我国跻身世界核电大国行列(“砥砺奋进的五年·能源跨越之路”)


日期:2017年09月08日     中国能源报

   8月31日,大型先进压水堆和高温气冷堆国家科技重大专项(以下简称核电专项)新闻发布会在科技部举行。
   自2006年被列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》16个国家科技重大专项至今,核电专项实施已10年有余。核电重大专项管理实施办公室负责人、国家能源局核电司副司长秦志军介绍,核电专项推进工作已取得一批标志性成果,全面提升了我国核电研发设计和管理水平,进一步促进了我国核电安全高效发展,为实现核电强国和制造业强国目标奠定了坚实基础。据了解,截至目前,核电专项带动研发新产品、新材料、新工艺、新装置等共计980项,申请知识产权3000余项,形成行业及企业标准849份,并培养了41个创新团队。
   秦志军表示:“我国核电发展已走过三十余年的历程,从无到有,从弱到强,从依托国外技术到拥有自主技术,在研发、设计、工程建设、设备制造、运营维护等方面获得了大幅提升,培养了一批核电专业技术人员,具备了技术、装备走出去的实力。我国已跻身世界核电大国行列。”数据显示,我国在运核电机组36台,总装机容量3436万千瓦,在建核电机组20台,总装机容量2317万千瓦,在建规模居世界首位。
   示范工程有序推进
   2006年,我国引进美国AP1000第三代非能动先进核电技术,并展开消化、吸收、再创新等工作。大型压水堆专项技术总设计师、上海核工程研究设计院院长郑明光告诉记者,AP1000的技术验证工程,在世界范围内都遇到了一些困难。“AP1000的建设过程中,在新材料、新设备等应用方面遇到了很多挑战。但对设备的国产化而言,应对挑战同时也是非常好的课堂。对先进技术的引进消化、对已发现问题的解决,对我国自主生产能力的提高都有很大帮助。”
   今年8月,浙江三门依托项目首台机组热试主体工作已经完成,装料在即,标志着AP1000引进消化吸收工作基本完成。据介绍,三门项目装料通过了国家能源局、中国核安全局、美国核管会的严格审查,完全具备装料条件。
   我国在吸收AP1000先进理念的基础上,研发的自主知识产权的CAP1400技术,其示范工程初步安全分析报告得到了国家核安全局的审评认可,安全评审基本完成,实现了“再创新”。郑明光介绍,“目前,CAP1400关键试验已全部完成,主要设备研制也已基本完成,做好了充分准备。”据了解,山东荣成石岛湾CAP1400示范工程施工设计已完成80%,现场准备工作有序推进,基本具备开工条件。
   而高温气冷堆作为我国自主研发的目前世界上最接近商业化、安全性最高的具有四代核电特征的技术,在反应堆核心技术上取得了重大突破。采用全陶瓷高性能核燃料元件从而确保“固有安全性”,是高温气冷堆的最大亮点。
   “随机抽选的10个燃料元件,在欧盟经过了三年核裂变和中子辐照试验。”高温气冷堆专项总设计师、清华大学核能与新能源研究院院长张作义告诉记者,“实验结果表明,在1650摄氏度高温下,陶瓷材料可以有效阻挡放射性的泄漏,材料特性可保证反应堆不会熔毁、放射性不大量外泄。”
   张作义在发布会上表示,高温气冷堆示范工程也即将建成。据了解,高温气冷堆示范工程同样位于山东石岛湾,反应堆采用两个热功率250MW的球床模块式高温气冷堆模块,发电效率高达42%。“目前,示范工程的施工设计和土建工程已全部完成。除个别设备外,大部分设备已到达现场或正在进行出厂验收。主要设备已经就位,第一个反应堆模块安装也即将完成。示范工程现已全面进入调试阶段。”
   制造施工水平全面提升
   核电专项的推进,使我国核电领域技术水平不断提高。而依托核电专项示范工程项目推进,我国装备制造水平和工程建设水平也获得了大幅提升。谈及核电专项对装备制造业的作用,秦志军表示:“从世界范围看,一个国家如果没有强大的制造业和供应体系支持,很难成为核电强国,也很难提高核电安全水平。我国众多核电项目业主、设备厂商都对核电专项表现出很高热情,企业管理水平和制造能力也在专项推进过程中提升到了新的高度。”
   郑明光告诉记者:“通过重大专项推进,我国核电装备制造的能力已由二代核电要求跃升为三代,关键技术、材料以及核心设备,基本上实现了国产化。”
   张作义表示,高温气冷堆示范工程作为创新型技术,多项重大装备制造都属世界首台套。“例如,上海电气完成了反应堆压力容器、金属堆内构件、控制棒驱动机构等重要设备研制;上海电气鼓风机厂、哈电佳木斯电机完成了主氦风机研制;哈电承接的蒸汽发生器制造已接近完成。”据了解,高温气冷堆示范工程设备的国产化率已达到90%。
   而在核电工程的施工、管理等方面,我国积累的丰富建设经验和理念优势也正在显现。
   “由于高温气冷堆示范工程自主创新、世界首台套的特点,加上配套基础设施、设备车间等,成本仍然较高。”关于高温堆经济性问题,张作义告诉记者,“‘模块化’设计理念,与我国批量化建设能力相结合,可以有效降低建设成本。未来,在保障安全性的前提下,高温堆电站将有可能替代火电站运行,从操作人员、工艺等方面进一步降低成本。”
   “我国多年来坚持推进核电建设,在施工管理与施工经验上相较美国等国家更有优势。未来大型先进压水堆的建造时间将可控制在48至50个月之间,经济性也将同步提高。”郑明光称。
   据了解,我国核电压力容器、蒸汽发生器、主管道等一大批重大设备已实现国产化,屏蔽电机主泵、数字仪控系统、爆破阀等核心设备均已完成样机制造,高温气冷堆控制棒驱动机构、燃料装卸料系统等已实现供货。我国现已具备年产6到8台套三代核电设备供货能力,三代核电综合国产化率从2008年依托项目的30%提高到了85%以上。
   “目前世界范围内,核电发展正处在技术升级换代的过渡期,产业格局的调整期,发展重心的转移期。”秦志军指出,“未来15年是我国核电发展的重要机遇期。我们将继续做好核电专项实施,安全高效发展核电,让核电在保障国家能源安全、应对全球气候变化挑战及一带一路建设上发挥重要作用。”