首页 > 文章中心 > 第三代核电

第三代核电

第三代核电

第三代核电范文第1篇

关键词:化学与容积控制系统 压水堆 设计特点 对比

中图分类号:TM62 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)11(c)-0058-02

化学与容积控制系统(CVS)是反应堆冷却剂系统(RCS)的一个主要的辅助系统。对RCS进行水化学控制、容积控制,同时也提供了反应性控制手段,在反应堆启动、停运及正常运行过程中起着十分重要的作用。就三代堆型CVS与传统压水堆型中的化学与容积控制系统(RCV)作比较,分析两系统的设计差异。

1 三代核电CVS设计和流程

三代核电CVS提供安全隔离、终止RCS意外硼稀释、保持RCS压力边界完整性、隔离超量补水、CVS下泄隔离的安全相关功能。同时提供补充RCS水装量、RCS硼化、稳压器辅助喷淋的纵深防御功能。

CVS由下泄热交换器、再生热交换器、离子交换器、补水泵、过滤器、水箱及相关阀门、管道及仪表组成。系统由一个位于反应堆安全壳厂房内的净化回路和位于安全壳厂房外的补水下泄设备构成(图1)。

CVS包括以下功能子系统。

净化环路子系统:净化回路位于安全壳内,运行在RCS压力下,由反应堆冷却剂泵(主泵)来提供净化流量的驱动压头。在功率运行期间,冷却剂通过整个净化环路连续循环。从主泵出口开始,通过再生热交换器,被上充流冷却后,经过下泄热交换器进一步被冷却。下泄冷却剂通过混床(必要时再通过阳床)再通过后置过滤器,最后回流至再生式热交换器内加热,回到主泵入口。由于净化回路的驱动力是由闭合的RCS回路主泵压头提供的,所以维持净化不需要补水泵运行。

补水子系统:包括高压补水泵及相关的吸入排出管道。通过一根入口母管从硼酸储存箱和/或除盐水系统取水。两台补水泵的出口管道合并成补水总管,然后与反应堆冷却剂过滤器下游的净化回路相连。补水泵用于向RCS提供补水、向RCS添加化学药品、一回路充水和压力试验,以及为稳压器辅助喷雾提供硼化补水。

下泄子系统:包括反应堆冷却剂过滤器下游的排水管线。流体通过一个下泄孔板和安全壳隔离阀,输送到放射性液体废物系统。下泄管线的功能是在正常电站运行、功率变化、启动和停堆期间降低RCS装量。

锌/氢注入子系统:来自注锌组件和氢添加管线的管道合并成一条母管,进入安全壳内,连接到净化回路再生热交换器壳侧出口管的下游。氢气由位于厂区的高压氢气瓶提供。注锌组件位于汽轮机厂房以极小的流量和高于RCS运行的压力向RCS添加醋酸锌溶液。

辅助喷淋子系统:是再生热交换器下游净化回流管线上的分支管线,需要时向稳压器供应喷淋含硼水。

2 第二代电站RCV的设计和流程

RCV由4部分组成,还有一条低压下泄管线和一条除硼管线(图2)。

净化回路:下泄流经一个三通阀进入混合离子床,进入间断运行的除阳离子床。再经后过滤器进入容积控制箱。当下泄流温度高于570 ℃时,混合离子床前的三通阀便受控将下泄流导向旁路,经下游的三通阀流入硼回收系统。

下泄回路:经两个隔离阀进入再生热交换器壳侧,实施下泄流的一次降温。再经一组减压孔板,实施一次降压。下泄流经隔离阀进入下泄热交换器的管侧,壳侧由设冷水将下泄流二次降温。经压力调节阀二次降压后,进入过滤器滤去悬浮颗粒。

上充回路:下泄流经三通阀进入容积控制箱。当容积控制箱液位高时,三通阀则将下泄的部分或全部导向硼回收系统。容积控制箱为上充泵提供水源,上充泵将下泄流的压力提高。

轴封水及过剩下泄回路:轴封水流经过滤器除去固体杂质后进入主泵1号轴封。轴封水大部分顺轴而下冷却轴承后进入RCP,剩余部分则经1号轴封的结合面作为轴封水回流被回收。轴封水回流经过滤器除去固体颗粒并经轴封回流热交换器冷却后返回上充泵入口。

低压下泄管线:当RCP压力较低时,从三组降压孔板下泄的流量很小。此时将从余热排出热交换器出口引出下泄流经气动阀,从降低孔板下游进入下泄回路,此管线称为低压下泄管线。在反应堆处于换料或维修冷停堆时,下泄流经净化回路处理后,不经过容积控制箱和上充泵,直接返回余热排出系统。

除硼管线:如果RCP硼浓度太高,则要进行除硼操作。此时,由一个三通阀把下泄流引向除硼单元,经处理后,再经返回容积控制箱。

3 CVS和RCV的对比

3.1 安全级别方面

当一回路发生失水事故时,RCV上充泵还将作为高压安注泵将硼水注入一回路的冷端或冷、热双端。三代技术非能动安全设施以及不调硼负荷跟踪技术的应用,CVS不再执行相关安全功能,上充泵只用作上充,不兼顾高压安注功能,也不参与负荷跟踪,取消了硼回收系统。CVS由主泵提供驱动压头,其他部分位于安全壳以外,不构成冷却剂的承压边界。因此降低为非安全级,除少量隔离设施外,系统中其他设施均为非安全相关设施。

3.2 净化方面

RCV利用上冲泵提供净化流量的驱动压头,完成一回路水质净化;CVS净化回路位于安全壳内,由主泵来提供净化流量的驱动压头,取消了容积控制箱,实现安全壳内高压净化,并简化了系统。

3.3 加氢方面

当一回路含氧量增加时会导致加大化学腐蚀,所以正常运行时,化学与容积控制系统要向一回路加入一定量的氢气来抑制水辐照分解产生氧。RCV向容控箱内充入氢气,通过上充泵进入一回路,而CVS取消了容积控制箱,氢是通过直接向RCS注入高压氢气来实现的。

3.4 主泵的改动引起CVS不同

二代电站中的主泵采用的是轴密封冷却剂泵,需要RCV保持连续的上充流和下泄流,来提供主泵的轴封水,第三代核电的主泵采用无轴密封的全屏蔽式结构,取消了主泵轴封水系统,因此化学与容积控制系统不需保持连续的上充流和下泄流,并杜绝了轴封注水管线破裂事故,不仅降低了系统的要求、简化了系统,还提升了安全性。

4 结语

通过两种堆型化学与容积控制系统的对比,差异主要体现CVS有较大的简化,其主要特点如下:取消了硼回收系统和容积控制箱,采用高压加氢技术;CVS净化回路利用运行主泵的压头作为净化流的驱动力,实现安全壳内高压净化;第三代核电的主泵采用了无泄漏且不需要轴封注入的屏蔽式泵,取消了主泵轴封水系统,因此CVS不需保持连续的上充流和下泄流;棒控系统可以在不调硼的条件下进行负荷跟踪,故正常运行时位于安全壳外的CVS子系统不需要连续运行。

参考文献

[1] 陈国伟.600 MW压水堆电站热力系统建模分析与研究[D].重庆大学,2009.

第三代核电范文第2篇

中国核电驶上快车道

今年4月,国家发改委副主任、能源局局长张国宝在《求实》杂志发表了《科学发展电力工业赢得挑战的根本路径》一文,业内人士据此分析,国家发改委加快了能源领域调整步伐,核电要从“适度发展”、“积极发展”变成“大力发展”。

与此同时,浙江、福建、山东、湖南、湖北、江西、四川、辽宁、广东等多个省份的核电项目计划纷纷提上议程。

今年3月27目,中国核工业集团公司核电新项目布局“大军”挺进环渤海经济区,中核辽宁核电有限公司在辽宁省葫芦岛市正式挂牌成立。该核电项目由中核集团公司绝对控股,中国大唐集团公司、国家开发投资公司、浙江省能源集团有限公司、江苏省国信资产管理集团有限公司参股共同开发。一次规划为6台百万千瓦级核电机组连续进行建设,投资总额达近千亿元,是当地2009年投资最大的项目。

3月底,浙江三门核电一号机组浇注了第一罐混凝土。

4月2日,湖北省发改委有关负责人表示,咸宁大畈核电项目已获国家相关部门通过。同时,湖北省还将在浠水、阳新、钟祥筹建3座核电站。

国家发改委会正在制定中国核电发展民用工业规划,准备到2020年中国电力总装机容量预计为9亿千瓦时,核电的比重将占电力总容量的4%,即是中国核电在2020年时将为3600-4000万千瓦。也就是说,到2020年中国将建成40座相当于大亚湾那样的百万千瓦级的核电站。

投资和设备市场巨大

2008年我国核电总装机容量和发电量分别是885万千瓦和684亿度,仅仅占全国总装机容量的1.1%和总发电量的1.99%。与世界水平17%相比,国内核电仍有很大的发展空间。最新数据显示,我国计划到2020年核电装机容量达到5%,发电量达到8%,保守估计,装机容量将超过7500万千瓦。目前我国核电站总体国产化率约为50-60%,规划到“十四五”规划国产化率大于80%。估计核电建设总投资将达到9400亿,设备投资按45%来算,设备投资占4230亿元左右,假如按核岛、常规岛、辅助设备国产化率70%、80%、90%计算,国内设备企业面临3000亿元的市场,相关企业机会巨大。

