來源:中國(guó)核電信息網(wǎng) 作者:張祿慶 發(fā)布日期:2010-09-06
1 引言
2003年以來,我國(guó)政府開始推行積極發(fā)展核電的方針。2007年國(guó)務(wù)院正式頒布了我國(guó)第一個(gè)《核電發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2005-2020)》(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》),提出到2020年實(shí)現(xiàn)投運(yùn)核電機(jī)組4000萬(wàn)千瓦、在建1800萬(wàn)千瓦的目標(biāo)。自此,我國(guó)核電發(fā)展進(jìn)入了快車道。截止到今年7月底,我國(guó)已投產(chǎn)核電機(jī)組11臺(tái),總?cè)萘考s為910萬(wàn)千瓦。除兩臺(tái)重水堆機(jī)組外,其余均為壓水堆機(jī)組。機(jī)型則有我國(guó)自主研發(fā)的一臺(tái)30萬(wàn)千瓦CNP300機(jī)組和兩臺(tái)65萬(wàn)千瓦機(jī)組CNP650機(jī)組、從俄羅斯引進(jìn)的兩臺(tái)VVER-91型機(jī)組,以及4臺(tái)從法國(guó)引進(jìn)的M310機(jī)組。國(guó)家能源局核準(zhǔn)了12個(gè)核電項(xiàng)目,共32臺(tái)機(jī)組,總裝機(jī)容量約為3486萬(wàn)千瓦。已開工建設(shè)核電機(jī)組22臺(tái),總裝機(jī)容量約2355萬(wàn)千瓦,其中包括3臺(tái)CNP650機(jī)組、4臺(tái)國(guó)產(chǎn)化依托項(xiàng)目采用美國(guó)西屋公司的AP1000機(jī)組、2臺(tái)采用法國(guó)研發(fā)的EPR1700機(jī)組,其余為我國(guó)已能自主設(shè)計(jì)的M310改進(jìn)機(jī)組。即將付諸建設(shè)的還有國(guó)核技消化吸收AP1000研發(fā)的CAP1400機(jī)組、從俄羅斯引進(jìn)的AES2006(即VVER-91三代改進(jìn)型)、中國(guó)自主研發(fā)的CP1000機(jī)組等。毋庸諱言,中核集團(tuán)和中廣核集團(tuán)都在加緊利用自己已掌握的技術(shù)和能得到的國(guó)外三代技術(shù),爭(zhēng)取盡快研制出自有品牌的第三代核電機(jī)組。筆者認(rèn)為,這種二、三代技術(shù)并存和多種三代機(jī)型由市場(chǎng)決定取舍的局面不僅在中國(guó),而且要在全世界存在一段相當(dāng)長(zhǎng)的歷史時(shí)期。
這種局面搞得不少業(yè)外人士一頭霧水:某專家不是著書立說批評(píng)以前的核電搞成了“萬(wàn)國(guó)牌”,所以才要國(guó)際招標(biāo)再次引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)機(jī)型來統(tǒng)一中國(guó)核電技術(shù)路線的。怎么現(xiàn)在反而愈搞愈復(fù)雜了呢?
