建設(shè)AP1000的使命是,通過(guò)引進(jìn)這種三代核電,在浙江三門(mén)、山東海陽(yáng)建設(shè)自主化依托項(xiàng)目,通過(guò)消化、吸收、再創(chuàng)新,以實(shí)現(xiàn)核電自主化。
11月23日早上6點(diǎn),記者在現(xiàn)場(chǎng)看到浙江三門(mén)核電站1號(hào)機(jī)組核島廠房穹頂?shù)跹b啟動(dòng)。為避開(kāi)海風(fēng)影響,吊裝較原計(jì)劃提前,天還沒(méi)亮,工作人員便在工地忙碌。
國(guó)家核電技術(shù)公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“國(guó)家核電”)董事長(zhǎng)王炳華親臨現(xiàn)場(chǎng),這不是他第一次督戰(zhàn)。自2009年項(xiàng)目開(kāi)工以來(lái),他幾乎每月都來(lái)。
約一個(gè)半小時(shí),直徑達(dá)41米、起吊總重達(dá)922噸的穹頂順利吊裝,這意味著世界首臺(tái)AP1000機(jī)組核島土建基本完工,建設(shè)進(jìn)入收官階段。
■圖紙到電站的首次嘗試
——AP1000三代核電獨(dú)有的非能動(dòng)理念,讓核電更安全也更經(jīng)濟(jì)
AP1000是我國(guó)從美國(guó)西屋公司引進(jìn)的先進(jìn)三代核電技術(shù)。2006年,為統(tǒng)一核電技術(shù)路線(xiàn)、促進(jìn)核電事業(yè)發(fā)展,我國(guó)做出了引進(jìn)AP1000的決策。
核電專(zhuān)家介紹,我國(guó)核電建設(shè)從上世紀(jì)70年代初啟動(dòng),技術(shù)路線(xiàn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)目前還不完全統(tǒng)一,對(duì)自主化、國(guó)產(chǎn)化的進(jìn)展產(chǎn)生了一定影響。
提高自主化能力一直是我國(guó)核電發(fā)展的目標(biāo),而全球核電從二代向三代轉(zhuǎn)型,為我國(guó)高起點(diǎn)發(fā)展提供了機(jī)遇。
AP1000技術(shù)引進(jìn)是我國(guó)能源領(lǐng)域最大、最完整的一次技術(shù)引進(jìn),也是中美兩國(guó)最大的能源科技合作項(xiàng)目。它的引進(jìn)一開(kāi)始就承擔(dān)著消化、吸收、自主創(chuàng)新三代核電的使命。最終選定在浙江三門(mén)和山東海陽(yáng)各建2臺(tái)AP1000機(jī)組,作為自主化依托項(xiàng)目。
2007年5月22日,國(guó)家核電成立,被定位為“實(shí)現(xiàn)第三代核電技術(shù)引進(jìn)、工程建設(shè)和自主化發(fā)展的主要載體和研發(fā)平臺(tái)”。
王炳華介紹說(shuō),引進(jìn)AP1000,很重要的一個(gè)原因是其“非能動(dòng)”的先進(jìn)設(shè)計(jì)理念,簡(jiǎn)化了安全系統(tǒng),提高了可靠性。
“AP1000依靠的是重力、溫差和膨脹等自然力來(lái)驅(qū)動(dòng)的安全系統(tǒng),緊急情況下,不需要使用交流電源,僅僅依靠自然手段就可以帶走熱量,安全性能大大提高。即便發(fā)生事故,72小時(shí)內(nèi)也無(wú)須人為干預(yù)!彼f(shuō)。
為提高安全性,AP1000還設(shè)計(jì)了全面、完善的預(yù)防和緩解嚴(yán)重事故的措施,其中最具特色的是實(shí)現(xiàn)了將堆芯熔融物保持在壓力容器內(nèi),使大規(guī)模放射性釋放到環(huán)境的可能性進(jìn)一步降低。
王炳華介紹,AP1000的反應(yīng)堆安裝在由混凝土圍墻和絕熱層組成的堆腔內(nèi)。即使發(fā)生反應(yīng)堆堆芯熔化的嚴(yán)重事故,造成反應(yīng)堆壓力容器壁急劇升溫,設(shè)置在安全殼內(nèi)的換料水箱靠重力能自動(dòng)地向堆腔注水,水經(jīng)壓力容器外壁和絕熱層之間的流道向上流動(dòng),冷卻壓力容器外壁,通過(guò)自然循環(huán)將熱量帶走,使壓力容器不被熔穿,從而使堆芯熔融物保持在壓力容器內(nèi)。
此外,AP1000系統(tǒng)更為簡(jiǎn)化,僅核級(jí)安全閥門(mén)就比其他三代壓水堆核電減少了6000多個(gè),設(shè)備造價(jià)的下降空間大,經(jīng)濟(jì)性更好。