目前,中国拥有核电资产的共有3家企业,分别是中国核工业集团公司、广东核电集团、中国电力投资集团。中电投是唯一提出火、水、核电全面发展的发电企业。

吸引它们的当然是巨额利润。核电站的回报十分惊人,毛利率一般都维持在30%左右,远高于电力行业的平均盈利水平。而随着煤电价格的不断上涨。环保要求的日益严格,核电的经济优势将进一步凸显。

实际上,对于中国的核电是姓“核”还是姓“电”,一直没有一个明确的说法。对于其他发电集团进入核电领域投资,国家也没有明确表态,因此也就没有明确的限制政策。

原则上国家只核准这3家企业。但只要这3家控股,其他的投资主体包括民营企业也可以投资。

坦率地讲,从第一座核电站的建设到现在。中国的核电发展其实十分缓慢。而中国核电发展缓慢,不是技术问题,总体上是思想认识问题。

核一直是国家统管的,这也使得核电站的建设完全处于国有严格控制的环境中,虽然现在鼓励非国有资本投资核电建设。但是在真正建设中,非国有资本只出钱却没有参与建设和管理的权力。

所以在观念上,中国应该把核电与水、火电、可再生能源发电等都一样看待,统一纳入电力市场中来,不要孤立核电。

中国核电发展三大缺口

中国核电发展正面临原料、技术和人才这三大缺口。

核电原料主要为铀。中国铀矿极度稀缺,现在探明的天然铀储量。最多能供4000万千瓦装机容量的热堆电站运行50到60年,根本不足以支撑中国核电产业的长远规划。

同时,中国核电缺乏核心技术。

2007年8月18日,当位于渤海辽东湾东海岸的辽宁红沿河核电站正式开工建设时,有媒体曾写下如此评语:它将采用具有我国自主品牌的中国改进型百万千瓦级压水堆核电站技术――CPR-1000。从上世纪80年代初首次引进国外技术建设大亚湾核电站,到今天采用自己的技术批量建设核电站,不到30年里,中国核电完成了从引进技术到创建品牌的历史跨越。国际核电俱乐部里终于有了“中国品牌”。

但现实却是,即使是有了初步的自主化,中国只是较为完备地掌握了二代核电技术,而目前世界核电强国的技术已经发展到了第三代。现今世界,能够称得上第三代技术的只有法国的法玛通公司掌握的欧洲先进堆(EPR)和美国西屋的AP1000。因此,当时就有专家称,如果选择二代半技术,则相对保守;而三代技术却争议颇多,因为目前世界上还未建设起一座利用该技术的核电站。

如果要采用第三代核电技术。巨额的引进费用不可避免。但以市场换技术,中国核电工业则可能重复汽车工业所走过的路。

因此,在此期间,争论一直持续不断。而直到2007年年底,始自2004年的中国第三代核电技术国际招标尘埃落定,经过技术、经济、国产化、融资条件等多方面的评审论证。中国决定斥资数百亿元人民币引进美国西屋公司APl000技术建设浙江三门、山东海阳两大核电自主化依托工程。

而按照既定规划,中国第三代先进核电技术的引进、消化、吸收和自主化工作分为三个层面,分别是设计技术、设备制造技术和工程项目管理技术。

但就中国拟定三代核电路线图时,国外已联合研发第四代核电技术。尽管到2030年前后。以APl000为基础的第三代核电技术有望统领中国的核电发展,不过那时,核电发达国家研发的第四代核电技术已进入商业化应用阶段。第四代核电技术在安全性、经济性、防恐怖袭击等方面将更具竞争力。

这或许意味着十多年后。中国又将面临一次新的选择:是自主研发第四代技术,还是再次花费巨资全盘购买?

另外,中国过去长期轻视核电站的战略,导致大批的人才流失和青黄不接,高等院校的核专业不仅少,专业教育和培训也跟不上。因此,从人才角度看,地方政府认为核电项目说上就能上的想法,显然不现实。

第三代核电范文第3篇

这里是四月中旬的三门核电站。早晨不到七点,潮水尚未退去,所有工人都全副武装,戴着头盔、手套、护目镜,踏着内置钢板的防护鞋,在海雾中的安检门前排起长队。接下来的一天,他们将在密如长蒿的钢架工地里,一直工作到晚潮的到来。

其中的一部分工人,会进入整个工地最核心的部位,一个有着20多层楼高的巨大钢制安全壳。如今,这座4厘米厚的核岛主建筑,内部已被各种模块分割成潜艇船舱一般的大小空间。到本期《能源》杂志付梓时,这个被编为三门一号的机组已完成主泵、底封头、爆破阀和压力容器等关键设备的安装,第一台由斗山重工制造的蒸汽发生器也已从韩国运抵工地。

现在,三门一号只待接收第二台蒸汽发生器并吊装进入安全壳内,便可将与底封头形状相同的直径40米、高达14米半球形顶封头扣盖。最迟到今年6月,这座外形酷似蚕蛹或者胶囊的核岛主建筑,就将矗立在距离海边不到100米的地方。当然,它很快会被规模更为庞大、可防商业飞机冲撞的混凝土外壳所包裹。

数百米外,还有同时兴建的2号机组,它的工期稍晚半个节拍,但也相隔不远。三门核电站的业主和设计施工方正竭力将进度控制在预定的轨迹内,以确保全球首座采用AP1000机组的三代头名不致旁落。按当前节奏,大约到2013年11月,三门一期首台机组便可投产发电。

在此之前,这片海岸崎岖、缺少沙滩的土地以船舶制造和饲养青蟹在繁华形胜的浙东拥有一席之地。随着核电站的开建,三门正赢得整个世界的关注。关注的背景,是中国正在开展一场全球最大规模的核电兴建运动——如果放在福岛事故后世界万核齐喑的背景来看,中国大陆当前31台共计3328万千瓦的在建项目,无疑会让这种观感更为深刻。

而三门牵动业界目光的缘由还在于,它与山东海阳规模相当的项目(工期稍晚)一道,是目前采用美国西屋公司AP1000三代技术仅有的两个已经动工项目。2008年1月1日,在经历前期基建准备之后,三门核电站核岛部分正式开工,迄今已逾四年。

即便未曾发生日本大震,核电在中国也是项充满争议的话题。不过,与福岛核泄漏带来的世界毁灭恐慌情绪相比,原本集中在中国业界的讨论,更为重要的议题是核电技术路径的发展方向。简单地讲,是需要在自主研发和引进吸收之间做出决定性的选择。

至少在国家战略层面,到2006年底,随着历时两年有余的中国第三代核电厂核岛供货国际招标尘埃落地,这项议题戛然而止。据当年亲历者回忆,经由中共政治局常委层面拍板后,2007年5月22日,以受让消化西屋AP1000技术、实施相关工程设计、项目管理和研发更为先进的CAP1400/1700专项工程为职责的国家核电技术公司(国核技)正式成立。这个从庞大的中国核电体系中抽调骨干人员和单位成立的高规格央企,极大地改变了原有的核电版图。中国三个在建的第三代核电站中,除广东台山外,浙江三门和山东海阳两个项目均由国核技担纲工程设计与项目管理方。

福岛事故对中国的影响在于,不仅唤起普通民众对核电的广泛关注(这也意味着更为严苛的舆论环境和需要更加详尽的信息体系),还让业已沉寂的技术开发路径分歧旧题重现——这一议题反馈到产业层面,便是内陆核电选址、开发的停滞和有关各类三代核电站安全性的空前讨论。

三代俱乐部

2002年,俄罗斯关闭了莫斯科附近的奥布宁斯克核电站,结束了它48年的历史使命。6年后,这座世界上第一个向工业电网送电的核电站被改造成为一座博物馆,成为缅怀美苏争霸时期军工民用荣光的历史陈迹。在俄国人关闭这座电站之前,美国已先于1989年让世界第一座商用核电站希平港电站(1957年并网)退役。在那个年代,两大阵营除了充实自己的核武库外,也在核能民用领域展开时间竞争,希平港核电站的压水反应堆从核潜艇而来,而奥布宁斯克核电站配备的甚至是一台二手的蒸汽轮机。

在这波几乎算作史前核电站竞争潮之后,欧美各国从谨慎试验开始了初步的第一代商业化运作,并很快进入第二代的大型商用核电机组的标准化应用,中国在这个阶段的收尾阶段赶上了末班车——1991年建成的采用CNP300堆型的秦山一期,以自主化科技典型(关键设备实际国产率约为70%),成为中学历史教科书的常识段落。

此后的整个90年代,因第三代核电技术业已在全球发酵成型,改进型第二代技术亦风头正劲,贯穿中国核电界的自主派与引进派争论由此拉开,其间隐约浮现原核工业部(中核总)和国家计委两大体系的认知差异,并延续到两大部委各自拆分改组后的相当一段时间。2003年,汤紫德、徐连义、林诚格和郁祖胜等六人国务院(后被称为“引进派六君子”),力陈引进优势,并于当年杭州会议上获中央高层首肯,自此奠定了引进吸收的技术发展基调。

