核電發(fā)展的意義及規(guī)劃

核電發(fā)展的意義及規(guī)劃

1世界堅(jiān)果開(kāi)發(fā)概論1.1世界電能發(fā)展現(xiàn)狀19世紀(jì)，美國(guó)加利福尼亞州發(fā)生了重大的能源供應(yīng)危機(jī)，這為世界能源問(wèn)題敲了警鐘。美國(guó)總統(tǒng)布什公布新的能源政策,提出要發(fā)展核能;在世界千年峰會(huì)上,俄羅斯總統(tǒng)普京發(fā)出“大規(guī)模發(fā)展核能”的倡議,從此,復(fù)蘇核電的呼聲一陣高過(guò)一陣。2007年聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專(zhuān)業(yè)委員會(huì)(IPCC)呼吁:控制溫室氣體排放刻不容緩。2008年7月,八國(guó)集團(tuán)(G8)會(huì)議就2050年溫室氣體減排50%達(dá)成共識(shí)。國(guó)際能源機(jī)構(gòu)(IEA)提出,為把全球溫升限制在2.4℃以?xún)?nèi),2050年溫室氣體減排50%,須建立一個(gè)低碳能源電力系統(tǒng),每年應(yīng)新建32臺(tái)核電機(jī)組。聯(lián)合國(guó)在波蘭召開(kāi)的氣候變化會(huì)議上,按合理利用和成熟性、經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力,將替代碳基燃料的各種替代能源分為四個(gè)檔次,核能排在第一檔次的第一位。為世界經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,緩解全球變暖,對(duì)核電的要求是:任重道遠(yuǎn),時(shí)間緊迫。但是,世界核能發(fā)展的實(shí)際進(jìn)展不大,2005年和2008年世界核電裝機(jī)分別為374和372GW,占全球總發(fā)電裝機(jī)的比例分別為9.7%和8.0%。美國(guó)為復(fù)蘇核電制訂的“核能2010”計(jì)劃,要求在2010年前開(kāi)始著手興建18臺(tái)機(jī)組,但至今未開(kāi)工一臺(tái)。2007年7月16日,日本柏崎·刈羽(KashiwazakiKariwa)核電廠遭到地震,這一事件的影響使此后的世界核發(fā)電量比例有所下降,世界核電的復(fù)蘇,是行動(dòng)遠(yuǎn)落后于期望。1.2美國(guó)的碳關(guān)稅ca-短刑奧巴馬新政府提出了新能源戰(zhàn)略,其核心主要如下:(1)打擊過(guò)度能源投機(jī)行為;(2)10年內(nèi)實(shí)現(xiàn)不從中東和委內(nèi)瑞拉進(jìn)口石油的目標(biāo);(3)10年內(nèi)每年投資150億美元,創(chuàng)造500萬(wàn)個(gè)新能源、節(jié)能和清潔生產(chǎn)就業(yè)崗位,將美國(guó)傳統(tǒng)的制造中心轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用中心;(4)至2050年將溫室氣體排放量減少80%。美國(guó)能源部長(zhǎng)朱棣文(StevenChu)稱(chēng),若其他國(guó)家未實(shí)施溫室氣體強(qiáng)制減排措施,美國(guó)將開(kāi)放征收碳關(guān)稅(CarbonTariff)。所謂碳關(guān)稅,是指對(duì)高耗能的產(chǎn)品進(jìn)口征收二氧化碳特別排放關(guān)稅。這表面上是為了全球競(jìng)爭(zhēng)的公平,實(shí)則扼住了中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的咽喉。如果歐、美、日等國(guó)家聯(lián)合對(duì)中國(guó)征收碳關(guān)稅的話(huà),“中國(guó)制造”將喪失原來(lái)的低成本優(yōu)勢(shì)。1.3全球改革開(kāi)放以來(lái)全球堆場(chǎng)電機(jī)總結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換概況截至2008年底,全球30個(gè)國(guó)家共運(yùn)行438臺(tái)核電機(jī)組,總裝機(jī)容量372.5GW;在建核電機(jī)組45臺(tái),總裝機(jī)容量39.948GW;計(jì)劃建設(shè)的核電機(jī)組131臺(tái),總裝機(jī)容量142.855GW;擬建核電機(jī)組282臺(tái),總裝機(jī)容量316.205GW。