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您的位置:中国核电信息网 >  > 我国核电要统一的是堆型而非机型
 

1 引言

      2003年以来,我国政府开始推行积极发展核电的方针。2007年国务院正式颁布了我国第一个《核电发展中长期规划(2005-2020)》(以下简称《规划》),提出到2020年实现投运核电机组4000万千瓦、在建1800万千瓦的目标。自此,我国核电发展进入了快车道。截止到今年7月底,我国已投产核电机组11台,总容量约为910万千瓦。除两台重水堆机组外,其余均为压水堆机组。机型则有我国自主研发的一台30万千瓦CNP300机组和两台65万千瓦机组CNP650机组、从俄罗斯引进的两台VVER-91型机组,以及4台从法国引进的M310机组。国家能源局核准了12个核电项目,共32台机组,总装机容量约为3486万千瓦。已开工建设核电机组22台,总装机容量约2355万千瓦,其中包括3台CNP650机组、4台国产化依托项目采用美国西屋公司的AP1000机组、2台采用法国研发的EPR1700机组,其余为我国已能自主设计的M310改进机组。即将付诸建设的还有国核技消化吸收AP1000研发的CAP1400机组、从俄罗斯引进的AES2006(即VVER-91三代改进型)、中国自主研发的CP1000机组等。毋庸讳言,中核集团和中广核集团都在加紧利用自己已掌握的技术和能得到的国外三代技术,争取尽快研制出自有品牌的第三代核电机组。笔者认为,这种二、三代技术并存和多种三代机型由市场决定取舍的局面不仅在中国,而且要在全世界存在一段相当长的历史时期。

      这种局面搞得不少业外人士一头雾水:某专家不是著书立说批评以前的核电搞成了“万国牌”,所以才要国际招标再次引进国际先进机型来统一中国核电技术路线的。怎么现在反而愈搞愈复杂了呢?

      本文试图回顾我国核电发展技术路线的堆型选择历史,分析核电发展需要统一堆型而非极性,以及多种机型共存的必然性,并剖析一些似是而非的观点,还事物之本来面目。不过在此以前,笔者先引述两个生活中的事例,便于业外人士理解后文。事例一:现在一些正规场合要求统一着正装,当下时髦穿西装。而西装衣料有,毛、涤和混纺之分,式样有单排扣、双排扣、两粒扣、三粒扣,后面不开叉、中间开叉、两旁开叉等的组合,但是统统属正装。事例二:许多人现在度开车,没有人会发疯规定,买车只准买“奔驰”,不准买“捷达”。但是有一天国产“奔驰”价格与“捷达”相差无几时,只有傻子才会买“捷达”而不去买“奔驰”。

2 我国早就确定并坚持了统一的核电发展技术路线

      上世纪五、六十年代前后,美国与前苏联开始开发核能发电技术。他们在各自的钚生产堆和核潜艇技术的基础上开发出沸水堆和压水堆核电技术。其后美国政府资助各种有可能用于发电的堆型研发,几乎所有可能的组合方式都试了一遍。最终还是压水堆和沸水堆的实用优势明显,成了核电发展的主线。而石墨沸水堆和压水堆两种堆型成为前苏联核电发展的主力堆型(今后石墨沸水堆也将逐步淡出)。西欧许多国家认识到发展核电是其摆脱过分依赖中东石油的唯一出路。鉴于美国富集铀轻水堆经济性远好于天然铀石墨堆和美国政府同意供应富集铀的承诺,法国、瑞典、日本、西德等国先后放弃了原先的天然铀路线,转向富集铀轻水堆。美国轻水堆技术成了西方轻水堆技术的鼻祖。可见各国在考虑本国的核电发展技术路线时必须根据自身的工业基础、科研与教育、经济性,以及国际合作等方面的具体国情慎重决定。

      我国大陆核电的实际进展始于改革开放以后。早在1983年初,根据国务院安排召开的北京回龙观会议上,讨论分析了在我国已掌握的生产堆技术或核潜艇技术基础上发展核电的利与弊,最后会议得出结论,会后并得到国家认可,确定我国核电走压水堆技术路线。会议还决定引进国外百万千瓦级压水堆先进技术,强调逐步实现引进技术的国产化,以大力发展核电。上世纪80年代中后期,秦山一期核电工程、国内与香港合资建设的大亚湾核电厂相继正式开工建设。虽然其后核电发展的路程曲折而艰难,但是压水堆技术路线始终是坚持的。对此《规划》给予了正面肯定:“上世纪七十年代国务院做出了发展核电的决定,经过三十多年的努力,我国核电从无到有,得到了很大的发展。自1983年确定压水堆核电技术路线以来,目前在压水堆核电站设计、设备制造、工程建设和运行管理等方面已经初步形成了一定的能力,为实现规模化发展奠定了基础”。所以,认为我国核电技术路线不统一,要靠这次招标引进的AP1000来统一的“一统论”并不符合历史事实。

3 统一堆型下出现多种机型是技术进步的必然产物

      无论是核电技术创始国的美苏两国,还是引进技术的西方各国,在各种堆型长达几十年的发展过程中均随着技术的进步陆续研发、兴建了为数众多的机型。特别是法国和日本,出于利用核电解决本国能源短缺问题的紧迫需要,大力自主研发,在机型设计和设备制造等方面都取得了“青出于蓝而胜于蓝”的骄人业绩。例如,法国在照搬美国西屋公司压水堆技术建造CP0机组的基础上,大规模兴建了CP1、CP2系列机组,进而向中国出口了CPY,即M310机组。法国大力推行核电标准化、系列化,结合本国工业体系形成了核电建设的RCC系列标准。同时通过自主创新在国内兴建了一批130-140万千瓦的p4、P4’和N4等二代改进型机组。世纪之交时期,法德两国又合作创新研发成功第三代EPR机型,先后在芬兰、法国本土和中国建造首堆示范工程。没有任何人因为法国建设了58台各种机型的压水堆机组而怀疑其核电技术路线的统一性。俄罗斯也先后开发、建造了不下20多种VVER机型。