也有專(zhuān)家指出,AP1000理念固然先進(jìn)并大量采用成熟技術(shù),但畢竟沒(méi)有項(xiàng)目運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。
在建的三門(mén)核電站是AP1000從圖紙變成現(xiàn)實(shí)的首次嘗試,對(duì)國(guó)家核電及其AP1000的支持者而言,建好三門(mén)首堆的意義,不僅要證明AP1000先進(jìn),而且可行、可靠。
■CAP1400:自主品牌的探索
——如果我國(guó)將單機(jī)功率升至135萬(wàn)千瓦以上,將完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)
2011年發(fā)生日本福島核電危機(jī)后,對(duì)核安全的擔(dān)憂(yōu),客觀上促進(jìn)了全球提高核電安全標(biāo)準(zhǔn),也加速了世界核電產(chǎn)業(yè)從第二代向第三代的升級(jí)換代。
按照國(guó)家戰(zhàn)略部署,國(guó)家核電公司制定了三代核電自主化“三步走”戰(zhàn)略:第一步將以“外方為主,我方全面參與”,建好AP1000依托項(xiàng)目,其后將轉(zhuǎn)為“我方為主,外方支持”,形成國(guó)產(chǎn)化AP1000的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),第三步則“全面自主創(chuàng)新,完成CAP1400研發(fā)和CAP1700預(yù)研”。
2006年1月,“大型先進(jìn)壓水堆及高溫氣冷堆核電站”成為當(dāng)年國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)發(fā)布的16個(gè)重大科技專(zhuān)項(xiàng)之一,它的主要目標(biāo)是在引進(jìn)消化AP1000三代核電技術(shù)基礎(chǔ)上,開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、功率更大的非能動(dòng)大型先進(jìn)壓水堆核電型號(hào),并建成示范工程。
CAP1400可以看成是AP1000的升級(jí)版,是我國(guó)自主品牌的探索。
國(guó)家核電下屬上海核工程設(shè)計(jì)研究院(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“上海核工院”)承擔(dān)CAP1400的設(shè)計(jì)、研發(fā)工作。按照2007年與美方達(dá)成的協(xié)議,如果中方能將單機(jī)功率升至135萬(wàn)千瓦以上,中國(guó)將完全擁有其自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
據(jù)介紹,CAP1400示范電站位于山東威海市榮成石島灣,首臺(tái)核電機(jī)組計(jì)劃在2014年開(kāi)工建設(shè)。首臺(tái)CAP1400能否符合預(yù)期設(shè)計(jì),并從圖紙變成現(xiàn)實(shí),是我國(guó)核電產(chǎn)業(yè)面臨的新挑戰(zhàn)。
CAP1400項(xiàng)目總設(shè)計(jì)師、上海核工院院長(zhǎng)鄭明光表示,CAP1400核電站研發(fā)設(shè)計(jì)已經(jīng)取得重要進(jìn)展,在保留了非能動(dòng)設(shè)計(jì)理念同時(shí),更為簡(jiǎn)化,安全性和經(jīng)濟(jì)性有了進(jìn)一步的提升。
“我們?cè)谠O(shè)計(jì)中還增強(qiáng)了核電站抗擊地震、外部水淹等極端自然災(zāi)害的設(shè)防!编嵜鞴庹f(shuō),三代核電電站的構(gòu)筑物、設(shè)備和系統(tǒng)可以承受類(lèi)似福島地震及引起的海嘯的沖擊,可以實(shí)現(xiàn)并維持安全停堆,安全殼可以保持完整性。
據(jù)介紹, CAP1400概念設(shè)計(jì)和初步設(shè)計(jì)任務(wù)已經(jīng)完成,初步設(shè)計(jì)方案已經(jīng)通過(guò)了國(guó)家能源局組織的專(zhuān)家評(píng)審程序。
“CAP1400作為國(guó)家重大科技專(zhuān)項(xiàng),不僅是公司的品牌,更是國(guó)家的品牌。”王炳華強(qiáng)調(diào)。
■設(shè)備制造水平不可忽視