美國(guó)擁有的核電機(jī)組最多(104臺(tái)),總裝機(jī)容量101.119GW,占全球總核電裝機(jī)容量的27.1%,2008年的核發(fā)電量為809.0TW·h,占全球總核發(fā)電量的31.1%。以占全球27.1%的凈核電裝機(jī)容量生產(chǎn)了占全球31.1%的核發(fā)電量,表明美國(guó)核電廠的運(yùn)行績(jī)效遠(yuǎn)高于世界平均水平。目前,各國(guó)的核電現(xiàn)狀大不相同,16個(gè)國(guó)家的核發(fā)電量在全國(guó)總發(fā)電量中的份額接近或超過(guò)25%,核發(fā)電量所占份額最高者為法國(guó)和立陶宛(>70%),而我國(guó)僅為2.2%,在30個(gè)具有核電能力的國(guó)家中僅高于印度和巴基斯坦。2008年全球的核發(fā)電總量為2601TW·h,約占全球總發(fā)電量的15%,是近5年來(lái)最低的一年。這主要是因?yàn)榘仄椤へ子鸷穗姀S自2007年地震后一直處于停運(yùn)狀態(tài),其系全球最大的核電廠,擁有7臺(tái)沸水堆機(jī)組、總凈裝機(jī)容量為8.21GW(占全球核電總凈裝機(jī)容量的~2%)。該電廠的7號(hào)機(jī)組至2009年5月方重新投入運(yùn)行。國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)提出兩種世界核電裝機(jī)容量預(yù)測(cè),一種是低增長(zhǎng)預(yù)測(cè),另一種是高增長(zhǎng)預(yù)測(cè)。低增長(zhǎng)預(yù)測(cè)包括政府和電力公司宣布新建工程、延長(zhǎng)壽期和退役的可靠計(jì)劃,在2009年的預(yù)測(cè)中,核電裝機(jī)容量有適度的穩(wěn)定增長(zhǎng),至2030年達(dá)到511GW,占全部電力裝機(jī)的7.1%。高增長(zhǎng)預(yù)測(cè)增加了各國(guó)政府和電力公司在長(zhǎng)期規(guī)劃中擬建設(shè)的核電機(jī)組,在2009年的預(yù)測(cè)中,核電裝機(jī)容量在2030年達(dá)到807GW,占全部電力裝機(jī)的9.0%。就核發(fā)電量而言,至2030年按低增長(zhǎng)預(yù)測(cè)比2008年增長(zhǎng)45%,而按高增長(zhǎng)預(yù)測(cè)比2008年增長(zhǎng)128%。但是,IAEA也提出,對(duì)于今后幾十年,即使按照高增長(zhǎng)預(yù)測(cè),核電仍將主要是發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中大國(guó)的一種技術(shù)。根據(jù)各國(guó)已公布的相關(guān)數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)未來(lái)亞洲地區(qū)的核電將呈現(xiàn)大幅增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。全球在建的45臺(tái)機(jī)組中,有29臺(tái)位于亞洲國(guó)家,其中我國(guó)14臺(tái)(包括臺(tái)灣地區(qū)的2臺(tái))、印度6臺(tái)、韓國(guó)5臺(tái)、日本2臺(tái)、伊朗和巴基斯坦各1臺(tái);全球計(jì)劃建設(shè)的131臺(tái)機(jī)組中,有91臺(tái)位于亞洲國(guó)家,其中我國(guó)33臺(tái),印度23臺(tái),日本13臺(tái),韓國(guó)7臺(tái),哈薩克斯坦、巴基斯坦、泰國(guó)、土耳其、越南、印尼和伊朗各2臺(tái),朝鮮1臺(tái);全球擬建的282臺(tái)機(jī)組中,122臺(tái)位于亞洲國(guó)家,其中我國(guó)80臺(tái),印度15臺(tái),越南8臺(tái),印尼和泰國(guó)各4臺(tái),孟加拉國(guó)、哈薩克斯坦和巴基斯坦各2臺(tái),土耳其、亞美尼亞、伊朗、日本和以色列各1臺(tái)。此外,俄羅斯、美國(guó)、烏克蘭和南非的核電建設(shè)也將有大發(fā)展:俄羅斯在建、計(jì)劃建設(shè)和擬議建設(shè)的機(jī)組數(shù)量分別為8臺(tái)、8臺(tái)和28臺(tái);美國(guó)在建、計(jì)劃建設(shè)和擬議建設(shè)的機(jī)組數(shù)量分別為1臺(tái)(復(fù)建)、11臺(tái)和20臺(tái);烏克蘭計(jì)劃建設(shè)和擬議建設(shè)的機(jī)組數(shù)量分別為2臺(tái)和20臺(tái);南非計(jì)劃建設(shè)和擬議建設(shè)的機(jī)組數(shù)量分別為3臺(tái)和24臺(tái)。