嗣后,在引进过程中,除西屋AP1000外,还同时引进法国阿海珐EPR技术,这被强调应以自主研发为主的核电专家讥为“花开两朵,各表一枝”。截至当前,在建的三座三代核电站中,浙江三门和山东海阳采用西屋AP1000,广东台山采用的是法国EPR,而这三个核电站的控股业主分别为中核集团、中电投与中广核公司。

夹杂在新世纪头十年的各种分歧中二代加(二代改进技术)与三代之间的市场竞争亦短暂存在,因三代技术尚未取得让世人信服的长期运营业绩,二代加也因此取得其中的大部分份额,截至当前,仍有24台二代机组在建。

原国家核安全局副局长兼总工程师林诚格向本刊如此评述:“原本所谓担心三代技术不稳,导致了二三代市场之争。现在你看,谁还在说二代?技术的演进你不能不承认。”这位当年的六君子之一,现为国核技专业委员会专家,向来是三代引进吸收派主将。

所谓核电三代技术,其相对二代技术在安全性与经济性上均能获得大幅提升。具体指标仍由欧美传统核电强国制定。概要而言,是能满足《美国用户要求文件(URD)》或《欧洲用户要求文件(EUR)》。美国西屋、通用、法国阿海珐、日本三菱以及韩国电力,是具有全球三代市场竞争力的代表企业。

国核技因主导AP1000技术的引进吸收并掌有三门、海阳两个项目的工程设计和项目管理权限,无疑率先进入中国核电三代俱乐部。中广核虽引进法国EPR技术建设台山项目,但据业内消息,并未与法方签署技术转让合同。不过,其所改进的 ACPR1000,也已达至三代门槛。

作为中国核电的传统巨头,脱胎于中国核工业总公司的中核集团,亦不会自外于三代之外。“中广核的ACPR1000,实际上是中核ACP1000的变种。”中核集团一位不愿具名的核电专家告诉《能源》记者,“ACP1000是我们自主研发的三代技术,计划在福建福清核电站5、6号机组采用,现在已通过能源局的论证,快的话明年底便可开工建设。”

巨头会盟

今年1月18日,孙勤、王炳华、贺禹、陆启洲和穆占英这五位中国核电界最有权势的人在北京举行今年首次碰头会——作为中核、国核技、中广核、中电投与中核建五家公司的一把手,他们每半年都通过这种非公开“会盟”方式,了解彼此关切,并尽可能协调步骤,消弭争端。

这五大核电巨头企业,各有制霸一方的“封邑”:中核集团脱胎于中国核工业总公司,承袭原核工业部正脉;国核技风华正茂,是核电技术世代更替中由中央钦定的第三代引进消化主角;中广核以大亚湾和岭澳两大二代项目起家,自来便领有中国核电站半壁江山;中电投在2002年厂网分开时继承原国家电力公司全部核电资产,并成为五大发电企业中唯一拥有核电项目控股权的业主;中核建则在基础线上流水作业,揽有中国大陆所有在建核电站核岛部分的建造份额。

事实上,除去偶尔因技术分歧所产生的不愉快,五家巨头之间大体相处还算融洽。眼下,他们更紧要的任务,是合力推动《核电中长期发展规划》尽早公布,并实现新项目审批解冻。今年五巨头北京会盟的重要议题,便是对项目审批解冻保持乐观预判时,如何协调相互间可能有的合作与利益分配。

多位受访人士告诉《能源》杂志记者,在2014年9月三门核电站一期全部投产之前,同样确定采用AP1000技术的湖南桃花江、江西彭泽与湖北大畈首批内陆项目,取得“路条”可能性不大。据上述中核人士介绍,福岛事故后“国四条”出台,已投资20亿的桃花江项目被迫停工,主要人员与设备已调至辽宁葫芦岛徐大堡——一个采用M310改进堆型的二代加项目。

因未来几年内陆项目解冻无望,各方已下调对《核电中长期发展规划》中2020年目标装机容量。“我们预计到时大约在7000-8000万千瓦。”国核技总经理顾军说。福岛事故之前,业界曾普遍预判2020年装机会在8600万千瓦以上。另据国家能源局一位参与上述规划起草的官员向《能源》记者透露,“规划制定的目标在7000万千瓦左右,现在(规划)仍在(国家发改委)委里,尚未上报国务院。”

规划总量的下调,也让各家相应修正目标。不过,这个数值依然给各巨头留下足够宽裕的腾挪空间,考虑到民营进入的无形障碍和外资参股的谨慎态度,未来十年,中国的核电巨头,即便没有海外雄心,依赖本土也能成长为规模上的世界级核电巨鳄。

但巨头的挑战也在于此。从各自的定位来看,中电投和中核建较为明晰简单,前者专注做业主;后者目前虽也参股、或者未来亦有控股项目的计划,但其由国资委定位的军民用核能工程基建主业不可偏离——同时也意味着优势不可动摇。

真正存在变数的还是三代俱乐部成员。“国核技自己有当业主的打算,但我们希望他们把精力放在技术开发上。”原国家能源局局长张国宝曾对记者这样说道,并表示完成西屋三代技术的消化、吸收和再创新是“国家交给国核技的任务”。

如根据国家赋予的定位,国核技是典型的NSSS(核蒸汽系统供应商)和AE(核电工程公司),在产业链上,这算是中游位置——上游是设备制造商,下游是业主。即便它能克制向下游拓展的冲动,但若想实现业界普遍期待的“统一图纸、统一标准”,即在技术上完成对现有秩序的整合,能在多大程度上赢得体系完整产业横跨中下游的中核与中广核配合,尚存疑问。

“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。”中核科技委常委张禄庆说。而他的态度,正是两大集团内部的一种典型态度。

联队合战模式

在三门核电站远离核岛的一处组装工地旁,一栋用白色毡布搭建、外形像是一座老式邮局的临时工棚,在海边满是钢筋和混泥土的工地上格外显眼。这座四层楼高毡房背对海风的一侧,标着大大的“BIGTOP”——大帐篷。

这是一件简单高效的工业杰作,来自西屋合作方绍尔公司(SHAW)的作品。三门SPMO(国核技派驻三门核电站与西屋联队共同组建的“现场项目管理组织机构”)办公室副经理王林说:“绍尔公司的专家指挥现场中方工人搭建。就这么个帐篷,材料从美国运来,还不让中方看图纸。其实它非常实用,可以在中国各类工地上推广。”

恪守合同条款,同时也绝不慷慨的西屋联队,正是这波世界范围三代潮流的最大赢家——2010年韩国赢得阿联酋空前的400亿美元大订单,其APR1400技术不仅源自西屋,还必须给予西屋相应比例的技术转让回馈。

“BIGTOP”虽然简单,但其是美国陆军在野外扎营的基本装备。事实上,西屋获得国核技在三门和海阳的两个项目,正是凭借强大的联队作战力量。据知情人士透露,国核技引进西屋AP1000技术耗费大约4亿美元(这由各家共享并一起分担),其整体合同更为宽泛,包括5个技术转让合同和34个技术转让任务包。

仅在关键设备和管理上,国核技还需分别与绍尔、斗山重工、洛克希德·马丁等西屋联队成员签订合作协议。这是全球化时代智慧与行动能力整合的缩影。

如张国宝所言,国核技担负国家所赋予的特定任务,在整合三代技术及工业制造上的表现,将是考核其业绩的重要指标。依据合同,三门、海阳项目一期四台机组,随着工期的推进,核岛设备国产化比例将从30%递升至70%以上。

国核技的计划是,到三门二期第一台、即整体第五台设备时,开始实现基本国产化。在一些关键设备上,包括哈电、东电和上海电气都已能部分或者完整制造。

如果不是发生日本福岛事故,也许国核技在山东荣成的CAP1400示范项目已经拿到了“路条”,这个在国核技时间表中计划2013年4月开工的项目,运用的即是消化吸收和再创新之后的三代技术,国核技称,未来的CAP1400将从示范堆向标准堆过渡,并形成未来中国三代主导堆型。

不过,若想达至类似西屋的联队作战力,中国企业尚需长途跋涉。此前,中国在海外市场的唯一表现,是中核集团旗下上海核工程研究院出口巴基斯坦的恰希玛核电厂。相比起步更晚的韩国同行,中国企业表现相对黯然失色。

中广核知情人士告诉《能源》杂志记者,4月土耳其共和国总理埃尔多安访华期间,与中方达成在土耳其建设一座核电站的意向,中广核在国内候选单位中业已胜出,极有可能竞标成功。如该项目能最终敲定,将是中国企业在韩国咄咄逼人的新兴市场争夺中难得的一场胜局。

对有志成为全球性核能项目设计与供应方的中国企业而言,土耳其、非洲或者可能潜在的阿根廷市场,以及更为紧要的全球核心市场,都需要具有类似西屋联队的整体竞争力。

第三代核电范文第4篇

一. 全球核能在二十世纪后半页经历了”探索”、”发展”、”跨越发展”、”高潮”和 “低谷”共五个发展阶段;同时期中国核电发展相对滞后二十年,经历了”从起步到发展”的历程。

