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    [摘要]全球首台AP1000核电机组——浙江省台州市三门核电厂1号机组4月25日获准装料,即将投入运行。

    全球首台AP1000核电机组——浙江省台州市三门核电厂1号机组4月25日获准装料,即将投入运行。

    生态环境部副部长、国家核安全局局长刘华当天在北京向三门核电有限公司颁发了《三门核电厂1号机组首次装料批准书》,意味着全球首台AP1000核电机组设计、土建、安装、调试、生产准备等工作均已满足装料要求,即将投入运行。

    据生态环境部相关负责人介绍,三门核电项目于2009年4月开工建设,采用美国先进非能动压水堆核电技术AP1000,由国家电投集团牵头实施核岛总承包,由中核集团建设运行。

    “三门核电项目的成功建设进一步推动了我国核电建设水平和装备制造能力的提升,对推动我国向核电强国迈进具有重要作用。”中国核能行业协会秘书长张廷克说,三门核电厂1号机组获准装料,也为促进CAP1400项目启动奠定良好基础。

    据了解,CAP1400是在引进、消化、吸收AP1000技术基础上,通过再创新形成的我国具有自主知识产权的三代核电技术。

    怎么装料?安全吗?何时发电?

    4月26日,位于浙江台州的三门核电站1号机组紧锣密鼓地进行投运发电前最关键的一步——装料。

    核电站怎么装料?足够安全吗?何时能发电?记者带你揭开这个核电新成员的神秘面纱。

    坐“水下小车”、机器人安放这样装料很科幻

    三门核电项目采用从美国西屋公司引进的非能动压水堆核电技术AP1000,由国家核电技术公司实施核岛总承包。

    “装料是核电工程中有核和无核的分界点。”国家核电下属国核工程有限公司副总经理王斌告诉记者,装料前,整个核电站需完成各项建设和安全测试。首次装料后,机组进入带核调试阶段,核反应堆开始发生反应。

    下达装料指令后,长达4.8米、暂时保存在贮存池中的核燃料组件在水下被抓入篮筐,然后乘坐输运小车通过管道进入安全壳内,继而由机器臂装载到堆芯指定位置。

    简单地说,核燃料“走”了一个小写字母h的轨迹。看起来简单的操作,背后有着强大的标准规范以及操作规程进行保障。每装一根,大概需要半小时。而157根组件全部就位,将耗费近一周时间。

    对于一座新核电站,装料相当于给一辆新车加满油。接下来,核电站还要进行首次临界运行,即新车第一次上路。如果在普通公路上低速运行正常,那么就可以上高速了,也就是首次并网发电。

    长达6年评审具备当前国际最高核安全水平

    三门核电站是否足够安全,是广大公众最为关注的问题。特别是日本福岛核事故发生后,类似情况会不会在中国出现,成为不少人的担忧。

    上海核工程研究设计院郑明光院长表示,日本福岛核事故给全世界的核电建设敲响了警钟,新建核电厂的核安全标准更加严格。

    “三门采用的是当今全球公认的先进三代核电技术,相比于二代,安全目标提高了一个量级,也就是说发生堆芯熔化等大型事故、影响环境事故的概率要低一个量级。”郑明光说。

    核电建设“必须绝对保证安全”,这是我国对核电明确提出的顶层要求。

    为此,国家核安全局对三门核电厂1号机组进行了全过程的独立监管,对最终安全分析报告实施了长达6年的核安全审评,并对核电现场进行全日制驻厂监督。

    审评和核安全监督结果显示,该机组建造质量受控,达到设计安全目标,具有完善的事故应对措施,实现了从设计上实质消除大规模放射性物质向环境释放的可能性,具备首次装料条件。

    据记者了解,三门1号机组在2017年7月下旬就已经顺利通过国家核安全局组织的首次装料前核安全综合检查。

    考虑到是AP1000全球首堆,出于对核安全“慎之又慎”的考虑,国家核安全局、国家能源局等又开展了多轮补充检查,结果均满足要求,因此最终发放了装料批准。

    力争3个月后发电助力我国迈向“核电强国”

    据王斌介绍,下一步三门1号机组将按照相关要求做好调试和试验工作,力争带核试运行3个月左右实现并网发电。

    “三门1号机组的首次装料,将对我国核电事业产生深远影响,展示了我国向核电强国迈进的形象。我们一定要坚定信心,开创三代核电技术发展的新局面,也为后续项目顺利落地打下良好基础。”国家核安全局局长刘华表示。