我國(guó)成了世界核電發(fā)展的排頭兵。2008年全世界新開(kāi)工項(xiàng)目11臺(tái),共10.89GW,其中我國(guó)有6臺(tái),共6GW,占全世界新開(kāi)工核電項(xiàng)目的55%;全世界在建核電機(jī)組共45臺(tái),39.95GW,我國(guó)有12臺(tái),10.1GW,占25%。我國(guó)核電建設(shè)的發(fā)展為減排二氧化碳,緩解全球變暖作出較大貢獻(xiàn)。通過(guò)AP1000的消化吸收及自主創(chuàng)新,我國(guó)目前正在研發(fā)的CAP1400及后續(xù)CAP1700機(jī)型可能成為世界上最有競(jìng)爭(zhēng)力的機(jī)型之一,并推動(dòng)我國(guó)核電進(jìn)入發(fā)展的新高潮,在對(duì)世界核電發(fā)展起到推動(dòng)作用的同時(shí),也將帶動(dòng)世界相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2中國(guó)對(duì)能源和能源的需求和發(fā)展計(jì)劃2.1我國(guó)用電機(jī)組發(fā)展目標(biāo)表1為我國(guó)2020年的電力需求預(yù)測(cè),是以2005年全國(guó)總裝機(jī)容量508GW為起算依據(jù),快速增長(zhǎng)估算以GDP年平均增長(zhǎng)8%、電力平均彈性系數(shù)1.1計(jì)算,保守估算以GDP年平均增長(zhǎng)6%、電力平均彈性系數(shù)1.0計(jì)算。根據(jù)我國(guó)2005–2020年核電中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃,到2020年核電裝機(jī)容量要建成40GW,約占裝機(jī)總量的4%。但是此規(guī)劃有可能進(jìn)行調(diào)整,國(guó)家能源局局長(zhǎng)張國(guó)寶近日對(duì)新能源發(fā)展的表述也在發(fā)生變化:對(duì)核電,由“十一五”規(guī)劃中的“積極發(fā)展”變成了“大力發(fā)展”;水電則由“有序開(kāi)發(fā)”變成“積極推進(jìn)”。涉及其他新能源的提法也變?yōu)椤凹涌祜L(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電和熱電聯(lián)產(chǎn)等清潔高效能源的建設(shè)”,這與以往較為籠統(tǒng)的“大力發(fā)展可再生能源”的表述差別甚大。國(guó)家核電自主化工作領(lǐng)導(dǎo)小組提出我國(guó)核電發(fā)展最新目標(biāo)是:到2020年,在運(yùn)行核電裝機(jī)容量86GW;在建核電裝機(jī)容量32GW。表2為我國(guó)核電發(fā)展的可能目標(biāo)。2.2我國(guó)電力工裝面臨的挑戰(zhàn)以2009年4月拉西瓦水電站6號(hào)機(jī)組投產(chǎn)為標(biāo)志,我國(guó)的電力裝機(jī)已達(dá)到800GW,電力供需暫時(shí)平衡,但是我國(guó)能源發(fā)展還面臨如下挑戰(zhàn):2.2.1獨(dú)聯(lián)體的1/7我國(guó)的煤可采儲(chǔ)量為1.15×1011t,約占世界可采儲(chǔ)量的12%,但人均儲(chǔ)量?jī)H為世界人均儲(chǔ)量的1/2,美國(guó)的1/10,獨(dú)聯(lián)體的1/7。石油和天然氣人均儲(chǔ)量更少(分別~1/10和~1/25)。另外,我國(guó)能源和資源的地理分布極不平衡,如煤炭?jī)?chǔ)量近80%分布在北方,水利資源70%以上分布在西南,而江南8省市加上山東、河北等省的能源資源只占全國(guó)的13%,而人口卻占全國(guó)的63%,能源消耗占65%。全國(guó)鐵路運(yùn)量的1/2和水運(yùn)的1/3都用于運(yùn)煤,仍無(wú)法滿(mǎn)足對(duì)能源的需求。2.2.2積極發(fā)展非水能源我國(guó)目前的電力供應(yīng)中,煤電占75.87%,水電占21.64%,核電裝機(jī)容量?jī)H占1.13%。通過(guò)大力發(fā)展水電、加快發(fā)展核電、積極發(fā)展非水可再生能源(如風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能)等舉措,可逐步降低化石燃料的份額,改善能源結(jié)構(gòu)。