二. 进入新世纪以来,全球核能一直酝酿着复兴,中国核电也一直酝酿着跨越发展。

三. 中国三代招标的全面揭晓拉开了中国核电”跨越式发展”的大幕,同时也拉开了“全球核能复兴”的大幕。

四. 他山之石,可以攻玉-- 三代招标及其技术引进是对中国核电发展的极大促进。

五. 实现中国核电”跨越式发展”,成为“全球核能复兴”的中坚,是历史赋予当代中国核电的神圣使命

六. 中国必将与世界各国一道为核能和平利用造福人类做出更大的贡献。

一. 全球核能及中国核电发展历程回故

(一). 在二十世纪后半页约50年的时期内,全球核能经历了由“探索”,到“发展”,到“跨越发展”,到“高潮”,再急剧跌落到“低谷”的五个发展阶段。

五十年代为全球核能的“探索期”。1954年,前苏联建成了世界上第一座核电站 - 奥布灵斯克核电站。1957 年,美国建成投运(指投入商业运行,下同)世界第一座商用压水堆核电站希平港核电站。英国和法国也在五十年代建成若干石墨气冷堆核电站。(注1)

六十年代全球核能进入“发展期”,西方各主要发达国家纷纷加入核能发展行列,建成投运核电机组共63台,其中17台至今运行。这期间关闭核电机组3台。

七十年代全球核能实现“跨越发展”,全球更多国家加入核能发展行列,建成投运的核电机组达158台,其中132台至今运行。这期间关闭核电机组11台。

八十年代全球核能进入“高潮期”,建成投运的核电机组达259台,其中223台至今运行。

然而,正是在“高潮期”,核能发展暴露出严重的安全性与经济性问题。1979年美国三哩岛核电站(压水堆)和1986年前苏联切尔诺贝利核电站(现乌克兰境内)(压力管型堆)发生的两次严重事故,使全球核能发展势头急剧跌落。在这期间,关闭核电机组26台,几乎所有的被关闭核电机组都未达到且远小于原设计寿期,甚至有的机组已经完全建成尚未投入商业运行即被强行关闭,例如德国thtr-30高温气冷堆核电站,美国肖哈姆(shoreham)80万千瓦沸水堆核电站等。

九十年代全球核能进入了缓慢发展的“低谷期”,整个九十年代全球新投运核电机组52台,而同时期关闭的核电机组达39台,几乎所有的被关闭核电机组都未达到且远小于原设计寿期。

全球核能缓慢发展的“低谷期”延续至今,2000到2010年间全球投入和预计投运的核电机组共约60台,而同时期关闭的核电机组应达40台以上。

尽管全球核能发展处于“低谷期”,全球核能工作者依然做出了大量的努力和贡献,自1986年核电占全球电力生产的份额达到16%以来,全球核发电量以与全球总发电量同步稳定增长,这一比例在后来的21年中基本保持不变。到2006年末,全球在运行的核电机组为435台,发电量约占世界总发电量的近16%。

(二). 全球核电技术的发展趋势 (注2)

从核电技术发展上说,全世界五十年代和六十年代建成的核电站所应用的技术基本统称为第一代核电技术;七十年代至今建成的核电站所应用的技术基本统称为第二代核电技术。

早在八十年代,针对当时已经开始显现的核能安全与经济性的问题,以美国为首的各核能主要发展国家就开始了第三代核能技术的研发。尽管九十年代全球核能进入了缓慢发展的“低谷期”,但这些国家和相应核电技术企业一方面根据市场大规模地调整核电产业,另一方面依然广泛深入地开展了第三代核能技术的研发。到九十年代后期,形成了一批以西屋ap600/ap1000、法德epr、美国通用电气abwr、俄罗斯vver1000等为代表的第三代先进核电站设计。至今,第三代核电技术已完全成熟。

进入新世纪,又以全球共9个国家2001年7月在美国宣布成立“第四代国际论坛”(gif-iv)为标志,开始了旨在进一步提高核能利用的安全性、经济性、核不扩散性和可持续性的第四代核能技术的研发。第四代核电技术预计在2030年前后实现商业利用。

(三). 中国核电之“从起步到发展” (注3)

中国核电发展进程大约比全球核能发展进程相对滞后约20年。七十年代中国开始对核电的探索,八十年代中国核电开始“起步”,九十年代至2006年为中国核电的“发展期”,至今大约30年时间。

中国核电的“发展期”正处于世界核电发展之“低谷期”。尽管如此,中国核电在不利的条件下仍取得了较大的成绩。到2006年底为止中国投运的核电机组共11台,870万千瓦,约占全国发电总装机容量的1.4%,核能发电占全国发电的约1.93%(注4,注5)。特别是2000年至今中国投运机组8台,占全球同期投运机组数的1/4。与此同时,中国建立了较为完备全面的核电体系,基本掌握了第二代核电技术,并开始了第三代和第四代核电技术的基础研发工作。这一切,为下一步的跨越发展做好了全方位的准备。

全球核能发展持续约20年的“低谷期”和相对滞后20年的中国核电发展进程,使现在的中国核电与全球核能基本站在了同一个发展起跑线上。而全球核能和中国核电的发展历程至今所积累的宝贵经验和教训,是全球核能与中国核电在新世纪进一步发展的宝贵财富。

二.进入新世纪以来,全球核能一直在酝酿着复兴,中国核电也一直在酝酿着跨越发展。

进入新世纪以来,人类社会更加严峻地面对着持续增长的能源需求与环境压力(特别是温室气体排放)的矛盾,更加严峻地面临着世界一次能源供应分布及区域经济发展不平衡所带来的社会矛盾。因此,进入新世纪,人类社会就一直酝酿着全球核能的新的复兴,以期有助于解决这些矛盾。全球各主要核能发展国家分别为此而进行了许多的规划和准备:

- 美国(注6)

美国目前在运行的核电机组共104台,其中2台在六十年运, 51台(约4000万千瓦)在七十年运,46台(约5000万千瓦)在八十年运,5台在九十年运。美国核能发电量占其总发电量的19%。

根据美国能源部预测,到2030年,美国的电力需求将比目前增长45%。同时,美国是全球最大的温室气体排放国,面临着最大的温室气体减排压力。因此,核能必定是美国能源发展的重要组成部分之一。

1999年底,美国核能协会(nei)主席joe colvin在该协会年度大会上,了题为“核能:21世?的策略方向 -- 核能复兴”的报告,首度提出了“核能复兴”这一概念。

2001年5月,美国总统布什颁布了《美国国家能源政策报告》,其中提出应该发展清洁的、资源无限的核能,把扩大核能作为国家能源政策的重要组成部分。

2001年7月,美国能源部宣布了由美国领导,9个国家参加组成的“第四代国际论坛”(gif-iv)的成立,正式倡导了国际第四代核能研发,为2030年后核电需求进行准备。

2002年2月,美国能源部公布“核能2010计划” (nuclear power 2010),进行了大量的研究调研工作,为新建核电站做了全方位的准备。

2006年2月20日,美国总统布什在其《国情咨文》中提出了“先进能源计划”,正式启动“全球核能伙伴计划”(gnep)的国际合作项目,推动美国与民用核能项目发达国家合作发展先进民用核能。

尽管美国多年未上新的核电站建造项目,但美国一方面持续优化核电站运行管理,使核电站平均负荷因子从80年代小于60%持续提升到近年来的近90% ,相当于增加了2500万千瓦的发电功率;另一方面积极进行核电站的延寿和升级改造,几乎所有接近寿期的核电站都进行了或将进行延寿和升级改造,从原设计寿期40年延寿至60年,同时升级加大功率 --通过升级增加的功率已累积达3000万千瓦,预计今后10年内还将升级增加功率2500万千瓦。这两方面的措施,使美国现役机组的潜力发挥到了最佳,使美国核发电量多年来保持了其在总发电量的份额。

与此同时,美国的核电运营商和核电设备供应商也大力着手新建核电站的准备工作,总投入已经超过20亿美金以上。有33台机组(约4000万千瓦)已经在进行着建造执照申请,部分机组已经开始了长交货周期部件如压力壳蒸发器的采购工作。

美国依然将是新世纪全球最大的核电市场。

- 俄罗斯

俄罗斯目前在运行的核电机组共31台,其中8台在七十年运,16台在八十年运,1台在九十年运,6台在2000年后投运。俄罗斯核能发电占总发电量的16%。

2000年9月6日,俄罗斯总统普京在纽约新千年峰会上提出推动核能发展倡议 -- 实现费米梦想,解决21世纪核能发展问题。

2006年10月俄罗斯政府通过联邦核电发展长远规划,计划在2015年前开始建设10个核电机组,使核电的比例从现在的16%提高到2020年的23%。并计划在2015年至2030年再新建32个核电机组。

2006年4月27日,俄罗斯总统普京批准了一项雄心勃勃的法案,同意组建一家整合俄罗斯民用核能工业的超大规模公司--俄罗斯原子能工业股份公司(atom energoprom),以提高俄罗斯核能工业的全球竞争力。普京总统希望在2030年前把俄罗斯核能发电比例提高到至少25%。

- 法国

法国目前在运行的核电机组共59台,其中5台在七十年运,44台(约4400万千瓦)在八十年运,10台在九十年代及以后投运。法国核电占其总发电量的78%,

近年来法国的能源需求增长缓慢,年需求增长平均约为1.5%左右。因此法国核电发展目前面临两难选择:一方面目前和近期的电力供应市场对新建核电站基本没有需求;另一方面到2015年后大部分核电站将开始达到寿期,电力供应市场将开始出现较大缺口。为此,法国国内亦产生了法国核电发展的争论 - 或者现在开始新上核电站,或者暂时不上以后再定。争论的结论是现在必须开始行动-弗拉芒维尔epr核电站项目终于在2006获得批准。