    截至2017年末,我国在运核电机组37台,装机容量3581万千瓦,位列世界第四。在建机组20台中一半都采用三代核电技术。

    “我国核电有‘后发优势’。预计2020年再运核电厂能达到5800万千瓦。”中国工程院院士叶其蓁认为。

    在开展三门1号机组装料、试验经验反馈的同时,国家核电还将充分做好三门2号、海阳1、2号机组装料准备工作,进一步做好后续项目和CAP1400示范工程的设计和施工优化,持续推动我国三代核电自主化进程。

    “三代核电发展是新时代实现我国能源安全供应和生态文明建设的重要保证。就在建规模和发展前景而言,我国已成为全球三代核电发展的产业中心。”中国核能行业协会秘书长张廷克说。

    多位专家表示,未来10~15年,是我国从“核电大国”向“核电强国”推进的关键期,也是我国自主三代核电向国际市场发展的战略机遇期。

    “要在确保安全的基础上,在自主三代核电技术的成熟性、经济可接受性、自主化等方面继续加快创新、攻关和引领步伐。”张廷克说。

    三门核电项目设计寿命60年

    三门核电项目目前在建一号、二号两台机组,单台功率达到125万千瓦,设计寿命达到60年。其安全性、经济性将比正在运行的核电站有较大提升。

    “非能动”设计让核电更安全

    三代核电技术是在近几年新建的核电站中才开始得到应用的,其最重要的特点是在安全性上要比上一代核电技术有大幅度的提升。为实现这一点,AP1000采用了全新的“非能动”理念,就是不依赖外界干预,而靠重力、对流等自然物理规律来确保安全。

    三门核电项目厂房的房顶像是戴了一个圆柱形的小帽子,这个小帽子里面其实是一个可以存水3000吨的大水箱。核电站遇到事故的时候,这些水就会在重力的作用下向下喷淋,给厂房降温。

    通过非能动的安全设计,不仅让核电站应对突发事故时更从容,同时也减少了核电站内设备数量。据统计,AP1000技术的核电站和现有核电站相比,阀门数量减少50%,泵减少35%,管道减少80%,电缆减少70%,这就减少了设备损坏造成事故的概率,实现了安全性的大幅提升。

    主控室

    核电站的中枢神经

    如果说核反应堆是核电站的心脏,那么主控室就是核电站的大脑了。

    AP1000的主控室人员配置是5个人,包括值长、副值长、核岛操作员、常规岛操作员、监护操作员。5个人就可以完成整个核电站日常工作的80%~90%。工作人员通过主控室内的14块屏幕就可以对AP1000正常运行的数据了如指掌。其中有两个是报警屏幕,能显示10000多个报警信息。

    核电站除了要维持正常的运行外,更重要的是要在遇到特殊状况时也能确保安全。这个主控室里配备了三套能对反应堆进行控制的设备,相当于一台手机装了三个操作系统,保证即使有的操作系统出现故障后,依旧能让反应堆停下来。而且每个操作系统都考虑了多个部件的相互备份。

    常规岛核电站是如何发电的

    一个核电机组是由核岛和常规岛两部分组成的,简单说核岛是用来进行核反应,而常规岛则用来发电。

    常规岛的任务就是把核岛里核燃料反应产生的热能转化为动能最终再转化为电能。要实现这一点就要靠核燃料加热水产生的蒸汽。

    常规岛里有大大小小各种类型的蒸汽管道,蒸汽从核岛出来的时候是没有和核燃料发生直接接触的,是“干净”的蒸汽,没有核辐射,所以常规岛在正常运行时,工作人员是可以进到里面来进行维护工作的。

    蒸汽通过管道输送到装有蒸汽轮机的绿色大罐子里,在里面,蒸汽就像风吹动风车一样,带动蒸汽轮机旋转,产生强大能量。

    这里发电的原理和普通火电站发电是一样的,但是在这里运行的蒸汽温度、压力都比较低,轮机转动的速度也会比较慢,所以常规岛的安全性还是很高的。那么这些发出来的电怎么输送出去呢?一根巨大的白色管道里面就是电缆,清洁的核电就是从这里源源不断地输送到厂外去。

 
 
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