本文試圖回顧我國(guó)核電發(fā)展技術(shù)路線的堆型選擇歷史,分析核電發(fā)展需要統(tǒng)一堆型而非極性,以及多種機(jī)型共存的必然性,并剖析一些似是而非的觀點(diǎn),還事物之本來面目。不過在此以前,筆者先引述兩個(gè)生活中的事例,便于業(yè)外人士理解后文。事例一:現(xiàn)在一些正規(guī)場(chǎng)合要求統(tǒng)一著正裝,當(dāng)下時(shí)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???、三???,后面不開叉、中間開叉、兩旁開叉等的組合,但是統(tǒng)統(tǒng)屬正裝。事例二:許多人現(xiàn)在度開車,沒有人會(huì)發(fā)瘋規(guī)定,買車只準(zhǔn)買“奔馳”,不準(zhǔn)買“捷達(dá)”。但是有一天國(guó)產(chǎn)“奔馳”價(jià)格與“捷達(dá)”相差無(wú)幾時(shí),只有傻子才會(huì)買“捷達(dá)”而不去買“奔馳”。
2 我國(guó)早就確定并堅(jiān)持了統(tǒng)一的核電發(fā)展技術(shù)路線
上世紀(jì)五、六十年代前后,美國(guó)與前蘇聯(lián)開始開發(fā)核能發(fā)電技術(shù)。他們?cè)诟髯缘念猩a(chǎn)堆和核潛艇技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出沸水堆和壓水堆核電技術(shù)。其后美國(guó)政府資助各種有可能用于發(fā)電的堆型研發(fā),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(shí)用優(yōu)勢(shì)明顯,成了核電發(fā)展的主線。而石墨沸水堆和壓水堆兩種堆型成為前蘇聯(lián)核電發(fā)展的主力堆型(今后石墨沸水堆也將逐步淡出)。西歐許多國(guó)家認(rèn)識(shí)到發(fā)展核電是其擺脫過分依賴中東石油的唯一出路。鑒于美國(guó)富集鈾輕水堆經(jīng)濟(jì)性遠(yuǎn)好于天然鈾石墨堆和美國(guó)政府同意供應(yīng)富集鈾的承諾,法國(guó)、瑞典、日本、西德等國(guó)先后放棄了原先的天然鈾路線,轉(zhuǎn)向富集鈾輕水堆。美國(guó)輕水堆技術(shù)成了西方輕水堆技術(shù)的鼻祖。可見各國(guó)在考慮本國(guó)的核電發(fā)展技術(shù)路線時(shí)必須根據(jù)自身的工業(yè)基礎(chǔ)、科研與教育、經(jīng)濟(jì)性,以及國(guó)際合作等方面的具體國(guó)情慎重決定。
我國(guó)大陸核電的實(shí)際進(jìn)展始于改革開放以后。早在1983年初,根據(jù)國(guó)務(wù)院安排召開的北京回龍觀會(huì)議上,討論分析了在我國(guó)已掌握的生產(chǎn)堆技術(shù)或核潛艇技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展核電的利與弊,最后會(huì)議得出結(jié)論,會(huì)后并得到國(guó)家認(rèn)可,確定我國(guó)核電走壓水堆技術(shù)路線。會(huì)議還決定引進(jìn)國(guó)外百萬(wàn)千瓦級(jí)壓水堆先進(jìn)技術(shù),強(qiáng)調(diào)逐步實(shí)現(xiàn)引進(jìn)技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化,以大力發(fā)展核電。上世紀(jì)80年代中后期,秦山一期核電工程、國(guó)內(nèi)與香港合資建設(shè)的大亞灣核電廠相繼正式開工建設(shè)。雖然其后核電發(fā)展的路程曲折而艱難,但是壓水堆技術(shù)路線始終是堅(jiān)持的。對(duì)此《規(guī)劃》給予了正面肯定:“上世紀(jì)七十年代國(guó)務(wù)院做出了發(fā)展核電的決定,經(jīng)過三十多年的努力,我國(guó)核電從無(wú)到有,得到了很大的發(fā)展。自1983年確定壓水堆核電技術(shù)路線以來,目前在壓水堆核電站設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、工程建設(shè)和運(yùn)行管理等方面已經(jīng)初步形成了一定的能力,為實(shí)現(xiàn)規(guī)模化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)”。所以,認(rèn)為我國(guó)核電技術(shù)路線不統(tǒng)一,要靠這次招標(biāo)引進(jìn)的AP1000來統(tǒng)一的“一統(tǒng)論”并不符合歷史事實(shí)。
3 統(tǒng)一堆型下出現(xiàn)多種機(jī)型是技術(shù)進(jìn)步的必然產(chǎn)物