- 日本

日本国能源匮乏,核能必定是其重要选择。日本目前在运行的核电机组共55台,其中20台(约1400万千瓦)在七十年运,16台(约1400万千瓦)在八十年运,15台(约1500万千瓦)在九十年运,4台在2000年后投运。日本核能发电占其总发电量的29%。

2006年日本公布"核能立国计划",日本的核能发电在2030年将维持在总发电量的30%?40%,为达成这一目标,2030年前将再兴建13座核电站。

值得一提的是,日本的核电设备公司在近两年展开了令世人噌目的重大行动-东芝斥资53亿美金收购控股西屋公司,日立与美国ge组建两个合资公司,三菱寻求与法国areva 的合作。日本公司这些行动的目标市场依其可能获得之市场容量先后次序应当是美国市场、日本国内市场、中国印度市场和全球其他市场。

- 印度

印度目前的核电装机容量为250万千瓦,并目有8台机组510万千瓦正在兴建中。印度的目标是在2020年使核电装机容量超过2000万千瓦,占全国装机总发电容量的10%。

- 韩国

韩国也是能源匮乏的国家。目前在运行的核电机组共20台,其中1台在七十年运,8台在八十年运,7台在九十年运,4台在2000年后投运。韩国核能发电比例为38.6%。

韩国计划到2020年再建造8座核电站,使核能发电比例提升到43.4%。

还有其他一些国家现在也在积极地考虑建设核电站。预计从现在到2020年,全世界将会有60座以上的新核电机组投运。

中国

进入新世纪以来,中国核电就一直酝酿着“跨越式发展”。2003年,中国提出了到2020年核电装机达到3600万的计划。2006年3月国务院审议并原则通过了《核电中长期发展规划(2005-2020年)》,2007年11月正式批准(注7)。按照这个规划,到2020年中国核电运行装机容量争取达到4000万千瓦,占当时全国电力总装机的4%,同时在建核电装机容量1800万千瓦。这是全世界在新世纪中至今为止公布的最大的国家核能发展计划。这样的发展规模将仅次于美国上世纪七十年代八十年代和法国上世纪八十年代的核电发展规模。

2006年,作为中国新世纪核能计划的先锋,岭澳二期和秦山二期扩建共4台新机组开工建设。

又据2007年最新预测,中国电力装机容量到2020年将突破12亿千瓦 (注8)。这样,按照目前中国核电规划,到2020年4000万千瓦核电装机将只占当时全国电力装机的3.3%。据此,笔者个人认为,为满足中国能源需求发展之要求,在保证安全和经济可行的条件下,中国核电2020年规划目标应尽可能调高至4500万以上。

发生在上世纪八十年代的上一次全球核能发展高潮距今天已经20年了。显然,即将开始的新世纪全球核能复兴决不会是上一次高潮的简单重演,也不会仅仅是其简单升级。新世纪全球核能复兴在技术上,在经济性,特别是在安全性方面都将比上一次的高潮有显著的提升,她将是全球核能发展的一次重生。

为迎接即将开始的全球核能复兴,为共同推进这个复兴,更好地实现核能和平利用造福人类的目标,全球核能工作者都应当以全新的眼光、全新的姿态来迎接她拥抱她。特别对中国的核电工作者来说,我们必须以完全不同于中国核电前30年的发展眼光和发展思路来看待和参与全球核能复兴,来规划和执行现阶段和今后的中国核电发展。

三. 三代招标的全面揭晓拉开了中国核电“跨越式发展期”的大幕,同时也拉开了全球核能复兴的大幕。

1. 三代招标的全面揭晓拉开了中国核电“跨越式发展期”的大幕

中国三代招标始于2004年,这年9月2日三代核电招标书正式发出。

2006年12月16日,盼望已久的中国三代招标终于揭开帷幕,首先公布了西屋公司优先获得4台ap1000机组的中标,随后传出areva公司也与中广核进入epr具体谈判进程。

2007年7月24日,中国国家核电技术有限公司与美国西屋联合体签定了ap1000技术转让及浙江三门山东海阳共4台核岛设备的采购合同。

2007年11月6日,中国总理访问俄罗斯期间,中俄就关于铀浓缩离心项目合作以及田湾核电站二期工程签署协议。 (未见有关vver技术引进报道。)

2007年11月26日上午,在国家主席和法国总统萨科奇的共同见证下,中广核与法国areva公司、法国电力集团分别签署《关于合作建设广东台山核电项目1、2号机组的总体协议》、《中广核集团公司和阿海珐关于铀矿的投资协议》和《中广核集团公司和法国电力公司合资经营台山核电合营有限公司合同》。这些协议与合同涵盖了epr核岛设备采购,运行服务,技术转让,核燃料,以及合资经营等多方位的内容。

至此,历时三年有余,期盼已久的三代招标最终全面揭晓。

西屋公司ap1000是世界核电先进设计理念之最优代表;法国areva公司epr是欧洲工业实力于先进核电技术之集中体现;俄罗斯vver1000是俄罗斯深厚核能技术之智慧结晶。三代招标,为中国核电创造了站在世界核电前人的肩上实现高起点发展的最佳良机,为中国核电实现跨越式发展创造了最佳的条件。

三代招标之确定,是国家与人民为中国核电创造的最佳发展机遇,是国家与人民对中国核电工作者的信任。

以三代招标全面揭晓为标志,中国核电进入了“跨越式发展期”。

国家与人民对中国核电寄予了极大的殷切的期望。中国核电必须抓住机遇,不辜负国家与人民的期望,真正实现中国核电的“跨越式发展”。

2. 三代招标的全面揭晓拉开了全球核能复兴的大幕

三代招标的结果是一个各方多赢的结果。三代招标共确定机组达8台,这是全球核能自80年代末走入并持续20年的“低谷期” 后第一次的重大突破。

中国三代招标,为ap1000、epr和vver1000这三种优秀的三代核电技术找到了他们发展成长的最佳沃土。

中国三代招标为世界核电设立了最新的技术标杆,中国核电也将为世界核电设立最新的安全标杆,最新的经济标杆。

全世界的核能工作者都对中国核电发展,对三代核电技术在中国的发展充满着期待。

中国核电工作者,将与世界同行一道,共同建设好第三代核电项目。

以三代招标全面揭晓为标志的中国核电“跨越式发展期” 之开始,必将影响和带动其他国家的核电发展,对全球核能复兴进程产生重大的推动,从而拉开全球核能复兴的大幕。

四. 他山之石,可以攻玉 -- 三代招标及其技术引进是对中国核电发展的极大促进。

1. ap1000、epr和vver1000是世界压水堆技术智慧与经验的结晶

全球运行的435台核电机组中,264台为压水堆,其中 约200台是以西屋公司压水堆技术为基础的演变,这些演变最后分化为以西屋公司为代表的美日流派和法德的欧洲流派;另60台左右是前苏联开发的俄罗斯型压水堆vver系列。这三个流派分别推出的最先进三代压水堆技术代表即ap1000、epr和vver1000。

西屋公司包括其并入的美国前ce公司和b&w公司,在全球承担建造的压水堆核电机组超过95台,与日本韩国合作建造压水堆核电机组29台。

从1980年代中期开始,西屋公司致力于开发ap600,通过投入了大量人力完成大量的设计文件和试验研究,ap600设计于1998年9月获得了美国核管会的最终设计许可。ap1000是在ap600的基础上扩大功率开发的,于2004年12月获得了美国核管会授予的最终设计批准。

ap1000是西屋公司全球100多台运行压水堆技术经验的结晶,是世界核电先进设计理念的最佳代表。

法国法马通公司和德国西门子公司分别于70年代引进西屋公司压水堆技术并在其基础上发展,法马通和西门子在全球承担建造的压水堆核电机组共约86台。在成功运行的法国n4设计和德国konvoi设计基础上,法马通和西门子于1992年开始联合开发epr。2001年西门子公司核电部并入法马通先进核能。2003年法马通先进核能和德国西门子获得芬兰5号核电站epr合同。(法马通先进核能现更名为阿海法核能(areva np))

epr的成功开发,是法马通和西门子公司全球86台运行压水堆技术和经验的结晶,是欧洲工业实力在先进核电技术中的集中体现。

前苏联从上世纪六十年代开始独立研发vver系列压水堆技术,从七十年代初开始投入运行,至今在全世界运行的vver超过60台,其中百万千瓦级达20台。vver1000是俄罗斯基于这些成功运行的vver机组之设计建造和运行经验,借鉴世界先进压水堆发展趋势、理念与经验,于上世纪九十年代开发的最新型第三代机组,是俄罗斯深厚核能技术的智慧结晶。

2. ap1000、epr和vver1000的引进与中国核电已确定的压水堆技术发展路线是相符的

1).ap1000、epr和vver1000都符合中国核电发展早已确定的压水堆技术路线。

2).ap1000、epr和vver1000与中国核电已经开展的压水堆技术研发工作是相容的。

epr是西屋压水堆技术在欧洲的发展演化,从技术本质上,epr与ap1000是不矛盾的,是相容的。epr所使用的rcc标准和ap1000所使用的asme标准从本质上说也是不矛盾的,是可相容的。

