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    [摘要]全球首臺AP1000核電機(jī)組——浙江省臺州市三門核電廠1號機(jī)組4月25日獲準(zhǔn)裝料，即將投入運(yùn)行。

    全球首臺AP1000核電機(jī)組——浙江省臺州市三門核電廠1號機(jī)組4月25日獲準(zhǔn)裝料，即將投入運(yùn)行。

    生態(tài)環(huán)境部副部長、國家核安全局局長劉華當(dāng)天在北京向三門核電有限公司頒發(fā)了《三門核電廠1號機(jī)組首次裝料批準(zhǔn)書》，意味著全球首臺AP1000核電機(jī)組設(shè)計(jì)、土建、安裝、調(diào)試、生產(chǎn)準(zhǔn)備等工作均已滿足裝料要求，即將投入運(yùn)行。

    據(jù)生態(tài)環(huán)境部相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，三門核電項(xiàng)目于2009年4月開工建設(shè)，采用美國先進(jìn)非能動壓水堆核電技術(shù)AP1000，由國家電投集團(tuán)牽頭實(shí)施核島總承包，由中核集團(tuán)建設(shè)運(yùn)行。

    “三門核電項(xiàng)目的成功建設(shè)進(jìn)一步推動了我國核電建設(shè)水平和裝備制造能力的提升，對推動我國向核電強(qiáng)國邁進(jìn)具有重要作用。”中國核能行業(yè)協(xié)會秘書長張廷克說，三門核電廠1號機(jī)組獲準(zhǔn)裝料，也為促進(jìn)CAP1400項(xiàng)目啟動奠定良好基礎(chǔ)。

    據(jù)了解，CAP1400是在引進(jìn)、消化、吸收AP1000技術(shù)基礎(chǔ)上，通過再創(chuàng)新形成的我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的三代核電技術(shù)。

    怎么裝料？安全嗎？何時發(fā)電？

    4月26日，位于浙江臺州的三門核電站1號機(jī)組緊鑼密鼓地進(jìn)行投運(yùn)發(fā)電前最關(guān)鍵的一步——裝料。

    核電站怎么裝料？足夠安全嗎？何時能發(fā)電？記者帶你揭開這個核電新成員的神秘面紗。

    坐“水下小車”、機(jī)器人安放這樣裝料很科幻

    三門核電項(xiàng)目采用從美國西屋公司引進(jìn)的非能動壓水堆核電技術(shù)AP1000，由國家核電技術(shù)公司實(shí)施核島總承包。

    “裝料是核電工程中有核和無核的分界點(diǎn)。”國家核電下屬國核工程有限公司副總經(jīng)理王斌告訴記者，裝料前，整個核電站需完成各項(xiàng)建設(shè)和安全測試。首次裝料后，機(jī)組進(jìn)入帶核調(diào)試階段，核反應(yīng)堆開始發(fā)生反應(yīng)。

    下達(dá)裝料指令后，長達(dá)4.8米、暫時保存在貯存池中的核燃料組件在水下被抓入籃筐，然后乘坐輸運(yùn)小車通過管道進(jìn)入安全殼內(nèi)，繼而由機(jī)器臂裝載到堆芯指定位置。

    簡單地說，核燃料“走”了一個小寫字母h的軌跡。看起來簡單的操作，背后有著強(qiáng)大的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范以及操作規(guī)程進(jìn)行保障。每裝一根，大概需要半小時。而157根組件全部就位，將耗費(fèi)近一周時間。

    對于一座新核電站，裝料相當(dāng)于給一輛新車加滿油。接下來，核電站還要進(jìn)行首次臨界運(yùn)行，即新車第一次上路。如果在普通公路上低速運(yùn)行正常，那么就可以上高速了，也就是首次并網(wǎng)發(fā)電。

    長達(dá)6年評審具備當(dāng)前國際最高核安全水平

    三門核電站是否足夠安全，是廣大公眾最為關(guān)注的問題。特別是日本福島核事故發(fā)生后，類似情況會不會在中國出現(xiàn)，成為不少人的擔(dān)憂。

