來源:中國核能行業(yè)協(xié)會 發(fā)布日期:2023-03-22
《中國核能行業(yè)智庫叢書(第五卷)》已完成出版發(fā)行,這是一本發(fā)產(chǎn)業(yè)先聲的智慧文萃,是行業(yè)專家們從不同角度、不同深度對產(chǎn)業(yè)前途命運進(jìn)行思考的思想文庫。自2023年3月起,協(xié)會微信公眾號將精選大部分文章與廣大讀者共享。
今天推出的是“特別推薦”板塊文章《關(guān)于啟動國產(chǎn)化CAP1000后續(xù)核電項目建設(shè)的建議》。
王炳華
課題首席專家
中國核能行業(yè)協(xié)會專家委員會特邀顧問,國家電力投資集團有限公司原董事長。
《關(guān)于啟動國產(chǎn)化CAP1000后續(xù)核電項目建設(shè)的建議》
文章摘要
為深入推進(jìn)三代核電自主化戰(zhàn)略,鞏固核電重大專項成果,緩解相關(guān)企業(yè)經(jīng)營壓力,維持核電產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈穩(wěn)定,中國核能行業(yè)協(xié)會組織行業(yè)骨干集團和資深專家,針對國產(chǎn)化CAP1000首批核電項目建設(shè)問題進(jìn)行了深入調(diào)研和充分論證,提出了盡快啟動國產(chǎn)化CAP1000后續(xù)核電項目建設(shè)的有關(guān)建議。
黨中央、國務(wù)院一直高度重視我國核電安全發(fā)展及自主化、國產(chǎn)化問題。2006 年,根據(jù)我國當(dāng)時的核電發(fā)展?fàn)顩r,在深入論證和廣泛征求意見的基礎(chǔ)上,慎重決策引進(jìn)美國 AP1000 三代核電技術(shù),并決定建設(shè)浙江三門一期工程和山東海陽一期工程作為引進(jìn)技術(shù)的依托項目。2008 年,國家設(shè)立大型先進(jìn)壓水堆核電站科技重大專項(以下簡稱“核電重大專項”),主要目標(biāo)是在引進(jìn) AP1000 技術(shù)及依托項目建設(shè)的過程中,全面消化吸收 AP1000 的設(shè)計、制造、建造技術(shù),形成國產(chǎn)化CAP1000 的設(shè)計建造能力,并在此基礎(chǔ)上開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的 CAP1400 三代核電技術(shù),實現(xiàn)三代核電自主化高起點發(fā)展。十多年來,國家和有關(guān)企業(yè)投入大量資源,經(jīng)過設(shè)備研制、設(shè)計優(yōu)化、科研攻關(guān)和工程建設(shè)等方面的共同艱苦努力, AP1000 依托項目已建成投入商業(yè)運行,國產(chǎn)化 CAP1000 技術(shù)及配套能力已經(jīng)基本形成,“國和一號”(CAP1400)示范工程已開工建設(shè),各項技術(shù)研發(fā)、設(shè)備研制等工作已完成,核電重大專項所確立的階段性目標(biāo)已實現(xiàn)。
作為先期安排的國家重大專項支持的浙江三門二期、山東海陽二期、廣東陸豐一期、遼寧徐大堡一期共計八臺后續(xù)國產(chǎn)化 CAP1000 核電機組建設(shè)項目(以下統(tǒng)稱“國產(chǎn)化 CAP1000 后續(xù)核電項目”),經(jīng)過長期的前期準(zhǔn)備工作,目前已具備了開工建設(shè)的條件。為深入推進(jìn)三代核電自主化戰(zhàn)略,鞏固核電重大專項成果,緩解承擔(dān)國產(chǎn)化 CAP1000 后續(xù)核電項目建設(shè)任務(wù)的相關(guān)工程建設(shè)企業(yè)及裝備制造企業(yè)經(jīng)營壓力,中國核能行業(yè)協(xié)會聯(lián)合中國核工業(yè)集團有限公司、國家電力投資集團有限公司、中國廣東核電集團有限公司和哈爾濱電氣集團有限公司、中國東方電氣集團有限公司、上海電氣集團股份有限公司、中國一重集團有限公司等單位,共同組織行業(yè)力量和國內(nèi)資深專家對啟動國產(chǎn)化 CAP1000 后續(xù)核電項目建設(shè)問題進(jìn)行了深入調(diào)研和充分論證?,F(xiàn)將有關(guān)情況及建議報告如下。
一、AP1000 依托項目 4 臺機組運行情況良好,為啟動國產(chǎn)化 CAP1000 后續(xù)核電項目建設(shè)奠定了堅實基礎(chǔ)