為應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn),我國(guó)必須采取積極措施,開(kāi)拓能源供應(yīng)的新增長(zhǎng)點(diǎn),逐步改變目前不合理的能源結(jié)構(gòu)。2.3推進(jìn)電能的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用,控制溫室氣體排放能源安全事關(guān)國(guó)家安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定,與人民群眾的生產(chǎn)生活密切相關(guān)。為應(yīng)對(duì)能源翻一番支持GDP翻兩番的挑戰(zhàn),必須根據(jù)我國(guó)人均能源資源不足的現(xiàn)實(shí),大力推進(jìn)核能的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。大量燃煤造成嚴(yán)重的環(huán)境污染,產(chǎn)生嚴(yán)重的溫室氣體。據(jù)IEA2009年9月7日在主頁(yè)上公布的2009世界能源主要統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),中國(guó)已經(jīng)成為世界上SO2排放和溫室氣體排放的第一大國(guó)。2008年,我國(guó)酸雨發(fā)生面積~1.5×106km2,與2007年相比略有增加,與2005年基本持平。酸雨污染情況還很?chē)?yán)重,而核電不排放SO2,核電鏈排放溫室氣體的歸一化排放量?jī)H等于煤電鏈的1%。3中國(guó)的能源行業(yè)戰(zhàn)略和技術(shù)主線(xiàn)3.1世界原子能技術(shù)路線(xiàn)3.1.1商業(yè)堆的制造能力美國(guó)、前蘇聯(lián)是在軍用堆的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)試驗(yàn)堆和原型堆,技術(shù)定型后形成商業(yè)堆的制造能力;英國(guó)和加拿大則分別開(kāi)發(fā)了石墨氣冷堆和重水堆技術(shù),并建成了商業(yè)堆。3.1.2采用先進(jìn)的消化技術(shù)法國(guó)、日本、德國(guó)、西班牙、韓國(guó)等把購(gòu)買(mǎi)設(shè)備與引進(jìn)技術(shù)結(jié)合起來(lái),在引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行消化吸收和改進(jìn)創(chuàng)新。3.1.3國(guó)外堆場(chǎng)核法設(shè)備的發(fā)展,為現(xiàn)代公民教育技術(shù)發(fā)展提供了重要條件通過(guò)設(shè)備進(jìn)口,購(gòu)買(mǎi)商業(yè)堆,實(shí)現(xiàn)建造和安全運(yùn)行自主化,如芬蘭和匈牙利等國(guó)以及我國(guó)臺(tái)灣省屬此類(lèi)。從當(dāng)初的“國(guó)之光榮”、自主開(kāi)發(fā)的秦山一期核電廠,到今天在AP1000基礎(chǔ)上自主開(kāi)發(fā)的CAP1400,我國(guó)當(dāng)屬于“自主開(kāi)發(fā)”加“引進(jìn)消化技術(shù)創(chuàng)新”型的路線(xiàn)。在引進(jìn)技術(shù)并消化吸收的國(guó)家中,法國(guó)的國(guó)產(chǎn)化最為成功,實(shí)現(xiàn)了核電站技術(shù)的引進(jìn)并消化吸收和創(chuàng)新的目的,法國(guó)政府在其中發(fā)揮了極其重要的作用。推行標(biāo)準(zhǔn)化和批量化,降低了核電站的造價(jià)和運(yùn)營(yíng)成本,20世紀(jì)70年代,法國(guó)核電站的造價(jià)高于美國(guó);但到80年代,法國(guó)核電站的平均造價(jià)僅為美國(guó)的70%。20多年來(lái),法國(guó)核電已進(jìn)入很好的盈利期,核電價(jià)格在歐洲很低,贏得了市場(chǎng)。德國(guó)、日本、西班牙、韓國(guó)等國(guó)也將外國(guó)的成熟技術(shù)同國(guó)內(nèi)技術(shù)相結(jié)合,在掌握國(guó)外技術(shù)的基礎(chǔ)上加以改進(jìn),發(fā)展建立有自身特點(diǎn)的核電工業(yè)和核電機(jī)型。