中国自己开发的压水堆设计是cnp300, cnp600和cnp1000/cpr1000系列,这个系列的技术路线与是epr相容的。甚至也许可以这样说,cnp系列直线发展下去,就是中国版的epr。

中国在90年代即开始的ac600研究,以及cpwr1000的概念设计,这些工作与ap1000的技术路线是相容的。

vver1000的设计借鉴了世界先进压水堆发展趋势、理念与经验。实际上,vver1000的许多设计思路与epr十分接近,最典型的例子是vver1000和epr都采用了安全系统4通道实体隔离和堆芯融熔物捕集器的设计,而vver1000采用的数字仪控系统就是epr采用的德国西门子全数字化仪控系统,(现在岭澳二期cpr1000设计也同样采用西门子全数字化仪控系统)。因此,vver1000也应当是与中国压水堆技术发展路线相容的。

3).统一技术路线是正确的。同时我也认为,统一技术路线并非僵化的绝对的,而应当是相对的发展的。统一不是根本目的,而是提高技术经济安全的手段。

在中国三代压水堆技术发展过程中,以不同的分枝相互借鉴相互促进,最终达到融合,从而实现最佳技术经济安全根本目标,应当是完全可行的。中国有足够的市场空间,在第四代核电技术大规模应用之前,中国核电市场的总容量估计可达80台以上甚至百台,完全可以容下几种不同分枝路线的压水堆技术发展与融合。

实际上,世界主要核能发展国家基本都经历了多种技术或设计相互发展和促进的历程,例如,

- 韩国目前共22台核电机组,其中4台加拿大进口为重水堆,18台为压水堆。而18台压水堆中,6台为西屋进口,2台为法马通进口,4台为ce进口,6台为ce进口技术(system80)基础上自己发展的ksnp。

- 日本目前共56台核电机组,其中32台为ge技术的沸水堆,包括6台先进沸水堆(abwr),24台为西屋技术的压水堆,其功率等级又有30万, 50万, 80万, 110万不等。

- 美国104台在运机组,35台为ge的bwr, 其余69台pwr分别由西屋,ce和b&w设计和供货。

从目前计划中的项目上看,今后在美国、在日本、在欧洲,都会采用多样的第三代轻水堆技术和设计。当然,俄罗斯自不会放弃他们自己开发的技术路线系列。

3. ap1000、epr和vver1000的引进与国产化为中国核电跨越实现全面自主能力和技术与产业的持续发展创造了最佳条件

从三代压水堆技术的开发历史可以看到,一个新的先进设计的开发需要基于大量的技术与经验积累反馈,需要耗费大量人力物力,而且需要较长的时间。

我们需要正视,由于中国核电发展进程相对全球核能发展进程滞后20年,中国核电自主技术的发展积累,包括工程与运行经验之反馈积累,与世界核能先进技术相比还是有着很大的差距的。真正中国自己设计并投入运行的仅有4台机组,即秦山一期1x30万、巴基斯坦一期1x30万和秦山二期2x60万,从机组数量上说,还不到全球运行机组总数的百分之一。因此,如果全凭我们自己的力量去发展第三代压水堆技术,必然需要更多的研发与实验,必然需要更长得多的时间,甚至还需要运行原型机组。

三代招标的技术引进不但不会削弱中国自主核电技术的发展,相反,三代招标为中国自主核电技术发展创造了站在世界核电前人的肩上实现高起点发展的最佳良机,使中国成为了唯一有幸能近距离零距离地学习了解美欧俄全部三个重要流派的先进压水堆技术的核电国家,为中国核电实现全面自主能力和技术与产业的持续发展之跨越创造了最佳条件。

ap1000、epr和vver1000的引进与国产化也将极大促进中国核电相关装备工业和基础工业的发展。

中国是世界上最大的一块未真正开发的核电市场,中国核电就象一块璞玉,可以被璞琢成最新最美的玉器。可以说,引进三代核电技术正是这“可以攻玉”之“他山之石” ,而中国核电人正是这琢玉人。

中国核电人的责任重大。

五. 实现中国核电”跨越式发展”,成为“全球核能复兴”的中坚,是历史赋予当代中国核电的神圣使命

1.中国核电跨越式发展的三个目标

中国核电的跨越式发展需要完成三个方面的目标:

1). 确保核电的绝对安全 ? 保证做到万无一失,万万无一失!

2). 满足中国能源需求发展对核电的容量需求与经济要求 -- 即满足中国电力中长期规划对核电的装机和发电容量要求,满足电价竞争力要求。

3). 实现中国核电及相关产业的可持续发展。

2.中国核电跨越式发展的三个挑战

中国核电的跨越式发展应当包涵三个层面,这三个层面也同样是中国核电目前面临的三个方面的挑战,即,

1).实现“中国核电装机容量发展之跨越”

实现“中国核电装机容量发展之跨越”是中国核电跨越式发展的核心。

根据《核电中长期发展规划(2005-2020年)》可以推算,从2006年开始到2020年,中国开工核电机组近5000万千瓦,这将是近6倍于中国前30年开工机组之总和。在高峰期,预计将会有8个厂址16台机组不同进度同时在建。

笔者个人认为,中国核电还应在这个规划要求的基础上进一步加快发展速度。在保证安全和经济可行的条件下,中国核电2020年目标应进一步调高至4500万甚至更高。这并非“人有多大产,地有多大胆”式的狂想,而是中国能源需求发展的要求。

前文曾介绍,美国在上世纪七十年运的核电机组达51台约4000万千瓦,在八十年运核电机组达46台(约5000万千瓦),法国在上世纪八十年运的核电机组达51台约4400万千瓦。中国核电有什么不能克服的特别障碍而不能在今后的10年多的时间里完成美国法国在上世纪七八十年代中10年内完成的装机工作量?

据统计报道,2006年全国新投运电力机组再创世界记录达到10117万千瓦(其中火电9048万千瓦,水电971万千瓦,风电92万千瓦),预计2007年新投产装机仍将超过9000万千瓦。也就是说,中国常规电力在一年内完成的新装机是中国核电在2020年前的30年中预计完成的全部核电装机总容量的两倍还多!!那么,核电作为电源之一,中国核电有什么特殊理由不能在今后的20年里完成常规电源现在半年内完成的装机工作量?

如果中国核电不能迅速地发展,满足不了能源需求发展的要求,它将有可能面临这样的尴尬局面,即在中国电源结构中不占有实质性地位,而仅仅成为一种区域性的补充,在中国电源结构中核电所应当承担而未能承担的那部分份额将不得不以水电风电和其他能源来替代,尽管这并非一个趋于合理的电源结构。

中国核电必须奋起追赶。中国核电的跨越发展必须最大程度地调动一切可以调动的力量。

2).实现“中国核电全面自主能力和技术与产业持续发展之跨越”

实现“中国核电全面自主能力和技术与产业持续发展之跨越”是实现“中国核电装机容量发展之跨越”的基础。

根据国务院对中国核电发展的要求,中国核电需要“采用先进技术,统一技术路线,坚持自主创新,借鉴吸收国际经验和先进技术,实现核电的自主设计、自主制造、自主建设、自主运营,尽快形成批量化建设中国品牌先进核电站的综合能力,努力实现核电技术的跨越式发展”。以及需要“加快推进核电设备制造自主化,重点突破关键设备的设计和制造技术,努力提高成套设备生产能力。”(注7。另关于“统一技术路线”请见本文前面的第四部分第2节的论述。)

目前我们的核电技术与装备的自主能力还相对较低。但全球核能发展持续约20年的“低谷期”,使现在的中国核电与全球核能基本站在了同一个发展起跑线上。三代招标为我们提供了学习与继承世界核电多年积累发展的人类核电技术成果的宝贵机遇,为实现中国核电全面自主能力和技术与产业持续发展之跨越创造了最好的条件。中国核电必须抓住这千载难逢的时机!