無(wú)論是核電技術(shù)創(chuàng)始國(guó)的美蘇兩國(guó),還是引進(jìn)技術(shù)的西方各國(guó),在各種堆型長(zhǎng)達(dá)幾十年的發(fā)展過程中均隨著技術(shù)的進(jìn)步陸續(xù)研發(fā)、興建了為數(shù)眾多的機(jī)型。特別是法國(guó)和日本,出于利用核電解決本國(guó)能源短缺問題的緊迫需要,大力自主研發(fā),在機(jī)型設(shè)計(jì)和設(shè)備制造等方面都取得了“青出于藍(lán)而勝于藍(lán)”的驕人業(yè)績(jī)。例如,法國(guó)在照搬美國(guó)西屋公司壓水堆技術(shù)建造CP0機(jī)組的基礎(chǔ)上,大規(guī)模興建了CP1、CP2系列機(jī)組,進(jìn)而向中國(guó)出口了CPY,即M310機(jī)組。法國(guó)大力推行核電標(biāo)準(zhǔn)化、系列化,結(jié)合本國(guó)工業(yè)體系形成了核電建設(shè)的RCC系列標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)通過自主創(chuàng)新在國(guó)內(nèi)興建了一批130-140萬(wàn)千瓦的p4、P4’和N4等二代改進(jìn)型機(jī)組。世紀(jì)之交時(shí)期,法德兩國(guó)又合作創(chuàng)新研發(fā)成功第三代EPR機(jī)型,先后在芬蘭、法國(guó)本土和中國(guó)建造首堆示范工程。沒有任何人因?yàn)榉▏?guó)建設(shè)了58臺(tái)各種機(jī)型的壓水堆機(jī)組而懷疑其核電技術(shù)路線的統(tǒng)一性。俄羅斯也先后開發(fā)、建造了不下20多種VVER機(jī)型。
由此可以得出結(jié)論:看一個(gè)國(guó)家的核電技術(shù)路線是否統(tǒng)一的依據(jù)是堆型而非不斷進(jìn)步的具體機(jī)型。用,某種具體劑型來一統(tǒng)未來的核電市場(chǎng)只是一廂情愿而已,在技術(shù)飛速發(fā)展的今天是不可能做到的。
4 選擇引進(jìn)核電國(guó)際合作伙伴的考量并不主要是技術(shù)
發(fā)展中國(guó)家要想盡快地掌握核電技術(shù),勢(shì)必會(huì)盡量尋求國(guó)際合作,但是合作伙伴的選擇則是本國(guó)政治、經(jīng)濟(jì)、外交和技術(shù)綜合考量的結(jié)果,往往技術(shù)并不占主導(dǎo)地位。我國(guó)投運(yùn)核電機(jī)組中引進(jìn)法國(guó)、俄羅斯壓水堆技術(shù)的過程佐證了上述論點(diǎn)。引進(jìn)加拿大重水堆技術(shù)更明顯是外交和經(jīng)濟(jì)上的考慮。事實(shí)已經(jīng)證明了一位外交家當(dāng)時(shí)的預(yù)言:“合同的簽訂將使中加關(guān)系至少穩(wěn)定十年”。同樣,不接受上述觀點(diǎn)就無(wú)法解釋我國(guó)的“三代招標(biāo)”的最終結(jié)果是讓所有的投標(biāo)商都先后能得到建設(shè)合同。核電國(guó)際合作的“技術(shù)決定論”只是一種不切實(shí)際的設(shè)想,實(shí)際上哪個(gè)國(guó)家都不這么干。
5 人為割裂二、三代核電技術(shù)的有機(jī)聯(lián)系違反客觀科學(xué)規(guī)律
通常人們將上世紀(jì)60年代后期開始建設(shè)的核電廠稱為第二代。第二代核電廠實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、商用化和批量化,以提高經(jīng)濟(jì)性,是目前世界上投運(yùn)核電廠的主力。
三哩島事故發(fā)生后,以美國(guó)為首的世界核電界從電廠管理和技術(shù)兩個(gè)方面來提高投運(yùn)核電廠的運(yùn)行安全可靠性、可維修性和經(jīng)濟(jì)性。
各核電廠普遍建立與提高安全文化素養(yǎng);在業(yè)主和供貨商中健全與不斷改進(jìn)質(zhì)量保證體系,并加強(qiáng)監(jiān)督控制;推動(dòng)人員培訓(xùn)與再培訓(xùn),以及有組織、規(guī)范化的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)交流與反饋。這些管理理念肯定會(huì)在今后的各類核電廠中繼續(xù)貫徹實(shí)施。