德國(guó)在原型堆階段就將引進(jìn)技術(shù)并與本國(guó)工業(yè)技術(shù)相結(jié)合,開(kāi)發(fā)了有自身特色的機(jī)型;日本從美國(guó)引進(jìn)了壓水堆和沸水堆技術(shù),原則上按美國(guó)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行消化吸收和實(shí)行國(guó)產(chǎn)化。西班牙發(fā)展核電的特點(diǎn)是在美國(guó)、德國(guó)進(jìn)口核電站的同時(shí),重視核電工程設(shè)計(jì)和管理技術(shù)的引進(jìn),掌握核電建設(shè)工程的總體設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和接口設(shè)計(jì)技術(shù),逐步具備了自主采購(gòu)設(shè)備的能力,在核電站建設(shè)中掌握了主導(dǎo)權(quán)。韓國(guó)是發(fā)展核電最成功的國(guó)家之一,主要原因是韓國(guó)重視核電技術(shù)的引進(jìn)和消化吸收工作,并制定核電自主化計(jì)劃,不斷積累經(jīng)驗(yàn),從而實(shí)現(xiàn)了完全依靠本國(guó)建造核電廠。一些國(guó)家實(shí)施核電國(guó)產(chǎn)化和自主化比較成熟的經(jīng)驗(yàn)是:國(guó)家明確方針政策,把創(chuàng)新和國(guó)產(chǎn)化當(dāng)作一件大事來(lái)抓;制定核電規(guī)劃;有明確的技術(shù)路線(xiàn);實(shí)現(xiàn)核電設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化和批量化;根據(jù)國(guó)情確定國(guó)產(chǎn)化比例。3.2從自主走向自主,從粗引“科研”到可持續(xù)發(fā)展,從頂層設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行自主化、設(shè)備本土化經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展,我國(guó)核電工業(yè)基礎(chǔ)已初步形成。加快核電發(fā)展的時(shí)機(jī)已成熟,條件已具備。但真正要做到核電的可持續(xù)發(fā)展,除安全有保障、不對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響外,還必須立足自主,即設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行自主化,設(shè)備本土化(特別是高端制造業(yè)),即“四個(gè)自主”,在經(jīng)濟(jì)上能與其他能源進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng);具備批量化、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的能力。3.2.1cap1400的技術(shù)事件2008年2月15日,國(guó)務(wù)院第209次常務(wù)會(huì)議正式批準(zhǔn)“大型先進(jìn)壓水堆核電站重大專(zhuān)項(xiàng)總體實(shí)施方案”。通過(guò)實(shí)施大型先進(jìn)壓水堆重大專(zhuān)項(xiàng),在引進(jìn)、消化和吸收世界最先進(jìn)的第三代核電技術(shù)基礎(chǔ)上再創(chuàng)新,設(shè)計(jì)并建成具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型先進(jìn)壓水堆核電站示范工程,形成具有我國(guó)自主品牌的先進(jìn)核電站系列,實(shí)現(xiàn)我國(guó)核電技術(shù)的跨越式發(fā)展,達(dá)到世界核電技術(shù)的先進(jìn)水平,并在此基礎(chǔ)上加強(qiáng)基礎(chǔ)研發(fā),提升型號(hào)開(kāi)發(fā)的綜合實(shí)力,逐步走向世界核電前沿,這是我國(guó)核電可持續(xù)發(fā)展的需要,也是我國(guó)建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的需要。第三代核電技術(shù)AP1000是美國(guó)西屋公司為替換現(xiàn)有即將退役的壓水堆核電廠而開(kāi)發(fā)的發(fā)電容量為1200MW左右的第三代先進(jìn)壓水堆核電機(jī)組,主要技術(shù)特點(diǎn)是采用“非能動(dòng)”的安全系統(tǒng),大大簡(jiǎn)化了現(xiàn)有核電機(jī)組的安全系統(tǒng)。