    上海核工程研究設(shè)計(jì)院鄭明光院長表示，日本福島核事故給全世界的核電建設(shè)敲響了警鐘，新建核電廠的核安全標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格。

    “三門采用的是當(dāng)今全球公認(rèn)的先進(jìn)三代核電技術(shù)，相比于二代，安全目標(biāo)提高了一個量級，也就是說發(fā)生堆芯熔化等大型事故、影響環(huán)境事故的概率要低一個量級。”鄭明光說。

    核電建設(shè)“必須絕對保證安全”，這是我國對核電明確提出的頂層要求。

    為此，國家核安全局對三門核電廠1號機(jī)組進(jìn)行了全過程的獨(dú)立監(jiān)管，對最終安全分析報(bào)告實(shí)施了長達(dá)6年的核安全審評，并對核電現(xiàn)場進(jìn)行全日制駐廠監(jiān)督。

    審評和核安全監(jiān)督結(jié)果顯示，該機(jī)組建造質(zhì)量受控，達(dá)到設(shè)計(jì)安全目標(biāo)，具有完善的事故應(yīng)對措施，實(shí)現(xiàn)了從設(shè)計(jì)上實(shí)質(zhì)消除大規(guī)模放射性物質(zhì)向環(huán)境釋放的可能性，具備首次裝料條件。

    據(jù)記者了解，三門1號機(jī)組在2017年7月下旬就已經(jīng)順利通過國家核安全局組織的首次裝料前核安全綜合檢查。

    考慮到是AP1000全球首堆，出于對核安全“慎之又慎”的考慮，國家核安全局、國家能源局等又開展了多輪補(bǔ)充檢查，結(jié)果均滿足要求，因此最終發(fā)放了裝料批準(zhǔn)。

    力爭3個月后發(fā)電助力我國邁向“核電強(qiáng)國”

    據(jù)王斌介紹，下一步三門1號機(jī)組將按照相關(guān)要求做好調(diào)試和試驗(yàn)工作，力爭帶核試運(yùn)行3個月左右實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。

    “三門1號機(jī)組的首次裝料，將對我國核電事業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，展示了我國向核電強(qiáng)國邁進(jìn)的形象。我們一定要堅(jiān)定信心，開創(chuàng)三代核電技術(shù)發(fā)展的新局面，也為后續(xù)項(xiàng)目順利落地打下良好基礎(chǔ)。”國家核安全局局長劉華表示。

    截至2017年末，我國在運(yùn)核電機(jī)組37臺，裝機(jī)容量3581萬千瓦，位列世界第四。在建機(jī)組20臺中一半都采用三代核電技術(shù)。

    “我國核電有‘后發(fā)優(yōu)勢’。預(yù)計(jì)2020年再運(yùn)核電廠能達(dá)到5800萬千瓦。”中國工程院院士葉其蓁認(rèn)為。

    在開展三門1號機(jī)組裝料、試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)反饋的同時，國家核電還將充分做好三門2號、海陽1、2號機(jī)組裝料準(zhǔn)備工作，進(jìn)一步做好后續(xù)項(xiàng)目和CAP1400示范工程的設(shè)計(jì)和施工優(yōu)化，持續(xù)推動我國三代核電自主化進(jìn)程。

    “三代核電發(fā)展是新時代實(shí)現(xiàn)我國能源安全供應(yīng)和生態(tài)文明建設(shè)的重要保證。就在建規(guī)模和發(fā)展前景而言，我國已成為全球三代核電發(fā)展的產(chǎn)業(yè)中心。”中國核能行業(yè)協(xié)會秘書長張廷克說。

    多位專家表示，未來10~15年，是我國從“核電大國”向“核電強(qiáng)國”推進(jìn)的關(guān)鍵期，也是我國自主三代核電向國際市場發(fā)展的戰(zhàn)略機(jī)遇期。

    “要在確保安全的基礎(chǔ)上，在自主三代核電技術(shù)的成熟性、經(jīng)濟(jì)可接受性、自主化等方面繼續(xù)加快創(chuàng)新、攻關(guān)和引領(lǐng)步伐。”張廷克說。

