1 概述
2 2代加核電工程設計自主化
2.1 秦山二期擴建工程
2.2 嶺澳二期工程
3 2代加核電工程在中國核電現階段的地位
1 概述
根據我國經濟發展對電力需求的不斷增加,隨著國家建立資源節約型、環境友好型社會的不斷推進,積極發展作為清潔能源的核電已成為國家能源政策的重要組成部分。到2020核電裝機容量要達到4000萬千瓦已成為我國核電近期發展的目標。
核電技術要體現先進性、安全性、可靠性、經濟性,而經過工程驗證的成熟技術是非常重要且不可替代的前提。
目前世界上正在運行的核電廠大多是2代核電技術,代表3代核電技術的是歐洲的EPR和美國的 AP1000,前者在芬蘭有一個在建機組,后者還沒有在建項目,我國正在引進三代核電技術,但是要批量建造,至少還需約10年時間。2代加核電工程設計自主化
在經過工程驗證的成熟技術的基礎上,為提高核電機組的安全性和經濟性進行適當改進,提高預防和緩解嚴重事故的能力、提高經濟性,使總體技術水平達到2代加,秦山二期擴建、嶺澳二期就是代表性的2代加核電工程,在目前最具備上工程的條件。
2.1 秦山二期擴建工程
秦山核電二期擴建工程是以我們自主設計的秦山二期工程為參考,再采取部分改進的工程。
秦山核電二期工程2×600MW核電機組是我國自主設計、自主制造、自主建造、自主運營的第一座大型商用核電站。
秦山核電二期工程1號機組于2002年4月順利投入商業運行, 2號機組于2004年1月順利投入商業運行, 通過幾年的安全運行表明工程設計和建造是成功的,這是我國核電發展的一個新的里程碑,是我國核電設計自主化的新跨越。
秦山核電二期工程的設計以大亞灣核電站為參考,按照國際上一個環路30萬千瓦的做法,采用兩個環路。從大亞灣核電站三環路改為秦山核電二期二環路設計后,給設計帶來很大變化:如設計標準選擇、安全殼內總體布置(包括設備和管道布置)、專設安全設施和主要輔助系統設計、反應堆內部結構設計、力學計算分析等。
在吃透了大亞灣核電站的技術,即不僅知道怎么做(Know-how)而且知道為什么(Know-why)的情況下,我院積極探索和努力工作,通過部分的技術轉讓和咨詢,解決了因“三改二”帶來的重大設計問題和難點。
同時我院還自行解決了秦山核電二期相對大亞灣核電站的設計修改,所有設計問題均得到了較好的解決,完成了秦山二期的設計任務,保證了工程的順利實施。
秦山二期核電機組幾年來的安全運行表明工程設計是成功的,說明在成熟技術的基礎上,以我為主設計的這種模式是成功的,是符合我國國情的。
秦山二期擴建工程在秦山二期的基礎上又進行了提高安全性、經濟性等改進共計900多項,其中大的改進有28項,比如為了提高預防和緩解嚴重事故能力的改進:
①設置完善的可燃氣體控制系統;
②穩壓器卸壓功能延伸;
③應對全廠斷電設置第五臺應急柴油發電機組;
④應對安全殼超壓保護設置安全殼過濾排氣系統;
⑤采用數字化儀控系統;
提高經濟性的改進:
①將電功率由600MWe提高到650MWe;
② 運行圖的改進;
③采用先進的燃料組件AFA3G等;
其他的改進:
① 消防設計改進;
② 安全殼噴淋系統加藥控制改進;
等等,這些改進使秦山二期擴建工程總體上達到2代加的技術水平。
秦山二期擴建工程設計除了少量技術問題要通過外方咨詢解決外,二院、核動力院、華東院承擔了全部工程設計工作,完全實現了設計自主化。
2.2 嶺澳二期工程
嶺澳二期工程是我國首次自主設計的百萬級大型核電項目,以嶺澳核電站為參考,充分考慮了進一步提高機組運行安全性、可靠性和經濟性的問題,根據核電技術的發展趨勢,借鑒了國外對嚴重事故的研究成果,并進行了相應的設計改進,提高了預防和緩解嚴重事故的能力,重大的改進有14項,其他的改進有34項。
為了預防和緩解嚴重事故采取的改進:
①設置完善的可燃氣體控制系統;
②穩壓器卸壓功能延伸;
③應對全廠斷電對應急柴油發電機組進行改型;
④采取事故后安全殼氣體過濾排放系統;
⑤采用數字化儀控系統和先進主控室;
提高經濟性采取的改進:
①汽輪發電機組采用半速機;