非能動(dòng)安全系統(tǒng)無(wú)需泵、風(fēng)機(jī)或柴油發(fā)電機(jī)等安全級(jí)別要求高的能動(dòng)安全設(shè)備,也無(wú)需配置冗余能力的安全交流電源、設(shè)備冷卻水、廠用水以及供暖、通風(fēng)與空調(diào)(HVAC)等能動(dòng)安全系統(tǒng)的支持,僅依靠自然物理規(guī)律(如利用重力注射、壓縮氣體膨脹、冷卻劑的蒸發(fā)冷凝、熱輻射、自然循環(huán)和自然對(duì)流等),就可實(shí)現(xiàn)安全功能的非能動(dòng)部件和非能動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行其安全功能。AP1000的研發(fā)是壓水堆核電技術(shù)的重大革新,具有如下優(yōu)點(diǎn):安全系統(tǒng)配置簡(jiǎn)化,安全支持系統(tǒng)減少,安全級(jí)系統(tǒng)及設(shè)備數(shù)量大量減少;事故后3天內(nèi)不要求操作員操作,并減少3天后操作員操作,大大降低人因失誤的風(fēng)險(xiǎn),安全性能大大提高,堆芯損壞頻率和大量放射性釋放概率遠(yuǎn)小于法規(guī)要求。AP1000采用非能動(dòng)安全技術(shù),使安全設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化、設(shè)備數(shù)量減少、系統(tǒng)設(shè)置和工藝布置簡(jiǎn)化、施工量減少,并具備運(yùn)行方便、維修簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,不僅可使AP1000的安全性能得到顯著提高,而且從建造和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的角度也具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)潛力。重大專(zhuān)項(xiàng)CAP1400的技術(shù)研發(fā),以引進(jìn)、消化、吸收AP1000技術(shù)為基礎(chǔ),采用非能動(dòng)安全設(shè)計(jì)理念的AP1000的先進(jìn)設(shè)計(jì)思想,通過(guò)整體性、系統(tǒng)性地創(chuàng)新與研發(fā)設(shè)計(jì)擴(kuò)大堆芯、蒸汽發(fā)生器、安全系統(tǒng)容量等,并優(yōu)化總體設(shè)計(jì)參數(shù),在主要安全性能指標(biāo)都不低于AP1000前提下提高核電廠的經(jīng)濟(jì)性。通過(guò)三門(mén)和海陽(yáng)兩個(gè)依托項(xiàng)目消化吸收的實(shí)施,我們要達(dá)到全面掌握以非能動(dòng)技術(shù)為標(biāo)志的第三代核電技術(shù)的目的,加快我國(guó)核電技術(shù)水平與安全要求的提升。目前,這兩個(gè)依托項(xiàng)目進(jìn)展順利,后續(xù)自主化的AP1000項(xiàng)目已完成初步設(shè)計(jì),并將逐步成為CAP1000;同時(shí),擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CAP1400的技術(shù)研發(fā)工作,也正在有條不紊地進(jìn)行,并初步定于2013年在山東榮城石島灣開(kāi)始示范工程的建設(shè)。在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),AP1000、CAP1000和CAP1400及其后續(xù)的CAP1700,作為大型先進(jìn)壓水堆,將是我國(guó)的主要機(jī)型。3.2.2我國(guó)scwr的技術(shù)現(xiàn)狀2001年7月,美、英、日、法等十國(guó)簽署協(xié)議,成立“第四代核能系統(tǒng)國(guó)際論壇(GIF)”,決定聯(lián)合開(kāi)發(fā)新一代核能系統(tǒng),以滿(mǎn)足今后更長(zhǎng)時(shí)期的能源需求。第四代核能系統(tǒng)的指標(biāo)先進(jìn),特別是循環(huán)效率將達(dá)45%左右,經(jīng)濟(jì)性大大提高;燃料循環(huán)與增殖,廢物量最小化以及防核擴(kuò)散能力等,也將大大增強(qiáng),預(yù)計(jì)在2050年前后可達(dá)到工業(yè)應(yīng)用水平。