    三門核電項(xiàng)目設(shè)計(jì)壽命60年

    三門核電項(xiàng)目目前在建一號、二號兩臺機(jī)組，單臺功率達(dá)到125萬千瓦，設(shè)計(jì)壽命達(dá)到60年。其安全性、經(jīng)濟(jì)性將比正在運(yùn)行的核電站有較大提升。

    “非能動”設(shè)計(jì)讓核電更安全

    三代核電技術(shù)是在近幾年新建的核電站中才開始得到應(yīng)用的，其最重要的特點(diǎn)是在安全性上要比上一代核電技術(shù)有大幅度的提升。為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，AP1000采用了全新的“非能動”理念，就是不依賴外界干預(yù)，而靠重力、對流等自然物理規(guī)律來確保安全。

    三門核電項(xiàng)目廠房的房頂像是戴了一個圓柱形的小帽子，這個小帽子里面其實(shí)是一個可以存水3000噸的大水箱。核電站遇到事故的時候，這些水就會在重力的作用下向下噴淋，給廠房降溫。

    通過非能動的安全設(shè)計(jì)，不僅讓核電站應(yīng)對突發(fā)事故時更從容，同時也減少了核電站內(nèi)設(shè)備數(shù)量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，AP1000技術(shù)的核電站和現(xiàn)有核電站相比，閥門數(shù)量減少50%，泵減少35%，管道減少80%，電纜減少70%，這就減少了設(shè)備損壞造成事故的概率，實(shí)現(xiàn)了安全性的大幅提升。

    主控室

    核電站的中樞神經(jīng)

    如果說核反應(yīng)堆是核電站的心臟，那么主控室就是核電站的大腦了。

    AP1000的主控室人員配置是5個人，包括值長、副值長、核島操作員、常規(guī)島操作員、監(jiān)護(hù)操作員。5個人就可以完成整個核電站日常工作的80%~90%。工作人員通過主控室內(nèi)的14塊屏幕就可以對AP1000正常運(yùn)行的數(shù)據(jù)了如指掌。其中有兩個是報(bào)警屏幕，能顯示10000多個報(bào)警信息。

    核電站除了要維持正常的運(yùn)行外，更重要的是要在遇到特殊狀況時也能確保安全。這個主控室里配備了三套能對反應(yīng)堆進(jìn)行控制的設(shè)備，相當(dāng)于一臺手機(jī)裝了三個操作系統(tǒng)，保證即使有的操作系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，依舊能讓反應(yīng)堆停下來。而且每個操作系統(tǒng)都考慮了多個部件的相互備份。

    常規(guī)島核電站是如何發(fā)電的

    一個核電機(jī)組是由核島和常規(guī)島兩部分組成的，簡單說核島是用來進(jìn)行核反應(yīng)，而常規(guī)島則用來發(fā)電。

    常規(guī)島的任務(wù)就是把核島里核燃料反應(yīng)產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為動能最終再轉(zhuǎn)化為電能。要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)就要靠核燃料加熱水產(chǎn)生的蒸汽。

    常規(guī)島里有大大小小各種類型的蒸汽管道，蒸汽從核島出來的時候是沒有和核燃料發(fā)生直接接觸的，是“干凈”的蒸汽，沒有核輻射，所以常規(guī)島在正常運(yùn)行時，工作人員是可以進(jìn)到里面來進(jìn)行維護(hù)工作的。

    蒸汽通過管道輸送到裝有蒸汽輪機(jī)的綠色大罐子里，在里面，蒸汽就像風(fēng)吹動風(fēng)車一樣，帶動蒸汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生強(qiáng)大能量。

    這里發(fā)電的原理和普通火電站發(fā)電是一樣的，但是在這里運(yùn)行的蒸汽溫度、壓力都比較低，輪機(jī)轉(zhuǎn)動的速度也會比較慢，所以常規(guī)島的安全性還是很高的。那么這些發(fā)出來的電怎么輸送出去呢？一根巨大的白色管道里面就是電纜，清潔的核電就是從這里源源不斷地輸送到廠外去。