我国核电设备设计 制造技术水平已步入世界前列

2018年1月28日“华龙一号”全球首堆压力容器成功吊入反应堆，意味着我国核电设备设计、制造技术水平已步入世界前列。

“今日‘立霾’。立霾是中国传统‘二十五节气’之一，也是老北京‘传统节日’之一。‘立霾’这天，中国民间有载口罩之习俗，人们尽量在家中不出门，以躲避传说中的神兽‘霾’……” 重污染天气来袭，许多网友看到这条段子哭笑不得。

今年立冬以来，北京的天气一直没给好脸色看。11月13日，北京市空气重污染应急指挥部办公室还发布空气重污染黄色预警，提示京津冀地区将在13日~15日出现区域污染过程。

“燃煤的过度使用是华北地区冬季严重雾霾天气多发的重要原因，在天然气供应不足、煤改气面临挑战的情况下，发展核能供热是缓解大气污染、实现绿色发展的重要有效方法。”中国核学会理事长、原中核集团董事长王寿君在11月13日于京召开的2018年核能发电技术专题研讨会上说，当前历史阶段下，我国应该更加注重“安全高效地发展核能”。

王寿君同时指出，由于我国已经近3年没有批复新的核电机组投入商业运营，整个行业的发展已受到延误或影响。当下，我国应尽快开工建设一批新的核能发电项目。

自日本福岛核电站发生核泄漏事故以来，“弃核”一度成为各核大国安抚公众的关键词。然而，在上述研讨会上多位专家指出，包括美俄法等在内的核能利用大国，从未停止过核电发展，近期发展趋势更是迅猛。与会专家也纷纷建言，我国应抓住重要历史机遇期，安全高效发展利用核能，从“核大国”向“核强国”迈进。

世界各核大国并未“弃核”

“几乎所有的发达国家都建有核电站，并将核能作为能源结构的重要部分。”王寿君说，2017年全球有核电国家核能发电占其一次能源供给平均值约为10.6%，我国尚不到4%(3.82%)。

至于我们常听到的“弃核”，国家电投集团公司总工程师王俊认为并非如此。“世界上的核大国都在推进核电发展，从未停止。尽管有国家宣称停止了核电设施的建设，但它们对核电技术的研发并没有停止。”

《中国科学报》记者了解到，日本福岛核事故后，许多核大国将目光转向了核电的小型化、多用途方面，发展趋势迅猛。

“近年来，各国对小型模块化反应堆的兴趣越来越强烈。小型模块化反应堆是游戏改变者，能够以高安全水平提供不同的核电联产解决方案。”中国工程院院士、中国电机工程学会核能发电分会荣誉主任委员叶奇蓁透露，美国基于核能领导地位和能源领域、核技术方面取得的主要进展，其能源部已经倡议开发小型核反应堆。

而就所有民用核能活动而言，叶奇蓁认为，目前法国和俄罗斯处于全球领先状态。同时，中国在核电站建设方面正在取得重大突破，是未来的潜在领先国家之一。

“当前正值我国核电发展的重要战略机遇期。”中国电机工程学会理事长郑宝森在上述研讨会的致辞中表示，我国核电事业经过近40年的探索实践和技术创新，三代核电技术已经相对成熟，以高温气冷堆为代表的具有第四代特征的核电技术也攻克了一系列关键技术和设备难题。同时，核安全法规体系和安全监管机制也日渐完善，核电将更加安全可靠。因此，“我们应该坚定信心，抓住机遇，从源头上控制核电安全与质量，注重安全性与经济性的平衡，加快推动三代核电的安全高效发展”。

我国三代+核电站成绩斐然

“我搞了一辈子核能，它有缺点，但是优点大一些。”王寿君说这话时有些激动，“核电有它的问题，曾经发生过切尔诺贝利核事故和福岛核泄漏事故，但是也应看到，这些都属于最初代的核电站，跟我们要建的二代+、三代+不同。一百年前的奔驰车也叫奔驰车，它能不能和今天的奔驰车相提并论?当然，有些核电站运行太久，该退役就退役，不应延寿。”