截至 2019 年 1 月,AP1000 依托項目 4 臺機組全部投入商業(yè)運行。據(jù)世界
核電運營者協(xié)會(WANO)統(tǒng)計,在 2019 年全球 403 臺參與評價的在運核電機組中,三門 1 號機組、海陽 1 號機組與其他 62 臺機組并列獲得滿分 100 分。到今年4 月,三門 1 號機組、海陽 1、2 號機組陸續(xù)完成首次換料大修,其中海陽 2 號機組創(chuàng)商用壓水堆首次換料大修最短工期(32.78 天)紀(jì)錄。
2018 年 12 月 22 日,三門核電 2 號機組一臺進(jìn)口主泵曾發(fā)生故障,反應(yīng)堆停堆小修。在國家有關(guān)部門監(jiān)督指導(dǎo)下,中外雙方對主泵進(jìn)行了解體檢查及故障原因分析。查明主泵故障直接原因是下推力盤鎖緊杯斷裂。綜合試驗分析確定,推力盤鎖緊杯斷裂是材料、工藝、共振等多個特定因素疊加導(dǎo)致的低概率個性事件, 國家核安全局組織召開專家委員會會議審查認(rèn)可了主泵故障原因。隨后利用機組檢修機會,相繼對三門 2 號機組及三門 1 號、海陽 1、2 號機組所有 15 臺主泵鎖緊杯進(jìn)行了全面檢查,未發(fā)現(xiàn)任何缺陷。2019 年 11 月 28 日,三門 2 號機組更換主泵后機組重新并網(wǎng),目前運行正常。
AP1000 依托項目四臺機組運行及換料大修業(yè)績證明,其技術(shù)性能指標(biāo)達(dá)到或優(yōu)于設(shè)計值。機組熱功率、電功率、全廠效率、設(shè)備可靠性、卸料燃耗、大修周期、人員輻射劑量、放射性流出物排放、中低放廢物量等指標(biāo)達(dá)到或優(yōu)于設(shè)計值。自裝料以來,未發(fā)生 INES(國際核事件分級表)1 級及以上運行事件,非計劃停堆、停機次數(shù)優(yōu)于行業(yè)平均值。2019 年,三門 1 號機組可用率 99.98%;海陽 1、2 號機組可用率分別為 97.44%、99.66%。運營單位評估認(rèn)為,機組的運行績效、大修工期等指標(biāo)還有進(jìn)一步提升空間。
二、國產(chǎn)化 CAP1000 后續(xù)核電項目建設(shè)前期準(zhǔn)備工作全面完成,已經(jīng)具備啟動開工建設(shè)的條件
通過核電重大專項以及 AP1000 依托項目的實施,我國已經(jīng)具備了國產(chǎn)化CAP1000 核電自主設(shè)計、制造、建造及運維能力。國家在“十一五”時期已將國產(chǎn)化 CAP1000 后續(xù)核電項目列入規(guī)劃,由于 AP1000 依托項目拖期等原因一直未能開工建設(shè)。多年來,僅各項目業(yè)主單位已累計投入資金約 515 億元,每年發(fā)生的財務(wù)費用及各種現(xiàn)場維護管理費用等約 24 億元。一些長周期設(shè)備制造廠家已先期投料,成品和半成品長期積壓,占用大量資金和生產(chǎn)場地。
項目核準(zhǔn)與執(zhí)照申請方面。擬開工的四個核電項目可行性研究報告已通過電力規(guī)劃設(shè)計總院評審,項目廠址安全分析報告、環(huán)境影響評價報告(設(shè)計和建造階段)已通過國家核安全局審查,核準(zhǔn)支持性文件已齊備,項目申請報告已編制完成,均已向國家發(fā)改委上報申請項目核準(zhǔn)的請示,中國國際工程咨詢公司已完成核準(zhǔn)評估并出具了評估意見,國家核安全局已完成建造許可證條件審查。
工程設(shè)計和設(shè)備制造方面??傮w設(shè)計和初步設(shè)計已經(jīng)完成,施工圖設(shè)計完成率超過 60%,進(jìn)度超前一年以上。統(tǒng)籌考慮投資強度和工程進(jìn)度,推進(jìn)關(guān)鍵設(shè)備采購制造工作,長周期采購設(shè)備均已開工制造且部分已交貨,滿足工程進(jìn)度需求。
項目現(xiàn)場建設(shè)準(zhǔn)備方面。項目業(yè)主單位及承包商根據(jù)核安全法規(guī)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,認(rèn)真總結(jié) AP1000 依托項目建設(shè)的經(jīng)驗和教訓(xùn),建立了完善的項目管理體系和組織機構(gòu),已配置了約 1 300 名管理和專業(yè)技術(shù)人才。施工隊伍保持“熱備用”狀態(tài),開工所需機械、工器具、原材料都已準(zhǔn)備就緒。海陽 3 號機組、三門 3 號機組、徐大堡1 號機組、陸豐1 號機組均已完成核島底板鋼筋綁扎,具備澆筑混凝土條件。