——CAP1400重大專(zhuān)項(xiàng)示范工程核島設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率預(yù)計(jì)將達(dá)到80%以上
按原計(jì)劃,三門(mén)1號(hào)本將于2014年底并網(wǎng)發(fā)電,但因AP1000機(jī)組屬于世界首堆,相關(guān)尖端設(shè)備制造要求高、挑戰(zhàn)大,加上施工設(shè)計(jì)滯后、福島事故后的安全檢查等因素,工期有所延誤。
雖然全球范圍內(nèi)首臺(tái)新型號(hào)核電機(jī)組工期延誤普遍存在,但不可忽視設(shè)備制造水平對(duì)核電自主化的影響。
為避免走上一些行業(yè)“引進(jìn)、吸收又落后”的老路,我國(guó)一開(kāi)始就全程介入AP1000依托工程的裝備、關(guān)鍵部件的研發(fā)生產(chǎn),從圖紙到設(shè)備成品,都有明確的國(guó)產(chǎn)化時(shí)間表。
王炳華說(shuō),三門(mén)和海陽(yáng)在建的4臺(tái)核電機(jī)組設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率平均為55%,第四臺(tái)機(jī)組國(guó)產(chǎn)化率預(yù)計(jì)將達(dá)到72%。他表示,通過(guò)AP1000設(shè)備設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的引進(jìn)、消化、吸收,一大批核心核電設(shè)備研制企業(yè)已全面掌握了AP1000核島主要設(shè)備的制造技術(shù),材料及設(shè)備的制造裝備能力進(jìn)一步提升。
“預(yù)計(jì)CAP1400重大專(zhuān)項(xiàng)示范工程核島國(guó)產(chǎn)化率將達(dá)到80%以上!编嵜鞴庹f(shuō)。
為支撐AP1000核電自主化建設(shè),國(guó)家核電從依托項(xiàng)目,就開(kāi)始了國(guó)產(chǎn)化的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)!皹(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)是我國(guó)核電發(fā)展的必由之路!编嵜鞴庹f(shuō),設(shè)定了標(biāo)準(zhǔn),可以充分發(fā)揮模塊化的優(yōu)勢(shì),減少不必要的重復(fù)勞動(dòng),讓有限的設(shè)計(jì)力量用于優(yōu)化和改進(jìn)設(shè)計(jì)。
他表示,國(guó)產(chǎn)化AP1000標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)已經(jīng)完成,在設(shè)計(jì)上能有效支撐我國(guó)后續(xù)AP1000核電自主化、標(biāo)準(zhǔn)化、批量化建設(shè)的需要。
標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)更大意義在于,推動(dòng)我國(guó)三代核電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè),統(tǒng)一技術(shù)路線(xiàn),與國(guó)際接軌,提升我國(guó)在標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域的話(huà)語(yǔ)權(quán)。
從工程角度看,標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)也是節(jié)約工期,降低成本,提高核電經(jīng)濟(jì)性的選擇。國(guó)核工程公司副總經(jīng)理王明彈表示,標(biāo)準(zhǔn)化后才能規(guī);,為后期工作推進(jìn)打下基礎(chǔ)。
王炳華表示,技術(shù)上先進(jìn),設(shè)備上一開(kāi)始就推進(jìn)自主化研制,整個(gè)三代核電產(chǎn)業(yè)鏈都起來(lái)了,未來(lái)CAP1400在國(guó)際市場(chǎng)上定會(huì)非常有競(jìng)爭(zhēng)力。(喻思孌)
原標(biāo)題:世界首臺(tái)AP1000機(jī)組核島土建基本完工,建設(shè)進(jìn)入收官階段——走近三代核電AP1000