伴随着AP1000技术的引进、消化、吸收,世界第一座采用非能动性安全技术的第三代核电站――浙江三门核电站将于2013年在我国出现,这种技术将更安全、更经济、更简化。
谈起核电站,很多人会色变,会想起1986年的切尔诺贝利核电站事故。
中国科学院院士、国务院核电自主化工作领导小组专家组组长欧阳予介绍,核电站的建设始于上世纪50年代。实验性是第一代核电站的特点。1954年,前苏联建成电功率为5000千瓦的实验性核电站;1957年,美国建成电功率为9万千瓦的希平港原型核电站。国际上把上述实验性和原型核电机组称为第一代核电机组。
上世纪60年代后期以来,国际上陆续建成电功率在30万千瓦以上的压水堆、沸水堆、重水堆等核电机组,它们进一步证明了核能发电技术可行性,也使核电可与火电、水电相竞争的经济性得以证明。上世纪70年代,因石油涨价引发的能源危机促进了核电的发展,目前世界上商业运行的400多座核电机组大部分是在这段时期建成的,被称为第二代核电机组。
在发生切尔诺贝利核电站事故之前,人们普遍认为核电是安全和清洁的。此后,核电发展进入长达20多年的低潮。
对切尔诺贝利核电站事故的起因研究表明,主要是人为操作失误所致。于是,一个大胆的设想诞生了:能否设计出一种近乎“傻瓜”的核电站安全技术?这样就可以把人为操作失误的风险降到最低。
历经20年的研究,美国西屋电气公司设计的实现“傻瓜”核电站的AP1000技术终于问世，并将在中国兴建世界上首个AP1000核电站。
资深核安全专家郁祖盛介绍说,AP1000核电站的“非能动”安全系统有两大贡献。
一是使AP1000的安全防线从此固若金汤。通俗地说,安全系统是装水量总计5000余吨的4个大水箱,一旦遭遇紧急情况,不需要交流电源和应急发电机,利用地球引力、物质重力、气体膨胀、密度差引起的对流、蒸发、冷凝等自然现象来驱动核电厂的安全系统,巧妙地冷却反应堆堆芯,带走堆芯余热,并对安全壳外部实施喷淋等,从而恢复核电站的安全状态。这使得AP1000的安全性大大提高。
二是事故发生后,允许核电站操纵员72小时不干预――目前世界上运行的核电站不干预时间仅为10到30分钟,系统可以自动应对事故,把人为失误的风险降到最小。
“加法”改“减法”,AP1000成本下降直追火电
经济性是核电站能否生存、推广的关键。以往都是靠“加法”来提高其安全性。比如欧洲三代核电站EPR把安全系统由二代核电站的两个系列增加到四个系列。设备越来越多,成本越来越高,不利于推广。
既提高核电的安全性,又降低其成本。这似乎成了不能实现的“天方夜谭”。AP1000第一次将这一不可能变为可能。欧阳予、郁祖盛两位专家介绍,最重要的原因是AP1000核电站采用了“非能动”安全系统。欧洲三代核电站EPR好比做加法,AP1000好比做减法。两者相比,“非能动”安全系统不仅使AP1000更安全,更简化,也使AP1000的各类设备包括昂贵的核安全级设备成十上百甚至数千台地减少,使建造和运行、维修成本显著下降。
据西屋公司提供的资料,即使与二代核电站相比,AP1000的经济优势也很明显。以百万千瓦级为例,AP1000安全级阀门减少50.8%，水泵减少34.2%，管道长度减少79.8%，抗震厂房减少45%，电缆减少85%。
AP1000的低成本撒手锏共有3个。三代核电依托项目海阳SPMO(现场项目管理机构)中方总经理宋丰伟介绍,一是非能动性安全系统使得系统简化,设备安全等级降低;二是模块化施工方法大幅度提高施工平行作业能力,缩短工期;三是四维信息管理和虚拟电站技术将三维工厂设计和施工进度计划管理相结合,进一步提高工作效率。
专家认为,如果批量建设,AP1000电站成本将不断下降,可望与火电媲美。
AP1000建设势在必行,我国走在世界前列
在能源日益紧张、环保日益重要的今天,发展核电站是一条节能减排的光明之路,而年初的雨雪冰冻灾害更凸显了核电站的优势。
我国需要加快发展核电。国家核电技术公司专家委员会主任陈肇博、核电专家杨紫德介绍说,目前全球核电站占全部电力装机容量的16%,发达国家占20%以上,我国只占1.2%;全世界在役核电机组439座,我国才11座。我国核电站如果达到电力总装机容量的10%,每年可望节省上亿到几亿吨煤；同时,将在减轻环境污染上作出重要贡献。
随着AP1000消化、吸收、再创新的推进,我国核电利用领域将面貌一新,部分地区用电紧张状况也将得到缓解。作为代表国家引进第三代先进核电技术,实施相关工程设计和项目管理,通过消化、吸收、再创新形成中国核电技术品牌的主体,国家核电技术公司董事长王炳华介绍,在技术上,AP1000核电站1至4号机组由外方负责,从3号机组开始,关键设备逐步实现国产化;在工程管理上,AP1000核电站1、2号机组由外方负责、中方参与,3、4号机组逐步由中方替代,外方提供技术支撑。最终将实现三代核电关键设备的国产化和自主化,
形成中国自主品牌的大型先进压水堆核电技术,走出一条“标准化设计、工厂化预制、模块化施工、专业化管理、自主化建设”的三代核电产业化发展道路。他说:
“不论遇到什么困难,我们都要克服,一定要在这张白纸上画出最新最美的图画。”
面对这一光荣而艰巨的历史使命,这一技术消化吸收再创新的龙头单位――国家核电技术公司上海核工程研究设计院,AP1000建设项目专业化管理的载体――国家核电技术公司国核工程公司,业主单位――中核集团三门核电有限公司和中电投集团山东核电公司,AP1000部分关键设备的设计、制造基地――国家核电技术公司山东核电设备制造公司等有关各方,在各自的岗位上勇挑重担,开拓创新。
中国的核电建设者们正张开双臂迎接核电的春天，他们用智慧和汗水书写着世界核电发展史上的新一页。