采購部分美國設(shè)備方面。國產(chǎn)化 CAP1000 后續(xù)核電項目已采購的美國設(shè)備, 主要包括部分主泵、國產(chǎn)主泵部分部件、儀控系統(tǒng)、部分閥門、儀表等,除陸豐項目進(jìn)口主泵外,其他已全部取得美國政府頒發(fā)的出口許可。
上述進(jìn)口設(shè)備中,多項已具備國產(chǎn)化能力,仍有尚需國產(chǎn)化攻關(guān)的部分關(guān)鍵零部件、元器件和設(shè)備,均為我國核電行業(yè)壓水堆機組的共性問題,已納入壓水堆核電重大專項支持,國內(nèi)廠家已開始國產(chǎn)化研制。CAP1000 國產(chǎn)化主泵已完成兩臺產(chǎn)品制造,CAP 系列國產(chǎn)化儀控已完成產(chǎn)品制造,進(jìn)入出廠調(diào)試階段。
此外,針對國際政治經(jīng)濟形勢的變化,我國組織有關(guān)企業(yè)梳理形成了核電技術(shù)領(lǐng)域攻關(guān)清單,落實了任務(wù)的責(zé)任主體,正在分步解決我國核電技術(shù)的“卡脖子” 問題。
三、盡快啟動國產(chǎn)化 CAP1000 后續(xù)核電項目建設(shè)有利于我國鞏固三代核電國產(chǎn)化成果、穩(wěn)定核電產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈以及促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)及布局優(yōu)化調(diào)整
鞏固三代核電國產(chǎn)化成果,穩(wěn)定核電產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈。按照核電重大專項總體方案要求,國產(chǎn)化CAP1000 后續(xù)核電項目應(yīng)掌握自主設(shè)計能力和關(guān)鍵設(shè)備制造技術(shù), 并具備批量化建造能力。截至目前,“國產(chǎn)化 CAP1000 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究課題”已通過國家能源局驗收,認(rèn)為已經(jīng)形成了完整的國產(chǎn)化 CAP1000 核電廠設(shè)計能力;主要裝備制造企業(yè)攻克了國產(chǎn)化 CAP1000 關(guān)鍵設(shè)備材料與制造技術(shù),形成了完整的核電主設(shè)備制造能力;施工單位通過依托工程,掌握了 CAP1000 建設(shè)、安裝、調(diào)試的工藝和流程,建立了完善的質(zhì)量管理體系。同時,經(jīng)過 AP1000 依托項目的建設(shè)和運營,已經(jīng)培養(yǎng)了大批專業(yè)的建造、運行人員,可保障后續(xù)項目的順利推進(jìn)。
促進(jìn)我國能源結(jié)構(gòu)及布局優(yōu)化調(diào)整。啟動國產(chǎn)化 CAP1000 后續(xù)核電項目建設(shè),一是有利于促進(jìn)我國核電有序發(fā)展?;谖覈四馨l(fā)展已有的基礎(chǔ)和條件, 綜合考慮電力需求、能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、碳減排、能源安全等因素,國內(nèi)有關(guān)權(quán)威機構(gòu) 研究表明,從 2020—2035 年每年需穩(wěn)定開工 6 ~ 8 臺大型三代核電機組,機型以具有自主知識產(chǎn)權(quán)的“華龍一號”“國和一號”(CAP1400)三代核電技術(shù)為主, “十四五”期間,還應(yīng)適當(dāng)建設(shè)一批國產(chǎn)化 CAP1000 核電機組。二是有利于優(yōu)化我國區(qū)域能源結(jié)構(gòu)及布局。浙江省、山東省、遼寧省、廣東省位于我國東部沿海發(fā) 達(dá)經(jīng)濟帶,預(yù)計“十四五”末、“十五五”初期,四省將分別存在約 700 萬千瓦、850 萬千瓦、300 萬千瓦、1 600 萬千瓦電力缺口,且火電占比分別為 63%、76%、64%、67%,全部高于全國 59.2% 的平均水平。