堆型包括:超臨界水冷堆(SupercriticalWaterReactor,SCWR)、超高溫氣冷堆(VeryHighTemperatureReactor,VHTR)、熔鹽堆(Molten-saltReactor,MSR)、鈉冷快堆(Sodium-cooledFastReactor,SFR)、鉛冷快堆(Lead-cooledFastReactor,LFR)、氣冷快堆(Gas-cooledFastReactor,GFR)。其中,SCWR是唯一的水冷反應(yīng)堆,有希望成為大型先進(jìn)壓水堆接替堆型。與現(xiàn)行水冷堆相比,具有簡(jiǎn)單、高效和經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)。SCWR運(yùn)行壓力超過(guò)水的臨界壓力(22.1MPa),因此冷卻劑溫度可突破臨界溫度(374℃),達(dá)到希望的更高值,效率可達(dá)45%,大大高于現(xiàn)有壓水堆核電站的33%。而且也可使用快中子譜,實(shí)現(xiàn)燃料閉式循環(huán)。我國(guó)現(xiàn)有核電設(shè)計(jì)技術(shù)和工程經(jīng)驗(yàn)主要集中于水冷堆,核電工業(yè)界的制造體系、生產(chǎn)能力、以往業(yè)績(jī),也主要集中于水冷堆。同時(shí),我國(guó)超臨界火電機(jī)組技術(shù)也已十分成熟,新投入運(yùn)行的大多為600MW級(jí)和1000MW級(jí)超臨界機(jī)組。我國(guó)核電界完全可借鑒火電超臨界機(jī)組的設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行技術(shù)。在NSSS(NuclearSteamSupplySystem)部分,SCWR各設(shè)備和部件與現(xiàn)有PWR(PressurizedWaterReactor)類(lèi)似,其尺寸小于現(xiàn)有的PWR,并有可能進(jìn)行一體化、模塊化,不會(huì)超過(guò)現(xiàn)在機(jī)械制造和運(yùn)輸能力。因此,開(kāi)發(fā)SCWR在我國(guó)具有堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。但是,SCWR系統(tǒng)的高溫、高壓條件高于PWR,設(shè)計(jì)上尚有不少關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題有待驗(yàn)證,包括堆芯設(shè)計(jì)、堆芯燃料和材料、電廠控制與啟動(dòng)系統(tǒng)、超臨界壓力水化學(xué)研究等,其中的主要問(wèn)題是燃料與材料的創(chuàng)新發(fā)展。但是,PWR已歷經(jīng)40多年的發(fā)展,在設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、建造、運(yùn)行以及新燃料和新材料研制上積累雄厚,我國(guó)還有在CAP1400上積累的寶貴經(jīng)驗(yàn)。因此,技術(shù)問(wèn)題不會(huì)成為SCWR開(kāi)發(fā)的障礙。第四代的另一堆型VHTR在我國(guó)也有良好基礎(chǔ),我國(guó)首座5MW高溫氣冷實(shí)驗(yàn)電站已建成運(yùn)行;200MW的模塊式高溫氣冷堆示范電站建設(shè)也已列入國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃。其最大優(yōu)勢(shì)是超高溫(1000℃),可用于高溫制氫和工藝熱,第四代國(guó)際核電論壇確定的方向是:側(cè)重核能制氫等領(lǐng)域的研究開(kāi)發(fā)。第四代堆型中的快堆電站能大大提高鈾資源利用率,嬗變長(zhǎng)壽命高放廢物,大大減少須處置的核廢物量。國(guó)際上寄厚望于快堆及其先進(jìn)的閉式核燃料循環(huán)技術(shù)。如在已有基礎(chǔ)上加強(qiáng)投入,我國(guó)的快堆電站有希望在2035年左右進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用。目前,由微軟創(chuàng)始人比爾-蓋茨(BillGates)投資的美國(guó)泰拉能源公司(TerraPower,LLC)推出的“行波堆”(Traveling-waveReactor),是集增殖-焚燒快堆和燃料循環(huán)于一體的先進(jìn)核能系統(tǒng)?！靶胁ǘ选辈煌诂F(xiàn)有已商業(yè)化的熱堆和各國(guó)正在開(kāi)發(fā)中的快堆,它通過(guò)對(duì)異質(zhì)堆芯燃料的巧妙分布和運(yùn)行控制,核燃料可從一端富集鈾啟動(dòng)源點(diǎn)燃,以增殖波前行、焚燒波后續(xù)的方式