为实现中国核电全面自主能力和技术与产业持续发展之跨越,中国核电必须正确认识和处理好三方面的辩证关系:

a. 核电技术发展“第二代”与“第三代”、“第三代”与“第四代”的辩证关系;

b. “继承学习”与“发展创新”的辩证关系;

c,.“自主发展”与“国际合作”的辩证关系。

为实现中国核电全面自主能力和技术与产业持续发展之跨越,需要核电研发机构/设计企业、装备制造企业、核电建造企业、核电业主、政府及相关社会各界的共同努力。(另参见拙文《论中国核电装备制造的跨越式发展》,2007年5月。)

3).实现“中国核电体制改革与创新之跨越”

实现“中国核电体制改革与创新之跨越”是实现“中国核电全面自主能力和技术与产业持续发展之跨越”和“中国核电装机容量发展之跨越”的保障。

显然,由“发展期”延续下来的中国核电体制已经不能适应目前“跨越式发展”的要求。中国核电必须转换观念,迅速行动,“推进体制改革和机制创新。建立健全现代企业制度,积极推动现有国内技术力量和设备制造企业重组,逐步建立与社会主义市场经济相适应的核电发展体制、核电建设与运营体系。”(注7)

中国核电体制改革与创新,同样需要学习与借鉴世界各国核电同行的许多经验与教训。本文第二部分对各主要核能发展国家核电发展历程与状况进行了简单描述,笔者认为:

- 美国核电在七十和八十年代的快速发展及相应管理模式可以作为中国核电现阶段跨越发展的重要参照;

- 法国核电在八十年代的快速发展及相应管理模式可以作为中国核电现阶段跨越发展的另一个重要参照;

- 日本核电在七十年代至九十年代的匀速发展及相应管理模式可以作为中国核电现阶段跨越发展的第三个重要参照;

- 印度的核电发展应当受到中国核电的更多关注,包括更多的交流与合作;

- 至少从建造规模上看,俄罗斯核电发展模式不应是中国核电现阶段发展的参照;

- 至少从建造规模上看,韩国核电发展模式不应是中国核电现阶段发展的参照。

(各国核电发展历史与状况及管理体制模式具体介绍可参见注9。)

笔者个人认为,在以上这些主要核能发展国家中,美国和日本的核电管理体制模式最值得我们学习借鉴。

“目前,我国核电发展处于关键时期。首先要进一步统一思想、提高认识、认真谋划、集中力量、狠抓重点、具体落实。在核电发展进程中,既要注重发挥市场配置资源的基础性作用,又要加强宏观调控,发挥好政府的组织协调作用,加强统筹规划,协调推进,重点突破。” (注10)

三代招标是中国核电的入门考试,三代招标的揭晓,仅仅是中国核电考试的开始。

中国核电没有任何退路,中国核电发展必须确保 “不走错一步” (注11)。

中国核电必须调动全世界核能发展之一切积极因素,调动国内外一切直接的和间接的力量,实现三个层面的跨越,完成了三个方面的目标,到2020年前后顺利进入“持续发展期”。只有这样,中国核电才是真正通过了考试,中国核电才是真正实现了“跨越式发展”,中国核电才是真正担当起当代中国核电之历史使命。

3.中国核电在新世纪全球核能复兴中担当中坚的重大责任。

中国核电计划是全球核能复兴的重要组成部分和主要推动力之一。

根据iaea报告《直至2030年的能源、电力和核电》(注12),到2030年,全球核电装机容量高值预测为67900万千瓦,比2006年增加30900万千瓦。(iaea的低值预测为2030年44700万千瓦,比2006年只增加7700万千瓦。这个低值预测显然是按照最最不利可能情形考虑的。)

按照现行公布的中国核能发展计划可以推算,从2005年到2030年中国新增核电机组应为6000万千瓦以上。这样,在未来20多年中,中国的新建核电站将占同时期全球新建核电站总数的1/5以上。

因此,中国核电必须在新世纪全球核能复兴中担当中坚的重大责任,这是历史赋予中国核电的神圣使命。

中国三代招标项目建设运营的成功与否,中国核电计划实施的成功与否,直接影响全球核能复兴的成功与否。

人类和平利用核能的第一次高潮是由苏美两个大国而兴起,但却也是因苏美两个大国的两个严重事故--1979年发生的三哩岛核电站事故和1986年发生的切尔诺贝利核电站事故而衰退。人类经历了惨痛的教训,世界核能发展经历了曲折艰难。任何国家在核电安全方面出现的哪怕一点点闪失,都可能对全球核能复兴和发展的造成重大负面影响甚至重大挫折。核电安全,是全世界的核能工作者的共同责任,当然更是中国核电发展的重中之重。

在全世界现运行的435座商业发电反应堆中,压水堆为267座,占60%。中国现在是唯一能近距离零距离地学习和继承美欧俄全部三个流派的先进压水堆技术的国家,中国核电工作者更有责任与世界同行一道,打破流派藩篱,为压水堆技术的进一步发展做出更大贡献。

中国核电不仅应以三代和二代加核能技术的应用和发展而成为引领新世纪全球核能复兴的中坚,而且更应为全球核能的可持续发展-第四代核能技术的发展与应用做出重大贡献。

中国核电装备与建设产业目前还处在发展阶段,随着中国核电跨越式发展的展开,中国核电装备与建设产业必将在不远的将来成为全球核电装备与建设产业之重要组成部分。

六. 中国将与世界各国一道为核能和平利用造福人类作出更大的贡献

目前中国核电面临着历史上也是世界上最好的机遇:

广大人民群众以及中国政府大力支持核电并对中国核电的发展满怀着殷切的期望;

中国广阔的国内市场为中国核电成长提供了广阔的发展空间;

中国雄厚的国力是中国核电成长的坚强基础和后盾;

国内相关研发、制造、建设等行业在近年的长足发展为中国核电发展提供了坚实的基础;

三代招标为中国核电创造了同时拥有和学习美,欧,俄三种最先进三代压水堆技术的绝佳机遇;

历史上最宽松的国际环境和中国“和平发展合作”的外交政策,为中国核电很好地开展国际合作提供了良好的环境和广泛的机会,可以学习借鉴参照世界各国从上世纪五十年代以来积累的所有经验和教训,可以广泛地利用国际资源;

全球核能工作者有着共同的目标 - 复兴核能,造福人类。借用2008北京奥运的口号,我们拥有“同一个世界,同一个梦想”。

肩负着国家和人民的信任,世界的期望,对中国和世界的责任,中国核电没有任何理由不发展好。

中国将以坚定的信念,广阔的胸怀,开放的姿态,开拓的勇气,创新的精神,强烈的责任,扎实的工作,与世界各国一道为核能和平利用造福人类作出更大的贡献。

注1:本文所有核电站统计数据来自iaea pris (power reactor information system) 。

注2:参见“世界核电技术的发展趋势”,温鸿钧,核电工程与技术,2002年第2期。

注3:“从起步到发展-核电日记”,新华出版社,2004年9月。

注4:[国家原子能机构网讯] 2006年,我国运行核电机组取得良好业绩,总发电量548.45亿千瓦时,上网电量为518.08亿千瓦时。

注5:2007年2月13日,中电联《全国电力供需与经济运行形势分析预测报告(2006-2007年度)》。截至2006年底,中国发电装机容量达到62200万千瓦,同比增长20.3%。2006年全国发电量达到28344亿千瓦时,同比增长13.5%。2006年全国新投运机组达到10117万千瓦(其中火电9048万千瓦,水电971万千瓦,风电92万千瓦)。预计2007年新投产装机规模将超过9000万千瓦。

注6:美国资料主要来源于以下网站,不再列出具体资料:

- 美国能源部(doe):

- 美国能源部核能署:

- 美国能源部下属统计机构能源信息署(eia):

- 美国核管会(nrc):

- 美国核能协会(nei):

- “先进能源计划”:

- “核能2010计划”(np2010): np2010.ne.doe.gov

“核能2010计划”出版物下载地址: np2010.ne.doe.gov/np2010pubs.asp

- “第四代国际论坛”(gif): gen-iv.ne.doe.gov

- “全球核能伙伴计划“(gnep):

注7:2006年3月,国务院第129次常务会议审议并原则通过《核电中长期发展规划(2005-2020年)》。2007年11月,国务院批准《核电中长期发展规划(2005-2020年)》。

注8:新闻报道:电监会副主席王野平2006年11月30日在出席“2006特高压输电技术国际会议”时表示,预计到2020年,中国电力装机容量将突破12亿千瓦,全社会用电量将超过6万亿千瓦时,在现有基础上翻一番多。

注9:关于各国核电发展之历史与现况包括发展模式等的介绍可见iaea网站()之“country profiles”,其中关于美日法韩俄印的联接如下:

注10: “我国核电进入批量化阶段,基本具备自主化能力”, 国家发改委重大技术装备协调办公室,国家重大技术装备网,2007年1月25日。

第三代核电范文第5篇

关键词:第三代先进压水堆核电厂;通信系统;可靠性

随着科学技术的发展,核电厂将成为能源工业的重要组成部分,当前国内现役核电厂中,通信系统的设计以有线通信作为主要通信手段,系统间相互独立,无法实现数据共享,维护使用效率低。第三代先进压水堆核电厂通信系统采用分层架构,保证了系统良好的灵活性和可扩展性。根据现役核电厂运行经验的反馈,无线通信系统的便捷性和实时性是有线系统无法比拟的。以下对第三代先进压水堆核电厂通信系统的总体结构、主要通信系统的功能、设计特点等进行分析。

1第三代先进压水堆核电厂通信系统总体结构及设计原则

1.1总体结构。第三代先进压水堆核电厂为单堆布置两环路机组,电功率1250MW,设计寿命60年[1],通信设计理念以无线通信为主,主要包括无线通信、自动电话系统、应急自动电话系统、呼叫通话系统、警报与广播系统、声力电话以及时钟系统。总体结构见图1。1.2设计原则。a.可行性和适应性。保证系统在技术上的可行性、经济上的可能性。b.实用性和经济性。系统建设应始终贯彻面向应用、注重实效的方针,坚持实用、经济的原则。c.先进性和成熟性。系统设计既要采用先进的概念、技术和方法,又要注意结构、设备和工具的相对成熟。d.开放性和标准性。为了满足系统所选用的技术和设备匹配性,满足投资的长期效应以及不断扩展的功能需求,必须追求系统的开放性和标准性。e.可靠性和有效性。通信各子系统采用相对独立、运行方式各不相同但功能重叠的模式,从而保证了整个通信系统的可靠性和多样性。f.安全性和保密性。系统设计中不但要考虑信息资源的充分共享,更要注意信息的保护和隔离。g.可扩展性和易维护性。为了适应系统变化的要求,必须充分考虑系统扩展和维护的便利。h.核电厂通信系统的基础支撑系统如综合布线、供电系统和机房等也有与常规电厂不同之处,设计的难点和特殊要求在于要考虑连接核岛内外的通信线缆系统的通信贯穿件,并充分考虑通信贯穿件有一定的传递衰耗等特性。综合布线要考虑核电厂的特殊要求,采用低烟无卤阻燃的特种电缆[2]。