針對(duì)建造與運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的問題,核電界加強(qiáng)技術(shù)研發(fā),研制出新材料、新工藝;利用反應(yīng)堆和一回路系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安全評(píng)價(jià)新理念,程度不同地考慮了預(yù)防和緩解嚴(yán)重事故后果的應(yīng)對(duì)措施;采用半速汽輪機(jī)與數(shù)字化儀控系統(tǒng)等先進(jìn)設(shè)備。實(shí)際上各國(guó)正在運(yùn)行的二代核電機(jī)組,通過20年左右在電廠運(yùn)營(yíng)管理能力的提升,以及在停堆換料或?qū)m?xiàng)整治中持續(xù)不斷安排的整改,技術(shù)上已有很大改進(jìn),運(yùn)行業(yè)績(jī)相當(dāng)好,其安全性是完全可以接受的。我國(guó)大陸已投運(yùn)的11臺(tái)核電機(jī)組從未發(fā)生過2級(jí)以上的運(yùn)行事件。
另一方面,三哩島事故使人們清醒地認(rèn)識(shí)到,概率極低、但后果比已考慮的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故更可怕的嚴(yán)重事故是可能發(fā)生的,必須高度重視嚴(yán)重事故分析及其對(duì)策研究。包括我國(guó)在內(nèi),許多國(guó)家的核安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)要求使用概率安全評(píng)價(jià)(PSA)方法對(duì)嚴(yán)重事故進(jìn)行安全分析,并在設(shè)計(jì)中盡量考慮防范和緩解措施。于是人們?cè)趯?duì)二代核電機(jī)組進(jìn)行改進(jìn)的同時(shí),開始研發(fā)滿足美國(guó)電力公司要求文件(URD)和哦歐州電力公司要求文件(EUR)相應(yīng)要求的第三代核電技術(shù)。有代表意義的是美國(guó)西屋公司研發(fā)的以全非能動(dòng)安全系統(tǒng)、簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)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(shù)的逐漸演進(jìn),著重利用4套完全實(shí)體分隔的能動(dòng)安全系統(tǒng)提高安全性,用加大機(jī)組容量的規(guī)模效應(yīng)來補(bǔ)償經(jīng)濟(jì)性的法、德合作開發(fā)的EPR。另一種異軍突起的機(jī)型是俄羅斯研發(fā)的AES2006,其參考電廠是即將運(yùn)行的印度VVER92。
應(yīng)用于第二代改進(jìn)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(shù)中最值得稱道的是其完善的預(yù)防和緩解嚴(yán)重事故對(duì)策,一些關(guān)鍵措施在二代核電設(shè)計(jì)中難以采用。這使得第三代核電技術(shù)的安全性,在二代改進(jìn)型機(jī)組安全性可以接受的基礎(chǔ)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(yīng)要求。
目前全世界正在興建三代核電機(jī)組的國(guó)家有法國(guó)、芬蘭、日本、俄羅斯、韓國(guó)、中國(guó)及臺(tái)灣省。令人費(fèi)解的是,我國(guó)核電國(guó)產(chǎn)化依托項(xiàng)目4臺(tái)機(jī)組采用招標(biāo)引進(jìn)的AP1000技術(shù),但是西屋公司死活不肯當(dāng)總承包商交鑰匙,只得由國(guó)核技勉為其難。因而除此以外,所有其它三代核電建設(shè)項(xiàng)目的承包商均擁有自己從已掌握的二代核電技術(shù)繼續(xù)研發(fā)而得的三代專利技術(shù)。
上述三種代表性三代項(xiàng)目已在或即將在我國(guó)興建。三門核電建設(shè)工地傳來喜訊:我國(guó)率先掌握AP1000五大核心建造技術(shù)。這是我國(guó)核電建設(shè)者們?cè)陂L(zhǎng)期二代改進(jìn)型核電機(jī)組建設(shè)中積累的經(jīng)驗(yàn)的進(jìn)一步提升,有些工藝還是中國(guó)人自主創(chuàng)新的。所有這些事實(shí)都無(wú)可辯駁地證明了二、三代核電技術(shù)之間的有機(jī)聯(lián)系。武斷地割裂這兩者之間的聯(lián)系不符合事物發(fā)展的客觀規(guī)律。
對(duì)于三代核電技術(shù)臻于成熟之前的核電項(xiàng)目安排,《規(guī)劃》做了明確規(guī)定:“為使核電建設(shè)不停步,在三代核電技術(shù)完全消化吸收掌握之前,以現(xiàn)有二代改進(jìn)型核電技術(shù)為基礎(chǔ),通過設(shè)計(jì)改進(jìn)和研發(fā),仍將自主建設(shè)適當(dāng)規(guī)模的壓水堆核電站”。筆者認(rèn)為,這個(gè)正確原則應(yīng)當(dāng)自始至終得到堅(jiān)持和堅(jiān)決貫徹。
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