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我國核電要統一的是堆型而非機型

來源:中國核電信息網 作者:張祿慶 發布日期:2010-09-06

1 引言

      2003年以來,我國政府開始推行積極發展核電的方針。2007年國務院正式頒布了我國第一個《核電發展中長期規劃(2005-2020)》(以下簡稱《規劃》),提出到2020年實現投運核電機組4000萬千瓦、在建1800萬千瓦的目標。自此,我國核電發展進入了快車道。截止到今年7月底,我國已投產核電機組11臺,總容量約為910萬千瓦。除兩臺重水堆機組外,其余均為壓水堆機組。機型則有我國自主研發的一臺30萬千瓦CNP300機組和兩臺65萬千瓦機組CNP650機組、從俄羅斯引進的兩臺VVER-91型機組,以及4臺從法國引進的M310機組。國家能源局核準了12個核電項目,共32臺機組,總裝機容量約為3486萬千瓦。已開工建設核電機組22臺,總裝機容量約2355萬千瓦,其中包括3臺CNP650機組、4臺國產化依托項目采用美國西屋公司的AP1000機組、2臺采用法國研發的EPR1700機組,其余為我國已能自主設計的M310改進機組。即將付諸建設的還有國核技消化吸收AP1000研發的CAP1400機組、從俄羅斯引進的AES2006(即VVER-91三代改進型)、中國自主研發的CP1000機組等。毋庸諱言,中核集團和中廣核集團都在加緊利用自己已掌握的技術和能得到的國外三代技術,爭取盡快研制出自有品牌的第三代核電機組。筆者認為,這種二、三代技術并存和多種三代機型由市場決定取舍的局面不僅在中國,而且要在全世界存在一段相當長的歷史時期。

      這種局面搞得不少業外人士一頭霧水:某專家不是著書立說批評以前的核電搞成了“萬國牌”,所以才要國際招標再次引進國際先進機型來統一中國核電技術路線的。怎么現在反而愈搞愈復雜了呢?

      本文試圖回顧我國核電發展技術路線的堆型選擇歷史,分析核電發展需要統一堆型而非極性,以及多種機型共存的必然性,并剖析一些似是而非的觀點,還事物之本來面目。不過在此以前,筆者先引述兩個生活中的事例,便于業外人士理解后文。事例一:現在一些正規場合要求統一著正裝,當下時髦穿西裝。而西裝衣料有,毛、滌和混紡之分,式樣有單排扣、雙排扣、兩粒扣、三粒扣,后面不開叉、中間開叉、兩旁開叉等的組合,但是統統屬正裝。事例二:許多人現在度開車,沒有人會發瘋規定,買車只準買“奔馳”,不準買“捷達”。但是有一天國產“奔馳”價格與“捷達”相差無幾時,只有傻子才會買“捷達”而不去買“奔馳”。

2 我國早就確定并堅持了統一的核電發展技術路線

      上世紀五、六十年代前后,美國與前蘇聯開始開發核能發電技術。他們在各自的钚生產堆和核潛艇技術的基礎上開發出沸水堆和壓水堆核電技術。其后美國政府資助各種有可能用于發電的堆型研發,幾乎所有可能的組合方式都試了一遍。最終還是壓水堆和沸水堆的實用優勢明顯,成了核電發展的主線。而石墨沸水堆和壓水堆兩種堆型成為前蘇聯核電發展的主力堆型(今后石墨沸水堆也將逐步淡出)。西歐許多國家認識到發展核電是其擺脫過分依賴中東石油的唯一出路。鑒于美國富集鈾輕水堆經濟性遠好于天然鈾石墨堆和美國政府同意供應富集鈾的承諾,法國、瑞典、日本、西德等國先后放棄了原先的天然鈾路線,轉向富集鈾輕水堆。美國輕水堆技術成了西方輕水堆技術的鼻祖。可見各國在考慮本國的核電發展技術路線時必須根據自身的工業基礎、科研與教育、經濟性,以及國際合作等方面的具體國情慎重決定。

      我國大陸核電的實際進展始于改革開放以后。早在1983年初,根據國務院安排召開的北京回龍觀會議上,討論分析了在我國已掌握的生產堆技術或核潛艇技術基礎上發展核電的利與弊,最后會議得出結論,會后并得到國家認可,確定我國核電走壓水堆技術路線。會議還決定引進國外百萬千瓦級壓水堆先進技術,強調逐步實現引進技術的國產化,以大力發展核電。上世紀80年代中后期,秦山一期核電工程、國內與香港合資建設的大亞灣核電廠相繼正式開工建設。雖然其后核電發展的路程曲折而艱難,但是壓水堆技術路線始終是堅持的。對此《規劃》給予了正面肯定:“上世紀七十年代國務院做出了發展核電的決定,經過三十多年的努力,我國核電從無到有,得到了很大的發展。自1983年確定壓水堆核電技術路線以來,目前在壓水堆核電站設計、設備制造、工程建設和運行管理等方面已經初步形成了一定的能力,為實現規模化發展奠定了基礎”。所以,認為我國核電技術路線不統一,要靠這次招標引進的AP1000來統一的“一統論”并不符合歷史事實。

3 統一堆型下出現多種機型是技術進步的必然產物

      無論是核電技術創始國的美蘇兩國,還是引進技術的西方各國,在各種堆型長達幾十年的發展過程中均隨著技術的進步陸續研發、興建了為數眾多的機型。特別是法國和日本,出于利用核電解決本國能源短缺問題的緊迫需要,大力自主研發,在機型設計和設備制造等方面都取得了“青出于藍而勝于藍”的驕人業績。例如,法國在照搬美國西屋公司壓水堆技術建造CP0機組的基礎上,大規模興建了CP1、CP2系列機組,進而向中國出口了CPY,即M310機組。法國大力推行核電標準化、系列化,結合本國工業體系形成了核電建設的RCC系列標準。同時通過自主創新在國內興建了一批130-140萬千瓦的p4、P4’和N4等二代改進型機組。世紀之交時期,法德兩國又合作創新研發成功第三代EPR機型,先后在芬蘭、法國本土和中國建造首堆示范工程。沒有任何人因為法國建設了58臺各種機型的壓水堆機組而懷疑其核電技術路線的統一性。俄羅斯也先后開發、建造了不下20多種VVER機型。

