中广核,在核工业系统的话语权都远大于以传统电力为主的国电投集团。尽管AP 系列具有诸多优势,但两大核电巨头的力推,使得华龙一号展露出猛烈的上升势头。自首堆开始建设以来,在多方努力下,华龙一号的建设进度比AP1000 顺利的多,也进一步增强了中核与中广核力推华龙一号在国内批量化建设的决心。

因此,虽然两种机型都不会被废弃,但未来一段时期内AP1000 与华龙一号的消长将取决于堆型背后的利益相关方。从目前形势看,AP1000 在早期的规划中一直作为三代核电建设的唯一选项,但中核与中广核的巨大影响力将为华龙一号赢得空间,至于这个空间的体量有多大则取决于各利益相关方的博弈。

附:安全性与经济性等核心指标不相上下

安全性方面,美国原子能研究委员会(NRC)对反应堆堆芯损伤频率(CDF)的要求是1×10-4堆年,美国核电用户要求文件(URD)为1×10-5 堆年,目前的在役核电厂大约为5×10-5 堆年,AP1000 的CDF 为5.08×10-7 堆年,华龙一号的CDF 值低于1×10-6 堆年,均远远上述可参考值;NRC 对大量放射性释放频率(LRF)要求的目标值为1×10-6 堆年(运行电厂允许1×10-5 堆年),URD 为1×10-6 堆年,在役核电厂为1×10-6 堆年~9×10-6 堆年,AP1000 的LRF 为5.94×10-8堆年,华龙一号的LRF 低于1×10-7 堆年,同样大幅低于可参考值。

此外,两种机型设计基准地震地面水平加速度均达到0.3 g。AP1000 采用非能动安全系统后,事故工况下72 小时内操纵员可不采取任何手动动作,72h 后也仅需少量的厂外援助。这大大减少了人因错误,而这种错误是造成核电厂事故的重要原因。华龙一号采用177 组12 英尺燃料组件,配备实体隔离的三个安全系列,采用了能动与非能动结合的安全措施,大幅度提高了应对内外部灾害的能力,事故工况下30 分钟内操纵员可不采取任何手动动作,经优化后不干预时间也可延长至72小时。从安全性角度衡量,两种机型难分优劣。

经济性方面,由于在安全性方面增加了大量额外成本,AP1000 和华龙一号的比投资均要高于二代及二代加的核技术,但未来有较大的下降空间。根据中国核电在建项目的信息比较,AP1000 的首堆项目三门1 期总投资408 亿元,由于进度一再拖延目前总投资已达440 亿元以上,比投资17600元/kW,华龙一号的首堆项目福清3 期总投资377 亿元,比投资16400 元/kW,目前进展良好,其他在建的二代项目比投资约13000 元/kW。

华龙一号的设计立足于我国已有核电工业基础,设备制造、工程建设、生产运营都具有成熟的经验可以借鉴。特别是设备制造方面,国内完全具备相应的供货能力和设备产能。据测算,华龙一号首两台机组国产化率将超过85%,基础造价比投资每千瓦低于2500 美元,与国际上在建的其他三代核电机组相比有相当的竞争力,实现系列化以后设备国产化率可高于95%,成本进一步下降空间巨大。

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