十年沉浮，三代核電終于國產化

2017/7/14 10:40:39

記者從第二十五屆國際核工程大會獲悉，目前核能在我國已進入規模化發展新時期。我國共有在運核電機組36臺，在建機組20臺，居世界第一，總裝機容量約5693.5萬千瓦，到2020年，核電運行和在建裝機容量將達到8800萬千瓦。

非能動三代核電技術從藍圖變為現實，浙江三門和山東海陽AP1000項目建設工程的熱試工作全面結束，1號機組計劃于今年第四季度相繼并網發電。我國自主開發并具有完整知識產權的“華龍一號”（HPR1000）全球首堆-福清核電5號機組于今年5月25日實現反應堆廠房穹頂吊裝。此外，我國自主開發的CAP1400非能動核電技術示范工程也即將開工建設。

過去十年，是我國第三代核電技術引進消化吸收再創新的十年。

十年前，作為實現第三代核電自主化的依托，我國決定引進美國西屋公司AP1000非能動三代核電技術，并成立了國家核電技術公司。如今，AP1000首臺機組即將建成發電，中國終于完成了三代核電技術的國產化和標準化，并進入規模化發展階段。據悉，第四代先進核電技術也正在進行布局。

從無到有的三代核電工程

第三代核電技術AP1000是一種先進的“非能動型壓水堆核電技術”。AP1000最大的特點就是設計簡練，易于操作。和傳統的能動壓水堆安全體系相比，非能動的安全體系要簡單有效得多，既進一步提高了核電站的安全性，同時也能顯著降低核電機組建設以及長期運營的成本。

世界首批AP1000核電機組是中美兩國最大的能源高科技合作項目。據國家電力投資集團公司董事長王炳華介紹，依托項目采用美方設計、中方建造、中外聯合、中方為主的建設方案。

“一項新的核電技術應用，從圖紙到工程從來都不是容易的事情，三代核電60年壽期對設備制造的要求非常高。”面對設備制造、工程建設和工程設計的全新挑戰，我國不但一一克服了困難，還深入理解和掌握了非能動核電技術，包括大體積混凝土、主管到焊接等一系列關鍵施工技術，設備國產化率從1號機組的32%逐步提高到4號機組的72%。

“在AP1000技術引進消化吸收的基礎上，我們結合首批機組建設的實踐經驗，結合中國標準的要求以及福島核事故之后的經驗反饋，完成了本土化、標準化設計，并建立了覆蓋設計、采購、制造和建造的整個項目管理流程的三代核電工程建設管理體系。”王炳華自豪地說。

三代核電技術CAP1400蓄力待發

當完整的三代核電工程建設管理體系建立后，我國開始自主開發CAP1400非能動核電技術。大型先進壓水堆CAP1400核電工程的開發，這項工作被列為國家16個重大科技專項之一，國內近200多家企業、2萬多名技術人員參與到研發設備、試驗驗證、設備研制、材料研制的各個環節，目前CAP1400已經通過安全評審，位于山東榮成的CAP1400示范工程的詳細設計完成了96%，即將開工建設。

CAP1400核電站采用完全非能動安全設計理念，功率為150萬千瓦，設計壽命60年，是目前世界上功率最大的非能動壓水堆核電站。在嚴重事故發生的情況下，72小時之內不需要人工干預，72小時之后只需要少量的場外應急干預即可以保障核電站的安全。

CAP1400的安全性、經濟性、環境友好性達到了三代核電的先進水平。評審歷時17個月，260多位專家學者直接參與，30多次的對話、討論，887個工況試驗，提出、解答各類問題5000余個。

令人興奮的是，三代核電技術設備材料正在實現自主化。國內企業已經掌握了符合國際標準要求的AP1000和CAP1400設備關鍵設備、材料的設計制造技術，建立了先進的核質保體系，掌握了屏蔽泵、反應堆壓力容器、蒸汽發生器等40余件關鍵設備技術，并成功研制出60余項關鍵材料，符合國際先進標準要求的三代核電產業鏈逐步形成，CAP1400示范工程的設備國產化率將達到85%以上。

隨著我國核電企業與阿根廷、土耳其、南非、英國等國簽署了一系列協議，“華龍一號”和CAP1400為代表的中國自主核電型號已成為繼高鐵之后承載中國高端制造業出海的“新名片”。據悉，中國目前已經“走出去”6臺核電機組，其中包括2臺“華龍一號”核電機組。

上海核工程研究設計院院長鄭明光說：“出口一個核電站，相當于出口100萬輛小汽車。”因為中國核電“走出去”的不只是技術，還有裝備制造和人才隊伍。每一座核電項目的“走出去”都意味著整個核電產業鏈體系的走出去，不只是一個產品，為我國帶來的將是技術發展的價值、設備裝備的價值、人才發展的價值等。

壓力與希望并存的時代

我國核電技術登堂入室的同時，也不能忽視目前核電工業存在的問題。

“目前核能工業處在一個什么樣的時代？是有著巨大分歧、壓力和希望并存的時代。”去年，有人問國家核安全局核電安全監管司司長湯搏：“怎么樣保證核電站的乏燃料幾萬年、幾十萬年的安全？”湯搏回答說：“你能預測人類三五百年、乃至一千年后的命運嗎？如果不能，你要求我預測核電幾萬年、幾十萬年以后的事情，多不公平。”

這件事讓湯搏意識到，和其他的工業領域不一樣，核能產業和人類的倫理觀、世界觀緊密地連接在一起。“這么多年來，反核人的觀點依然沒變，還是安全問題。”湯搏覺得，誠然核能領域還有一些工作仍有不足，但最重要的問題還是社會宣傳工作沒有做好。“核能工業的發展，一定要與人文相結合。”

“核能界有一個特點，就是圈子比較封閉，喜歡自說自話，他們自己不斷地在為核能的正當性進行自正，不大關心其他人怎么看待核能。”湯搏舉了個例子：這次大會的主題叫做清潔、綠色、可靠，但實際上，國內對核能的爭論非常多，很多人認為核能并不是清潔能源。“這是學術界需要研究的事情，所以我們在思考問題的時候，一定要有開放的心態，一定要了解其他行業對我們怎么看。”

除了安全性，第二個問題就是經濟性。隨著新能源技術革新加速、成本大幅度降低，帶來的市場競爭挑戰，核電必須要在安全性和經濟性的統一中來提高競爭能力。

縱觀核電半個多世紀的發展史，世界上核電使用的依然是上世紀美國提出的反應堆體系。“每次重大核事故以后，我們就要上面加一些設備、系統，這實際上是外延式的發展，沒有本質的創新。”湯搏覺得，這樣的做法使得核電的造價使電力行業沒有辦法承受。

作為核電的投資開發商，王炳華也深刻地認識到，核電項目的地理空間、市場空間和政策空間對核電站的效益有著巨大的影響。他建議，在技術方面，要繼續通過創新簡化設計，使設備、材料和工程量大幅度減少，同時完善標準化設計、工廠化預制、模塊化施工的模式，提高建造效率。另一方面，要加大與產業鏈上下游合作力度的同時，廣泛開展國際合作，從核電站產業鏈各個環節來降低建造成本，并借助國際分工的優勢來推進核電項目的建設。