      由此可以得出結論:看一個國家的核電技術路線是否統一的依據是堆型而非不斷進步的具體機型。用,某種具體劑型來一統未來的核電市場只是一廂情愿而已,在技術飛速發展的今天是不可能做到的。

4 選擇引進核電國際合作伙伴的考量并不主要是技術

      發展中國家要想盡快地掌握核電技術,勢必會盡量尋求國際合作,但是合作伙伴的選擇則是本國政治、經濟、外交和技術綜合考量的結果,往往技術并不占主導地位。我國投運核電機組中引進法國、俄羅斯壓水堆技術的過程佐證了上述論點。引進加拿大重水堆技術更明顯是外交和經濟上的考慮。事實已經證明了一位外交家當時的預言:“合同的簽訂將使中加關系至少穩定十年”。同樣,不接受上述觀點就無法解釋我國的“三代招標”的最終結果是讓所有的投標商都先后能得到建設合同。核電國際合作的“技術決定論”只是一種不切實際的設想,實際上哪個國家都不這么干。
 
5 人為割裂二、三代核電技術的有機聯系違反客觀科學規律

      通常人們將上世紀60年代后期開始建設的核電廠稱為第二代。第二代核電廠實現了標準化、系列化、商用化和批量化,以提高經濟性,是目前世界上投運核電廠的主力。

      三哩島事故發生后,以美國為首的世界核電界從電廠管理和技術兩個方面來提高投運核電廠的運行安全可靠性、可維修性和經濟性。

      各核電廠普遍建立與提高安全文化素養;在業主和供貨商中健全與不斷改進質量保證體系,并加強監督控制;推動人員培訓與再培訓,以及有組織、規范化的運行經驗交流與反饋。這些管理理念肯定會在今后的各類核電廠中繼續貫徹實施。

      針對建造與運行中發現的問題,核電界加強技術研發,研制出新材料、新工藝;利用反應堆和一回路系統設計和安全評價新理念,程度不同地考慮了預防和緩解嚴重事故后果的應對措施;采用半速汽輪機與數字化儀控系統等先進設備。實際上各國正在運行的二代核電機組,通過20年左右在電廠運營管理能力的提升,以及在停堆換料或專項整治中持續不斷安排的整改,技術上已有很大改進,運行業績相當好,其安全性是完全可以接受的。我國大陸已投運的11臺核電機組從未發生過2級以上的運行事件。

      另一方面,三哩島事故使人們清醒地認識到,概率極低、但后果比已考慮的設計基準事故更可怕的嚴重事故是可能發生的,必須高度重視嚴重事故分析及其對策研究。包括我國在內,許多國家的核安全監管機構要求使用概率安全評價(PSA)方法對嚴重事故進行安全分析,并在設計中盡量考慮防范和緩解措施。于是人們在對二代核電機組進行改進的同時,開始研發滿足美國電力公司要求文件(URD)和哦歐州電力公司要求文件(EUR)相應要求的第三代核電技術。有代表意義的是美國西屋公司研發的以全非能動安全系統、簡化設計和布置以及模塊化建造為主要特色的AP1000和立足于成熟技術的逐漸演進,著重利用4套完全實體分隔的能動安全系統提高安全性,用加大機組容量的規模效應來補償經濟性的法、德合作開發的EPR。另一種異軍突起的機型是俄羅斯研發的AES2006,其參考電廠是即將運行的印度VVER92。

      應用于第二代改進型核電的大部分新材料、新工藝也在三代核電中得到沿用。三代技術中最值得稱道的是其完善的預防和緩解嚴重事故對策,一些關鍵措施在二代核電設計中難以采用。這使得第三代核電技術的安全性,在二代改進型機組安全性可以接受的基礎上,又有較大提高。其堆芯熔化頻度和大量放射性釋放頻度明顯低于URD和EUR的相應要求。

      目前全世界正在興建三代核電機組的國家有法國、芬蘭、日本、俄羅斯、韓國、中國及臺灣省。令人費解的是,我國核電國產化依托項目4臺機組采用招標引進的AP1000技術,但是西屋公司死活不肯當總承包商交鑰匙,只得由國核技勉為其難。因而除此以外,所有其它三代核電建設項目的承包商均擁有自己從已掌握的二代核電技術繼續研發而得的三代專利技術。

      上述三種代表性三代項目已在或即將在我國興建。三門核電建設工地傳來喜訊:我國率先掌握AP1000五大核心建造技術。這是我國核電建設者們在長期二代改進型核電機組建設中積累的經驗的進一步提升,有些工藝還是中國人自主創新的。所有這些事實都無可辯駁地證明了二、三代核電技術之間的有機聯系。武斷地割裂這兩者之間的聯系不符合事物發展的客觀規律。

      對于三代核電技術臻于成熟之前的核電項目安排,《規劃》做了明確規定:“為使核電建設不停步,在三代核電技術完全消化吸收掌握之前,以現有二代改進型核電技術為基礎,通過設計改進和研發,仍將自主建設適當規模的壓水堆核電站”。筆者認為,這個正確原則應當自始至終得到堅持和堅決貫徹。

(本文作者獨家授權中國核電信息網發表,轉載請與本網聯系。)

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