項目建成后,電量消納有保障,也可優(yōu)化四省電源結(jié)構(gòu),提高清潔電力比例,為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展發(fā)揮積極促進(jìn)作用。三是有利于提升區(qū)域電網(wǎng)安全運行水平。四省一次能源自給率偏低,省外調(diào)入分別達(dá) 90%、80%、75%、80% 以上,項目建成后,可為電網(wǎng)提供清潔低碳、穩(wěn)定可靠的基荷電源支撐,有利于保障區(qū)域電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。
在美國政府 2018 年發(fā)布的《美國對中國民用核能合作的政策框架》中,明確限制與美國有直接經(jīng)濟競爭的涉及“華龍一號”“國和一號”(CAP1400)以及相關(guān)先進(jìn)反應(yīng)堆的合作,但對 CAP1000 后續(xù)核電項目的設(shè)備、部件及材料的出口明確適用“推定批準(zhǔn)”范圍。盡管中美關(guān)系面臨著相當(dāng)大的不確定性,但美相關(guān)企業(yè)與我國企業(yè)有積極的合作意愿和訴求。AP1000 技術(shù)轉(zhuǎn)讓方西屋公司已就有關(guān)問題得到美國政府澄清:在中美兩國 2006 年簽署的核能合作諒解備忘錄框架下, 美國政府同意西屋與中國企業(yè)就 AP1000 技術(shù)和設(shè)備繼續(xù)開展合作。目前,國產(chǎn)化 CAP1000 后續(xù)核電項目向美方采購的設(shè)備合同正在執(zhí)行過程中,項目的合作有利于促進(jìn)中美經(jīng)貿(mào)環(huán)境改善。
國產(chǎn)化 CAP1000 后續(xù)核電項目建設(shè)總投資規(guī)模約 1 600 億元,國內(nèi)投資率可達(dá) 90% 以上,且均為市場主體商業(yè)化自主投資。在后疫情時期,啟動國產(chǎn)化CAP1000 后續(xù)核電項目建設(shè),對穩(wěn)投資作用明顯,符合落實黨中央、國務(wù)院關(guān)于國民經(jīng)濟發(fā)展的“六穩(wěn)”“六?!币笠约皣夷茉窗踩聭?zhàn)略及能源供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的總體要求,可有效保障我國核電產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈穩(wěn)定,有利于壯大我國清潔能源產(chǎn)業(yè)及推動構(gòu)建清潔低碳安全高效能源體系,可以助力當(dāng)前增加國內(nèi)有效市場需求。
綜上所述,啟動國產(chǎn)化 CAP1000 后續(xù)核電項目建設(shè)符合國家有關(guān)產(chǎn)業(yè)政策和規(guī)劃,有利于鞏固我國核電國產(chǎn)化成果,穩(wěn)定我國核電產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈,促進(jìn)我國能源結(jié)構(gòu)及布局優(yōu)化調(diào)整。并且國產(chǎn)化 CAP1000 后續(xù)核電項目開工建設(shè)各項前期準(zhǔn)備工作均已就緒,長周期關(guān)鍵設(shè)備具備交貨狀態(tài),可以滿足項目核準(zhǔn)后短期內(nèi)開工建設(shè)的要求,項目開工建設(shè)宜提上日程,以盡可能減少一些不必要的損失。
為此建議:國家有關(guān)部門早日按程序核準(zhǔn)浙江三門二期、山東海陽二期、廣東陸豐一期、遼寧徐大堡一期國產(chǎn)化 CAP1000 后續(xù)核電項目陸續(xù)開工建設(shè)。
本報告是中國核能行業(yè)協(xié)會重大問題聯(lián)合研究專項“國產(chǎn)化 CAP1000 后續(xù)核電項目建設(shè)研究”課題核心報告。報告于 2020 年 9 月完成,文中相關(guān)資料和數(shù)據(jù)截至 2020 年 9 月。課題組主要成員:王炳華,王鳳學(xué),呂曉明,陳榮,劉瑋,賈子蔚,楊銘,蔣演明,董波,杜雷,陳林康,裴啟林。
(本文刊載結(jié)束)
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