何为三代核电技术

 威尼斯人官网     |      2019-12-01 07:37

国家能源局副局长孙勤19日在回答记者提问时表示,第三代核电技术AP1000落在我国,是历史的必然;经过未来几年的健康快速发展,我国核电将从技术跟踪逐步过渡到自主创新,到2020年可望成为世界核电的领跑者。他是在就我国引进第三代核电技术AP1000接受中央媒体联合采访时说这番话的。 AP1000作为美国技术,为何美国未建设世界首堆,而由我国引进建设?孙勤在回答本报记者时说,AP1000在设计理念上非常先进,但要把它变成现实的核电站,还面临一系列工程、技术挑战;要建设世界首堆,更不会一帆风顺。由于种种原因,美国已经20多年没有新建核电站了,而在此期间我国从未停止核电发展步伐,由此积累了大量工程管理经验。更重要的是,美国目前有二三十家核电业主单位,从公司行为来讲,犯不上做“第一个吃螃蟹”者;而我国在二代、二代改进型核电技术基础上发展第三代核电,是国家层面上的科学决策,可以发挥社会主义集中力量办大事的优势,在世界上率先实现二代至三代核电技术的跨越。 孙勤强调,我国引进三代核电技术跟引进二代有质的区别,这就是最终目标瞄准自主品牌,实现自主设计、自主建造、自主运营。二代引进主要是“照葫芦画瓢”,知其然,不知其所以然。“虽也有创新,但脱不了人家的胚子,品牌不是我们的。”三代引进的创新在于,在二代引进经验教训的基础上,通过国家科技重大专项,真正做到消化吸收,知其所以然,最终升级到我国自主品牌的“CAP1400”,甚至“CAP1700”。他表示,到四代核电技术,我们就有实力不再引进,而是采取合作方式。他透露,目前我国在四代核电先趋技术,如高温气冷堆、快堆的研究试验方面,比世界水平并不落后。 在回答记者“如何协调二代、三代技术在我国新一轮核电大发展中的关系”问题时,孙勤透露,国家现已核准建设的22个堆、总计2290万千瓦核电机组,以及10个正在做前期工作的项目,都是我国已熟练掌握并有所创新的二代和二代改进核电站。在AP1000示范项目浙江三门、山东海阳核电站年内开工、2013年建成运营之后,将逐步过渡到三代;三四年后,新开工项目、尤其是内陆核电站,将考虑都使用三代技术。 针对社会关注的核电牌照发放问题,孙勤表示,除中核、中广核之外,五大电力集团中目前仅中电投拥有核电经营权,其他4家进入的积极性都很高。但核电的特殊性在于,对其业主的资质和能力有很高要求。“我们没有说中电投是唯一的,也没有说五大都可以进入。要当核电业主,而不仅仅是投资核电,必须具备相应的设计、建设、运营能力。”孙勤代表国家能源局表态说,“临渊羡鱼,不如退而结网”,“关键不在我,而在他自己。” 孙勤还就核电经营门槛设置问题透露,《核电管理条例》及核电标准体系正在制订当中,加上国家核安全局的职能,就可以依法、依技术、依安全来规范核电经营。

1954年6月27日,前苏联建成了世界上第一座商用核电站,位于俄罗斯卡卢加州奥布灵斯克核电站(Obninsk),虽然其发电量仅为5000千瓦,为CPR1000单机组容量的1/20,但它的建立标志揭开了人类和平利用核能的序幕。

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但对于核能的使用,源自二战后期军事上的目的,1939年美国科学家费米预见铀原子的裂变反应可能在军事方面的潜在性,向美国政府建议给予重视。其领导的团队在芝加哥大学在1941年建造了第一座反应堆,1942年12月2日,实现了首次反应堆首次运转,随后相关的技术被应用在被命名为“曼哈顿计划”的原子弹制造中。

国务院国资委网站最新消息,中国核建和沙特能源城于19日签订了《沙特高温气冷堆项目合作谅解备忘录》。此次合作是中沙两国共同落实“一带一”的重要举措,同时标志着在“十三五”开局之年,我国核电技术高温气冷堆项目实现了“走出去”的重大突破。

从首座反应堆运行到今天的70多年的时间,利用核能发电经历四个阶段。第一代核能发电是利用原子核裂变能发电的初级阶段,从为军事服务走向和平利用,时间大体上在上世纪50年代到60年代中期,以开发早期的原型堆、验证工程实施性为主。

高温气冷堆是我国具有完全自主知识产权的先进核电技术,设备国产化率高达85%,成为落实我国核电走出去战略的优选堆型之一。目前中国核建已先后在江西、湖南、广东、福建、山东、湖北、浙江等多个省市开展了高温堆项目前期工作。随着核电关键技术的研发推进,我国将进入核电建设和运营高峰期。预计2030年核电装机规模达1.2-1.5亿千瓦,核电发电量占比提升至8%-10%。

第二代核能发电是商用核电厂大发展的时期,从上世纪60年代中期到90年代末。第二代核电厂的建设形成了几个主要的核电厂类型,他们是压水堆核电厂,沸水堆核电厂,重水堆(CANDU)核电厂,气冷堆核电厂,以及压力管式石墨水冷堆核电厂。目前国内批量建成的CPR1000机组,虽然加入了大量的技术改进项,但其本质上还是第二代核电站。

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第三代核电机组,是在采用第二代核电机组已积累的技术储备和运行经验的基础上,针对其不足之处,进一步采用经过开发验证是可行的新技术,主要对其安全性和经济性进行了改进。

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在2002年第四代核电国际论坛对第四代核电堆型的技术方案形成的共识,计划在2030年以前将开发6种新型发电反应堆分别是气冷快堆 GFR,铅合金液态金属冷却快堆系统 LFR,熔盐反应堆系统 MSR,液态金属钠冷却快堆 SFR,超临界水冷反应堆系统 SCWR,高温气冷反应堆 WHTR和燃料循环技术,预计使用第四代核电技术的机组在2035年实现商业化。

目前全球内已经基本停止新建二代及二代改进型核电,第四代核电技术还未形成主流的堆型,第三代核电是国际国内主流的核能发电技术。下面从三代核电技术的来源以及技术特点这两个方面详细说明。

如果计算到1986年切尔诺贝利核事故为止,全世界商用核电站累计4000堆年的运行历史。其中发生过两次严重事故,发生概率达到5*10-4/堆年。这说明,严重事故的发生,虽然概率比较低,但不是不可能发生。在2011年发生的福岛核电站事故,也从另外有一个方面印证了上述计算。因此,提高核电站的安全性,对严重事故的预防和环节,成为了第三代核电技术发展的核心。