2通信子系统功能与结构

2.1无线通信系统。目前国内投入运行的核电站的通信手段主要为有线通信,工作的灵活性和高效性受到限制。建设一套低功率、低干扰、抗辐射的无线电话系统可大大提高核电站工作人员的沟通效率,并保证在一些极端事故下通讯的有效性。第三代先进压水堆核电厂的设计中,第一次提出了将无线通信系统作为常规事务和应急处理时的首选通信方式,首次要求覆盖全厂,在确认无线系统对核电站的安全相关设备没有干扰的前提下,核电站运行期间可以使用。无线系统采用无线保真(Wi-Fi)技术,Wi-Fi可以提供热点覆盖、低移动性和高数据传输速率。基于无线网络的特点,适宜在核电前期设置一套无线系统设备,在电厂建设期间投运,满足建设期的语音通信需求。电厂建成投产以后,可方便增加相关设备,对系统进行扩容,满足电厂运行期间的通信需求[2],并可与电厂前期的系统做到无缝连接。无线电话系统在第三代核电通信系统的设计为创新型设计,携带无线电话的工作人员可在厂区的主要区域内被呼叫,该系统由中央控制单元、便携式手持机、便携式头戴耳机、基站和天线及其他设备组成,所以无线通信系统的设计也是整个通信系统设计的重点,国内某在建第三代压水堆核电站无线系统的设计分为应用服务层,网络交换层和终端接入层。应用服务层:为无线电话系统的用户注册、存储、呼叫信令处理、媒体和业务控制、互联接入、展示服务平台。网络交换层:作为软交换网的承载网络,其作用和功能就是将边缘接入层中的各种媒体网关、控制层中的软交换机、业务应用层中的各种服务器平台、各种通信终端等软交换网网元连接起来。终端接入层:可接入的终端具有很大的灵活性,可以支持SIP协议的有线/无线通信终端,实现核电站厂房内外通信调度需求。2.2自动与应急电话系统。自动电话系统与无线通信系统互为备用,提供全厂范围内的常规语音通信,并与所需的厂外通信链路连接。系统由交换机、配线架、电话机和相关设备组成,是非安全相关系统。该系统提供所有话站间的全双工语音通讯,具有呼叫转移、支持包括无线电话系统手持机用户在内的多方电话会议。应急电话系统用于电厂重要岗位之间的备用通信联系,可以转移呼叫且能够提供多方电话会议功能。该系统的规模小于自动电话系统,系统话机主要设置在主控室、远程停堆操作室、技术支援中心和其他关键操作区域。2.3警报与广播系统。2.3.1警报系统。警报系统独立于其他所有的通信子系统,由设置在全厂范围内的声光报警显示屏及报警器等设备组成。该系统通过警报器发出警报,在厂房公共区域及高噪音环境区域设置声光报警显示屏,在主控制室和远距离停堆室提供警报触发及警报信息选择功能。发生事故时,由控制按钮触发警报系统发出相应的声警报信号和文字信息显示方式的光警报,通知人员撤离或紧急撤离,并且在事故排除后能够发出警报解除。2.3.2广播呼叫系统。广播呼叫系统的功能是在全厂范围内呼叫和调度指挥核电厂工作人员,为全厂通信系统提供更多的适应性和可靠性。该系统由通话站、功放、扬声器、调度主机、调度台与自动电话系统及应急自动电话系统的接口电路和其他相关设备组成,并且系统线路独立,不会对厂内外的其他系统施加干扰,反之亦然。系统调度台可生产广播信息和调度指令,对某一区域广播,也可对几个或全部区域广播。2.4声力电话。声力电话作为核电站内部设备的调试及检修专用的通信系统,能提供核电站内部任意2点或多点之间的通信联系,通过声音产生的动力,在无需任何供电的情况下,适合长时间的连续通话,可用于核电站执行任务的工作人员间的常规通讯。由手持机、声力电话插座、便携式头戴机、中央配线盘及相关设备组成。该系统故障不会危及安全相关的系统,并且不会妨碍安全停堆。声力电话主要用于以下3个回路。a.换料回路。添加燃料过程所涉及的区域中的通信话站配有换料回路声力电话插座盒,每个插座盒上设有3个通道。b.维修/测试回路。遍布于主控室的所有的通信话站、当地的控制面板、设备支架、电机控制中心(MCC)、开关设备以及大型机电都配有声力维修/测试回路插座盒。c.工厂停堆操作。战略性地配置插座盒,以便在控制室被撤走的情况下提供便利的语音通信。位于启动给水泵区、上水泵区、柴油发电机房、配电室以及主蒸汽排放阀区域的通信站配有带3个通道的声力电话插座盒。2.5时钟系统。时钟系统用来建立一个精确的时间基准,为该系统内所有子钟和电厂其他所需系统提供准确的时间信号。时钟系统采用全球定位系统(GPS)和接收机来提供一个精确的时间基准信号。使用时间基准进行校时的时钟(母钟和子钟)设置在需要同步时间的区域。

3应用中存在的问题及解决措施

第三代先进压水堆核电厂规模大、参与方多、技术性高、无成熟堆型以及项目管理的综合性增加了交流和沟通难度。由于各参与方有不同要求和对项目有不同的期望,导致在采购过程中需要多次反复地沟通和协调。第三代先进压水堆核电厂通信系统比较特殊,部分通信设备的主控单元安放在核岛,但常规岛/电站辅助设施(CI/BOP)的设备需接入核岛主控单元,从而实现通信功能,这就要求在采购设备的时候需要与业主充分沟通:首先,要理解总目标及业主的意图,尽可能保持通信设备接口的一致性及各级设备之间的匹配性;其次,在项目执行过程中,尽可能的多与业主进行交流,使业主对项目进展及时了解和跟进,避免业主反复修改技术方案导致的进度计划的拖延。3.1通信系统设备供电负荷。在项目执行过程中,非核级配电系统(EDS)配电盘负荷配置已满,以至于通信系统的负荷不断要求被压缩。由于整个核岛通信系统的部分系统主机(自动电话系统,广播呼叫与警报系统,无线系统)为2个核岛共用,且均布置在1号核岛,从而导致1号核岛用电负荷紧张。建议可以将自动电话系统,广播呼叫与警报系统,无线系统的主机根据负荷进行布置,将某些用电负荷大的设备主机移至2号核岛,从而减轻1号核电的用电负荷。3.2系统间的可靠性。自动电话系统,广播呼叫与警报系统,无线系统之间相互连接,均通过自动电话系统的交换机进行通讯,因此,对于自动电话系统的可靠性提出了很高的要求,一旦自动电话系统的主机故障,将导致广播呼叫与警报系统和无线系统之间通信中断。后续项目设计中,可以考虑冗余连接,保证系统可靠性。3.3安全壳内通信设备。第三代先进压水堆核电厂安全壳内布置了功放、话站、喇叭等,通信设备中大多为电路板等电子器件,在壳内辐照环境下,设备很快就会故障损坏。第一,影响系统的使用;第二,增加采购成本。壳内通信设备主要是为了核电站换料检修阶段施工人员的使用而设置的,在电站正常运行下,上述设备并不使用,因此,在后续设计中,可将这些设备列为可摘卸设备,仅在换料检修期间安装使用,运行期间拆除。3.4时钟系统。第三代先进压水堆核电厂时钟系统采用的传输方式仍为IRIG-B码,与目前主流的基于网络时间协议(NTP)传输方式存在滞后性,因此在与闭路电视系统连接时就存在传输方式不统一,需要增加额外的转换设备。时钟系统的GPS天线距离主机较远,且需要通过同轴电缆传输。基于同轴电缆传输距离的限制,如此布置可能导致接收信号的不准确。建议将GPS信号接收机前置的方案,无论从系统精确性角度,还是从拉线布置方面,时钟系统都得到了优化。

4结束语

本文分析了第三代先进压水堆核电厂通信系统的总体结构、主要系统功能和设计特点,并结合在项目执行过程中遇到的问题提出改进建议:将通信系统设备根据负荷进行布置;考虑系统间冗余连接;仅在换料检修期间安装使用安全壳内通信设备;将时钟系统的GPS信号接收机前置。由于核电厂通信系统覆盖面广,通信技术的发展和更新换代快,如何将新技术的采用和核电厂通信安全有效结合是一个很大的研究课题,需要设计方、供货方和业主充分沟通,以达到最佳工程实践的目标,随着依托项目的不断推进,对整个系统的认识和理解也将逐步深入。

作者:邹颖男 严振杰 单位:国核工程有限公司

参考文献: