未來的自主化三代機型應(yīng)在滿足安全條件的基礎(chǔ)上，具有知識產(chǎn)權(quán)和競爭力，并適應(yīng)國內(nèi)外市場。

　　日本“3.11”福島核事故對剛剛開始復(fù)蘇的世界核電造成極大的負面影響，各國政府和公眾更加關(guān)注核電的安全。中國政府立即組織對所有投運和在建核電機組進行嚴格的安全檢查、落實整改措施，同時宣布將繼續(xù)堅持發(fā)展核電的能源戰(zhàn)略。各核電集團因勢利導(dǎo)，認真吸取福島事故的教訓(xùn)，乘勢而上實現(xiàn)更大跨越，力爭盡快完成自主化三代核電機型，并在今后的核電新項目中得到應(yīng)用。

　　2004年，我國核安全局修訂頒布了核安全法規(guī)HAF102《核動力廠設(shè)計安全規(guī)定》。規(guī)定堅持要求根基縱深防御原則，除了大家熟知的燃料棒包殼、反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)壓力邊界和安全殼三道包容放射性物質(zhì)的屏障外，還要求核電廠必須具有5個層次的設(shè)施和規(guī)程，以防止事故或在未能防止事故時保證適當?shù)谋Ｗo，以減緩事故后果。

　　整個安全系統(tǒng)的設(shè)計邏輯是要確保第一層次，至多第二層次就能阻止假設(shè)始發(fā)事件升級為事故工況，并提供充分有效的手段使核電廠保持正常的運行狀態(tài)。一旦發(fā)生運行偏離或假設(shè)始發(fā)事件，立即做出正確的短期響應(yīng)，控制反應(yīng)堆迅速回到穩(wěn)定的正常運行狀態(tài)，保障不會發(fā)生反應(yīng)堆堆芯的任何重大損壞。為了防止嚴重事故危及工作人員、公眾和環(huán)境，核安全局還對之定量規(guī)定：堆芯損壞頻度（CDF） ≤1×10-5/堆年和大量放射性物質(zhì)早期釋放頻度（LERF）≤1×10-6/堆年。今后國內(nèi)新建的核電機組必須滿足這兩條要求。

　　由于能動的糾正行動明顯更快捷有效，因此自主化三代核電技術(shù)的最佳安全設(shè)計基本思路應(yīng)是：確保極端外部事件合理疊加情況下的應(yīng)急電源與水源供應(yīng)，設(shè)置性能完備的能動與非能動相結(jié)合的專設(shè)安全設(shè)施；采取有效措施，加強對乏燃料儲存水池供水與冷卻的監(jiān)督；利用縝密考慮的反應(yīng)堆控制保護系統(tǒng)與能動專設(shè)安全系統(tǒng)，嚴防死守縱深防御5個層次的最初兩個層次；對發(fā)生概率很小的設(shè)計基準事故，具備更好的應(yīng)對能力，將事故迅速制止在苗頭階段，不讓其蔓延發(fā)展；對于極其罕見的嚴重事故，利用由非能動安全系統(tǒng)充分支持的能動安全系統(tǒng)，設(shè)置完備的預(yù)防和緩解嚴重事故后果的安全措施，保證電廠人員、公眾和環(huán)境的安全。這種能動與非能動相結(jié)合的安全設(shè)計理念更符合縱深防御的宗旨，滿足最新核安全標準的要求。

　　此外，應(yīng)嚴格遵循我國現(xiàn)行安全法規(guī)的明確規(guī)定，劃定構(gòu)筑物、系統(tǒng)和設(shè)備的安全級別。一些安全相關(guān)核輔助系統(tǒng)，如余熱排出系統(tǒng)、化容系統(tǒng)、設(shè)備冷卻水系統(tǒng)，以及為能動專設(shè)安全設(shè)施提供事故交流電源的應(yīng)急柴油發(fā)電機組等，仍按其功能照舊規(guī)定其相應(yīng)安全等級。這符合這些物項的本來屬性，不像有的設(shè)計那樣人為降低安全等級，增加可能出現(xiàn)制造質(zhì)量下降，安全系統(tǒng)失效的風(fēng)險，發(fā)生不希望出現(xiàn)的事件升級，甚至蔓延成重大事故。

已掌握技術(shù)+自主設(shè)計

　　我國核電起步雖晚、但起點較高，充分發(fā)揮了后發(fā)優(yōu)勢，我們避免了重復(fù)國外早期在設(shè)備與系統(tǒng)設(shè)計、材料選擇等方面的失誤，不斷吸納各種先進技術(shù)與核電廠運行管理上的改進，使得我國投運核電機組性能持續(xù)提高，運行業(yè)績一直處于世界中值以上水平，從未發(fā)生過2級及以上事件。我國的在建二代改進型機組成為當今二代機組中最安全、最經(jīng)濟的機型。

　　作為我國核電研發(fā)主力軍的中核集團，自成立之初就致力于自主化百萬千瓦級壓水堆新機型的研發(fā)，集眾家之長，“十年磨一劍”，完成了進一步改進的二代設(shè)計，并通過了中國核能行業(yè)協(xié)會組織的評審。我國核科技人員已經(jīng)掌握的設(shè)計技能是自主開發(fā)三代核電機型的寶貴財富和重要基礎(chǔ)。

　　自主化三代核電新機型開發(fā)中應(yīng)重視和正確處理好繼承、消化吸收與自主創(chuàng)新之間的關(guān)系，其技術(shù)可來自四個方面：

　　第一，在二代改進型機組上行之有效的成熟改進技術(shù)，例如18個月長換料周期、由內(nèi)向外的低泄漏堆芯換料方案，以及數(shù)字化儀控系統(tǒng)和半速汽輪發(fā)電機組等，全都繼續(xù)采用。

　　第二，一些已完成研發(fā)和試驗驗證多年但尚未在工程中應(yīng)用的成果，例如將堆芯燃料組件數(shù)由原先的157盒增加到177盒，以降低堆芯平均線功率密度等自主設(shè)計、單堆布置方式，以及在國內(nèi)尚未普遍使用的雙層安全殼及其非能動安全殼冷卻系統(tǒng)等，則應(yīng)鼓勵項目業(yè)主選用。

　　第三，通過三代核電技術(shù)招標及其后的技術(shù)轉(zhuǎn)讓，其完備的預(yù)防和緩解嚴重事故后果的安全措施，例如堆芯熔融物堆內(nèi)滯留（IVR）技術(shù)、自動降壓系統(tǒng)、取消壓力容器下封頭貫穿件、安全殼內(nèi)置換料水箱、非能動應(yīng)急余熱排出系統(tǒng)、制定狀態(tài)導(dǎo)向的事故規(guī)程與嚴重事故管理導(dǎo)則、2和3級概率風(fēng)險評價（PSA）程序的實際運用，以及模塊化設(shè)計建造等，已為中國核科技人員普遍了解、逐步掌握，并參考借鑒、集成創(chuàng)新，用于具體設(shè)計。

　　第四，總結(jié)福島核事故教訓(xùn)，提出設(shè)計改進，例如提高核電廠抗震和防水淹能力、設(shè)置移動式應(yīng)急柴油發(fā)電機組、增大蓄電池組容量、保證乏燃料水池冷卻安全、綜合考慮廠址應(yīng)急水源的設(shè)置，以提高機組應(yīng)對極端外部事件疊加的能力等，均應(yīng)實施。

　　目前已完成的自主化三代核電設(shè)計工作業(yè)已顯示，這種新機型不僅滿足美國電力公司要求文件（URD）的要求，而且也符合最新核安全標準。

競爭力+知識產(chǎn)權(quán)

　　眾所周知，核電經(jīng)濟性與設(shè)備國產(chǎn)化關(guān)系十分緊密。上述的自主化三代核電技術(shù)的閃光點之一就是，許多二代改進型機組上采用的系統(tǒng)、設(shè)備可以繼續(xù)得到沿用，國產(chǎn)化程度可以在較高的水平上起步。一些尚待在引進的三代工程項目上驗證的設(shè)備或技術(shù)，在自主化三代核電工程設(shè)計中已改用國內(nèi)生產(chǎn)的成熟產(chǎn)品替代，并可達到同樣效果。這些舉措，不僅保證了安全性，而且將非常有助于降低建造成本。我國已經(jīng)形成的核電設(shè)備生產(chǎn)能力非但不會閑置浪費，而且還會繼續(xù)得到拓展提高?？梢灶A(yù)見，隨著自主化三代新機型國內(nèi)外市場的開拓，其經(jīng)濟競爭性會更加明顯。

　　我國引進三代核電技術(shù)的目的是要通過對國外技術(shù)的消化吸收、工程示范，實現(xiàn)我國核電技術(shù)的跨越發(fā)展，開發(fā)出有自主知識產(chǎn)權(quán)的中國品牌，由核電大國成長為核電強國，而不是要建造多少引進型機組。此外，不同行業(yè)的眾多事例已經(jīng)證明，如果本身不擁有自己專利生產(chǎn)的關(guān)鍵產(chǎn)品，自主知識產(chǎn)權(quán)的系統(tǒng)也是徒有虛名，要想出口，絕對會受到專利方的刁難。

　　上述的自主化三代新機型已具備相當好的基礎(chǔ)：有關(guān)堆芯擴大的物理設(shè)計和長周期換料的堆芯燃料管理工作已相當深入；兩項關(guān)鍵的水力試驗，即反應(yīng)堆整體水力模擬和流致振動，數(shù)年前就已經(jīng)自籌資金圓滿完成；反應(yīng)堆堆芯設(shè)計、國產(chǎn)化燃料組件設(shè)計與制造等自主創(chuàng)新和其它改進工作已獲準了數(shù)十項專利。一些綜合集成創(chuàng)新的系統(tǒng)的設(shè)計日臻完善。新采用的非能動技術(shù)的原理較為簡單，重點是用工程試驗來驗證、修改設(shè)計，這更多的是工作量問題。一套完整的國產(chǎn)軟件包正成為創(chuàng)新開發(fā)的重要支撐。所有這些均為自主化三代新機型將來打入國際核電市場掃除產(chǎn)權(quán)障礙。

產(chǎn)業(yè)鏈+內(nèi)外市場

　　核電的產(chǎn)業(yè)鏈包括眾多行業(yè)，環(huán)環(huán)相扣。且不說大家熟知的機電儀、冶金材料行業(yè)對核電廠的建設(shè)不可或缺，核電機組建成后的運行技術(shù)支持，如核燃料供應(yīng)、技術(shù)整改、在役檢查和大修服務(wù)、人員培訓(xùn)和運行經(jīng)驗反饋，以及乏燃料的運輸和后處理等，就需要得到整個核工業(yè)體系的支持。顯然，自主化三代新機型的開發(fā)和國內(nèi)外市場上的應(yīng)用將更加有利于整個產(chǎn)業(yè)鏈和核工業(yè)體系的全面協(xié)調(diào)發(fā)展和實力提升。

　　盡管調(diào)整后的核電中長期發(fā)展規(guī)劃（2005-2020）還沒有正式公布，但2020年的目標將作大幅度調(diào)整則已成定局。本世紀中葉的核電預(yù)測則更為壯觀。福島核事故加速了自主化三代核電技術(shù)的開發(fā)，順應(yīng)了核電技術(shù)升級的大趨勢，也為用這種既安全、又經(jīng)濟的新機型滿足龐大的國內(nèi)外核電市場需求創(chuàng)造了大好契機。

　　國外核電市場可以分成發(fā)達國家市場和發(fā)展中國家市場兩類。兩者的經(jīng)濟發(fā)展階段不同，對電力乃至于對核電的需求也大不相同。

　　發(fā)達國家從上世紀80年代起，經(jīng)濟發(fā)展速度逐步變緩。能源、電力產(chǎn)能基本滿足需求，需求只有少許增長。這是世界發(fā)達國家的普遍情況。從環(huán)保角度看，通過發(fā)展核電替代碳基燃料的潛力很大，但由于經(jīng)濟性等原因尚未成為實際拉動力。與建設(shè)新核電機組相比，他們更加注重在役核電機組的延壽。

　　福島事故后，美國在役機組的延壽增容又取得重大進展。截至2011年12月底，美國核管會（NRC）又先后批準了10臺機組延壽至60年。延壽機組總數(shù)達72臺。與此同時，美國政府決定推動在役機組的二次延壽，即將反應(yīng)堆使用壽期延長至80年的調(diào)查硏究，制訂方案后再逐步實施。最為關(guān)鍵的是，美、法等國的核電技術(shù)目前還處于領(lǐng)先地位。他們在國際核電市場上一直竭力推銷自己的技術(shù)和產(chǎn)品，并從各方面圍追堵截競爭對手，特別是來自發(fā)展中國家的后起之秀。

　　而發(fā)展中國家則主要考慮如何滿足發(fā)展的需求、如何促進增長。更多的發(fā)展中國家為滿足經(jīng)濟發(fā)展所需的電力供應(yīng)，也將目光投向核電。由于經(jīng)濟實力和融資方面的困難，他們希望能得到既安全又便宜的核電產(chǎn)品，而且在信貸條件、本土資源利用方面得到更多優(yōu)惠。

　　因此，國外核電建設(shè)市場主要在發(fā)展中國家。顯然我國目前的政治立場和經(jīng)濟實力最能理解和滿足他們的要求。我國核電技術(shù)的發(fā)展方向、市場開拓途徑、國家扶持政策等均要適應(yīng)這種形勢。

　　上述的我國自主化三代新機型完全符合發(fā)展中國家的需要和我國的出口外貿(mào)方針政策，得到了政府有關(guān)部門的高度贊揚和支持。當務(wù)之急是要首先在國內(nèi)開建第一臺示范商用核電機組，用具體行動展示我們的信心和技術(shù)實力。在其基礎(chǔ)上進一步提高設(shè)備國產(chǎn)化水平，同時開拓國內(nèi)外市場。充分利用我國綜合國力的優(yōu)勢，用有自主知識產(chǎn)權(quán)的中國三代核電品牌，走出國門，進軍國際核電市場，為我國核電和國民經(jīng)濟的發(fā)展做出應(yīng)有貢獻。

（ 本文作者獨家授權(quán)中國核電信息網(wǎng)發(fā)表，轉(zhuǎn)載請與本網(wǎng)聯(lián)系 ）