      由此可以得出结论:看一个国家的核电技术路线是否统一的依据是堆型而非不断进步的具体机型。用,某种具体剂型来一统未来的核电市场只是一厢情愿而已,在技术飞速发展的今天是不可能做到的。

4 选择引进核电国际合作伙伴的考量并不主要是技术

      发展中国家要想尽快地掌握核电技术,势必会尽量寻求国际合作,但是合作伙伴的选择则是本国政治、经济、外交和技术综合考量的结果,往往技术并不占主导地位。我国投运核电机组中引进法国、俄罗斯压水堆技术的过程佐证了上述论点。引进加拿大重水堆技术更明显是外交和经济上的考虑。事实已经证明了一位外交家当时的预言:“合同的签订将使中加关系至少稳定十年”。同样,不接受上述观点就无法解释我国的“三代招标”的最终结果是让所有的投标商都先后能得到建设合同。核电国际合作的“技术决定论”只是一种不切实际的设想,实际上哪个国家都不这么干。
 
5 人为割裂二、三代核电技术的有机联系违反客观科学规律

      通常人们将上世纪60年代后期开始建设的核电厂称为第二代。第二代核电厂实现了标准化、系列化、商用化和批量化,以提高经济性,是目前世界上投运核电厂的主力。

      三哩岛事故发生后,以美国为首的世界核电界从电厂管理和技术两个方面来提高投运核电厂的运行安全可靠性、可维修性和经济性。

      各核电厂普遍建立与提高安全文化素养;在业主和供货商中健全与不断改进质量保证体系,并加强监督控制;推动人员培训与再培训,以及有组织、规范化的运行经验交流与反馈。这些管理理念肯定会在今后的各类核电厂中继续贯彻实施。

      针对建造与运行中发现的问题,核电界加强技术研发,研制出新材料、新工艺;利用反应堆和一回路系统设计和安全评价新理念,程度不同地考虑了预防和缓解严重事故后果的应对措施;采用半速汽轮机与数字化仪控系统等先进设备。实际上各国正在运行的二代核电机组,通过20年左右在电厂运营管理能力的提升,以及在停堆换料或专项整治中持续不断安排的整改,技术上已有很大改进,运行业绩相当好,其安全性是完全可以接受的。我国大陆已投运的11台核电机组从未发生过2级以上的运行事件。

      另一方面,三哩岛事故使人们清醒地认识到,概率极低、但后果比已考虑的设计基准事故更可怕的严重事故是可能发生的,必须高度重视严重事故分析及其对策研究。包括我国在内,许多国家的核安全监管机构要求使用概率安全评价(PSA)方法对严重事故进行安全分析,并在设计中尽量考虑防范和缓解措施。于是人们在对二代核电机组进行改进的同时,开始研发满足美国电力公司要求文件(URD)和哦欧州电力公司要求文件(EUR)相应要求的第三代核电技术。有代表意义的是美国西屋公司研发的以全非能动安全系统、简化设计和布置以及模块化建造为主要特色的AP1000和立足于成熟技术的逐渐演进,着重利用4套完全实体分隔的能动安全系统提高安全性,用加大机组容量的规模效应来补偿经济性的法、德合作开发的EPR。另一种异军突起的机型是俄罗斯研发的AES2006,其参考电厂是即将运行的印度VVER92。

      应用于第二代改进型核电的大部分新材料、新工艺也在三代核电中得到沿用。三代技术中最值得称道的是其完善的预防和缓解严重事故对策,一些关键措施在二代核电设计中难以采用。这使得第三代核电技术的安全性,在二代改进型机组安全性可以接受的基础上,又有较大提高。其堆芯熔化频度和大量放射性释放频度明显低于URD和EUR的相应要求。

      目前全世界正在兴建三代核电机组的国家有法国、芬兰、日本、俄罗斯、韩国、中国及台湾省。令人费解的是,我国核电国产化依托项目4台机组采用招标引进的AP1000技术,但是西屋公司死活不肯当总承包商交钥匙,只得由国核技勉为其难。因而除此以外,所有其它三代核电建设项目的承包商均拥有自己从已掌握的二代核电技术继续研发而得的三代专利技术。

      上述三种代表性三代项目已在或即将在我国兴建。三门核电建设工地传来喜讯:我国率先掌握AP1000五大核心建造技术。这是我国核电建设者们在长期二代改进型核电机组建设中积累的经验的进一步提升,有些工艺还是中国人自主创新的。所有这些事实都无可辩驳地证明了二、三代核电技术之间的有机联系。武断地割裂这两者之间的联系不符合事物发展的客观规律。

      对于三代核电技术臻于成熟之前的核电项目安排,《规划》做了明确规定:“为使核电建设不停步,在三代核电技术完全消化吸收掌握之前,以现有二代改进型核电技术为基础,通过设计改进和研发,仍将自主建设适当规模的压水堆核电站”。笔者认为,这个正确原则应当自始至终得到坚持和坚决贯彻。

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