当前，以华龙一号、AP1000和CAP1400为代表的三代核电技术，正在成为我国未来核电规模化发展的主流。其中，AP1000是我国从美国西屋公司引进的全球第三代核电技术，历时9年的技术引进、消化、吸收和再创新，目前共建有浙江三门核电一期、山东海阳核电一期四台机组。

在研讨会上，王俊介绍说，目前，三门一号机组、海阳一号机组和三门二号机组已经分别于今年的9月21日、10月22日和11月5日相继完成了168小时满功率连续运行考验，海阳二号机组也在进行功率提升的相关试验，“这标志着我们目前已经具备AP1000后续建造的批量化建设能力，三代核电已经可以商业运行”。

与此同时，由来自160多家单位近2万科研人员参与、在AP1000非能动技术的基础上开发的功率更大的非能动大型先进压水堆核电机组CAP1400相关技术开发也已“基本完成”。王俊说，CAP1400已于2016年2月和4月先后通过了国家核安全局和国际原子能机构组织的安全评审和通用安全评审。这也意味着，“我们已经开发出了具有自主知识产权的CAP1400”。

而据记者了解，由中核和中广核联合开发的中国自主化知识产权的三代核电技术“华龙一号”目前也进展顺利。“华龙一号”核电站全球首堆示范工程——福建福清核电5号机组核岛安全厂房已于2017年8月完成封顶混凝土浇筑。华龙一号海外首堆工程——巴基斯坦卡拉奇2号核岛首台蒸汽发生器已于2017年9月成功吊装就位，目前正在进行主体施工。

“ 正在建设的最新一代反应堆(三代)的设计可以保证即使发生堆芯熔化等严重事故，基本上也不会在核电站之外产生较大的放射性后果。”叶奇蓁说，在新一代反应堆建设中，重大事故得到了详细分析，所总结的经验和汲取的教训使反应堆的设计运行得到了巨大改进。

以科技进步提升核电安全性

不过，由于安全性的提升，以及首堆工程实施的复杂性，到目前为止，除华龙一号外，几乎所有第三代示范项目都遭遇了工期延期，或因成本上升导致超出预算和融资压力，项目不得不推迟。

记者了解到，按照当下安全监管机构的要求，新建反应堆应满足三大安全目标：第一，必须实际消除会出现堆芯熔化、导致早期或大量放射性泄漏的事故;第二，对可能发生的堆芯熔化严重事故，必须保证对公众在一定地域/时期内采取有限保护措施(无需永久迁居、无需紧急撤离、无需长期限制食品消费);第三，在外部事件方面，倾向于将类似于大飞机蓄意撞击这样的极端情况考虑进去。叶奇蓁介绍说，我国和国际上都在进行提高核电安全性研究，主要有四大方向。一是保持安全壳完整性，从设计上实际消除大规模放射性释放;二是严重事故机理及其预防和缓解(包括“严重事故管理导则”和“极端自然灾害预防管理导则”);三是耐事故燃料研究;四是先进的废物处理和处置技术的开发和应用。

“核电仍是相对年轻的技术，还处于不断进步中，要通过不断的科技进步进一步提升核电安全性。”叶奇蓁说，“其技术发展路线已初见端倪，应鼓励相应的开发和研究工作。”他还表示，核能是一项朝阳技术，有巨大的改进潜力。比如耐事故燃料等技术可进一步提升安全水平、简化系统，从而增强竞争力。此外，高度创新的小型模块化反应堆可以提供新的解决方案，进一步提高灵活性、推广分布式发电。

核安全性备受关注，核经济性也不容忽视。“安全性是最重要的，但是没有经济性也不行。”王寿君提醒道，未来核能发电成本一定要做到成本比燃气还低，否则公众即使不担心安全问题，也不会接受高电价。

对此，叶奇蓁也评价说：“由于在安全方面投入巨大，三代/三代+核电站的经济性竞争力必须进一步提升，包括通过优化反应堆设计、利用现代信息技术、大宗采购、模块化和标准化施工、全球供应链的合作、创新融资解决方案、支持性的监管和监督环境，以求最大程度缩短工期，提高热效率和反应堆利用率，继而提高核电的安全性和竞争力。”