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向“三代”技术跨越,展现核电硬实力

2021-04-26林琪

环境 2021年3期
关键词:核电机组华龙核电厂

林琪

全国“两会”刚刚结束,时隔三年,“发展核电”重回政府工作报告,并首次以“积极”的字眼来形容核电工作部署,提出要“在确保安全的前提下积极有序发展核电”。

如今,我国在核能行业全方位发力,步履坚實,为中国经济建设注入核动力。随着“华龙一号”全球首堆福清核电站5号机组于1月30日正式投入商业运行,标志着我国在运核电机组数量达到49台,位居世界第三位。根据中国核能行业协会数据,2020年我国在运核电机组累计发电量3662.43亿千瓦时,占全国累计发电量的4.94%,超过法国的3350亿千瓦时,首次达到世界第二位。

漂亮的数据背后是我国核电的硬实力。当前,我国具备了核电自主创新和自主设计能力,实现了核电技术由“二代”向“三代” 的跨越,形成了每年8~10台(套)核电主设备的国产化制造产能,具有同时建造30多台核电机组的工程施工能力。

实现“二代”向“三代”核电技术跨越

核安全是核电发展的生命线,从被称为原型堆的第一代核电,发展到具有系统安全设计标准并实现了商业化、批量化的第二代或“二代+”核电,再到采用更高安全标准的第三代核电,追求“核安全”的目标始终贯穿着核电技术的迭代更新与进步。目前,中国自主研发并实现商业部署的三代核电技术包括“国和一号”“华龙一号”等。

“国和一号”是我国具有自主知识产权的大型先进压水堆核电技术,是在国家科技重大专项的支持下,通过自主创新,进一步提升电厂容量、优化总体参数、平衡电厂设计、重新设计关键设备,安全性、经济性均优的非能动压水堆核电技术。“国和一号”采用两环路核蒸汽供应系统设计,目前其示范工程2台机组均已在山东荣成开工建设。

“华龙一号”核电技术是在我国核电30年的设计、建造和运行经验基础上,充分吸取福岛核事故的经验反馈,借鉴国际三代核电技术先进理念,研发出的满足我国和全球最新安全要求的具有自主知识产权的三代压水堆核电技术,采用三环路核蒸汽供应系统设计,形成了以177堆芯、能动加非能动安全设计特征、创新的核岛与安全壳设计、核心设备实现自主化、自主化燃料组件、创新的工程总承包项目管理体系、打造数字华龙、创新的施工安装技术、自主核电设计分析软件包、构建完整自主的核电标准体系十大创新成果。与二代改进型机组传统的157堆芯相比,177堆芯不仅可以将核电机组的发电功率提升5%—10%,同时又降低了燃料的线功率密度,提高了安全性。“华龙一号”独创性地采用能动加非能动安全设计理念,既保留了能动系统成熟、高效的特点,又充分利用非能动系统基于自然循环、重力以及无需电源的固有特性,提高了安全措施的先进性与可靠性。创新的核岛与安全壳设计使得“华龙一号”核岛全面提升抗震能力,反应堆厂房采用双层安全壳设计,核岛关键厂房可以抵御大飞机撞击。

“华龙一号”投入商业运行,标志着我国在三代核电技术领域已跻身世界前列,成为继美国、法国、俄罗斯等国家之后真正掌握自主三代核电技术的国家,形成了完整的研发设计、设备材料制造、工程建设、运营维护、燃料保障等全产业链体系。

三代技术全面开展助力绿色发展

我国核电能在短期内实现二代到三代的跨越,主要得益于坚持筑牢核电安全发展的生命线,始终坚持创新发展,适应建立现代能源体系的发展要求,坚持以我为主、积极开展国际合作,保持核电发展战略定力,促进我国能源安全绿色发展。与二代核电相比,第三代核电对核电安全性、经济性的要求更高,发生严重事故的概率进一步降低,机组的设计寿命进一步延长。在核废料方面,要求进一步减少核废料的产生量,寻找更佳的核废料处理方案,减少对人员和环境的剂量影响。在经济性方面,要求进一步降低单位千瓦造价和缩短建设周期,提高机组热效率和可利用率。

除“华龙一号”“国和一号”外,“十三五”期间,我国三代核电技术可谓全面开花,AP1000技术引进消化吸收基本完成,其依托项目AP1000首堆——三门核电一号机组于2018年中旬并网发电,不久后同样采用AP1000堆型的海阳核电1号机组也于当年并网成功,并于首个燃料循环取得优秀运行业绩。AP1000示范机组的并网,拉开了我国三代核电进入商业化运营的大幕。此后,AP1000自主化依托项目三门核电2号机组,海阳核电2号机组,以及EPR全球首堆台山核电1号机组、台山核电2号机组,满足三代核电标准的阳江核电5、6号机组,均于2018至2019年实现投运。

从2020年运行数据看,已投产的三代核电机组运行情况良好, 三门、海阳、台山六台机组共发电610.82亿千瓦时。除台山一号机组进行首次大修外,其他5台机组利用小时数均在7000小时以上。

链接

全球核电装机容量2020年保持稳定

根据世界核协会(WNA)公布的数据,截至2021年1月1日,全球有32个国家在使用核能发电,共有441台在运核电机组,总装机容量约392.4 GWe。相对于2020年1月1日,核电使用国增加了2个,机组数量减少了1台,总装机容量基本保持稳定。

正式开工建设

2020年全球共有5台核电机组正式开工建设,其中4台位于中国,1台位于土耳其。

土耳其阿库尤核电厂2号机组4月8日正式开工建设;

中国漳州核电厂2号机组9月4日正式开工建设;

中国太平岭核电厂2号机组10月15日正式开工建设;

中国霞浦核电厂2号机组12月27日正式开工建设;

中国三澳核电厂1号机组12月31日正式开工建设;

根据世界核协会公布的数据,截至2021年1月1日,全球共有54台在建机组,总装机容量60.3GWe。

首次并网发电

2020年全球共有5台压水堆核电机组实现首次并网发电,2台位于中国,1台位于阿联酋,1台位于白俄罗斯,1台位于俄罗斯。值得注意的是,阿联酋和白俄罗斯均实现了首台机组并网发电,核电使用国因此增加到32个。

中国田湾核电厂5号机组8月8日实现首次并网发电;

阿联酋巴拉卡核电厂1号机组8月19日实现首次并网发电;

俄罗斯列宁格勒二期核电厂2号机组10月22日实现首次并网发电;

白俄罗斯奥斯特罗韦茨核电厂1号机组11月3日实现首次并网发电;

中国福清核电厂5号机组11月27日实现首次并网发电。

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