②采用先進的燃料組件AFA3G:
其他改進:
① 消防設計改進;
② 增大應急給水箱容積;
③ RPV堆芯活性段采用整體鍛件;
④ 控制RPV材料有害元素含量;
這些改進使嶺澳二期工程總體上達到2代加的技術水平。
核二院承擔了秦山核電二期總包院、嶺澳核電站和田灣核電站總體院的責任,在核電站設計總包管理、總體設計、接口管理、協調組織管理等方面積累了大量的經驗,為嶺澳二期承擔核島總包院的責任打下很好的基礎。通過秦山二期、嶺澳、田灣三大核電的設計實踐和廣泛的國際合作與技術轉讓,核二院已具備如下能力:
1)掌握了百萬千瓦級核電站的設計標準規范和國家核安全局頒發的核安全法規,并能正確運用于核電站工程設計;
2)引進了一批經驗證、獲批準的核電工程設計計算機軟件,并將這些軟件應用于工程設計;
3)具備滿足工程設計需要的硬件配置,包括三維開發與設計平臺;
4)建立了一套比較先進的、較為完善的、先進的核電設計管理體系;
5)建立了完整的符合IS09001標準和HAF003法規要求的、滿足業主需要的質量保證體系以及相應的管理程序;
6)培養了一支核電設計結構合理、專業配套、綜合素質高的技術骨干隊伍;
7) 經過長期、廣泛的國際技術交流與合作,掌握了世界核電發展的最新動向,積累了技術咨詢、引進技術、聯合設計、設計審查等多種國際合作方式的經驗;
8)經過技術轉讓,有較齊全的百萬千瓦級核電站的設計圖紙資料,并已轉化應用到秦山核電二期工程、嶺澳核電工程設計;上述資料的消化、掌握和工程實踐,為嶺澳二期核電工程設計打了堅實的基礎。
核二院已經形成了一個完整的核電工程設計與技術服務體系,具備自主承擔百萬千瓦級壓水堆核電站工程設計的能力,這是核二院能夠承擔嶺澳二期工程核島設計總包院的前提。
核二院為嶺澳二期工程及時完成了初步設計上報文件,初步安全分析報告,為嶺澳二期的執照申請創造了條件,同時為第一罐混凝土前的現場施工提供設計圖紙,為2005年12月澆灌第一罐混凝土提供設計保證。
嶺澳二期工程目前處于土建施工高峰期,核二院及時提供土建施工圖紙為保證了施工進度。
3 2代加核電工程在中國核電現階段的地位
秦山二期擴建、嶺澳二期是在經過工程驗證的成熟技術的基礎上,為提高其安全性的做出適當改進,使總體技術水平達到2代加的工程項目,主要具備以下特點:
1,成熟技術: 其技術是經過工程驗證的成熟技術,成熟技術是核電機組運行安全、可靠、經濟的重要前提;成熟技術容易被業主接受,也容易被公眾接受;在成熟技術的基礎上為提高其安全性的做出適當改進就能體現出技術的先進性;
2,具備自主設計能力:
秦山二期擴建除了少量技術問題要通過外方咨詢解決外,中方承擔了全部工程設計工作,完全實現了設計自主化;
嶺澳二期除了部分技術問題要通過外方咨詢解決外,中方也承擔了全部工程設計工作,實現了設計自主化;設計自主化是全面實現核電國產化的關鍵,如果我們不能掌握設計技術,特別是關鍵設計技術,則我們始終不能擺脫外商的控制,也不可能真正實現設備國產化、施工安裝自主化、項目管理自主化、運行自主化。
3, 可建造性好: 國內核島土建施工承包商、核島安裝承包商、常規島土建施工承包商、常規島安裝承包商有過秦山二期、
大亞灣、嶺澳核電工程的建造經歷,有相應的施工設備,能自主完成工程建造;
4,設備國產化率高: 國內核電設備制造商加工制造過秦山二期、嶺澳工程的部分關鍵設備,具有相當的核電設備制造能力,因此秦山二期擴建、嶺澳二期工程能大大提高國產化率;
5, 可運行性好:秦山二期、嶺澳核電機組的調試及運行都是自主進行的,已積累了大量的調試及運行經驗,有完備的調試及運行程序,因此秦山二期擴建、嶺澳二期工程有很好的調試及運行條件;
6,經濟性好:由于實現設計自主化、建造自主化、項目管理自主化、調試運行自主化、設備國產化率大大提高,所以造價相應會降低下來。比如嶺澳二期的造價約1500美元/千瓦,比嶺澳一期的造價降低約20%. 鑒于秦山二期擴建、嶺澳二期的特點,我們認為在我國目前情況下最具備上此類工程的條件。