“說說”核電技術與安全
日本福島核泄漏事故后,世界各國紛紛調整核電政策,我國核電發展亦趨于謹慎冷靜。隨著國家重啟核電項目,各制造企業在核電領域摩拳擦掌,紛紛看好核電市場。那么我國核電發展前景如何,在安全方面都有哪些技術升級呢?聽聽真空技術網(http://smsksx.com/)邀請的身處核電行業人士“說說”吧。
徐分亮 中國核電工程有限公司
我國核電已經有20多年的安全運行經驗,并且3代核電技術提供了更高的安全系數,核電又有運行成本低、維護技術成熟及發電穩定等優點,所以看好核電市場。
隨著近幾年空氣污染的形勢越來越嚴峻,清潔能源已經成為一個急需解決的問題,燃煤發電行業是污染的一大主要貢獻方,減少火電新裝機量,大力發展核電、風電、光伏等新型清潔能源是解決目前空氣污染的有效措施。
我國核電已經有20多年的安全運行經驗,已經證明核電技術是成熟的、安全的、清潔的。目前我國已經擁有獨立設計、設備制造、燃料組件制造、建設、安裝、調試、運行及后處理等一系列成熟的技術,比風電、光伏等新型清潔能源技術更成熟,相比“說說”核電技術與安全來說具有運行成本低、維護技術成熟及發電穩定等優點,我國核電必將成為發電行業的一大支柱產業,大力發展核電也是解決燃煤發電污染的主要解決途徑。
安全是核電的生命線,更高的安全系數一直是核電行業追求的目標,采用可靠、成熟的技術,引進先進的安全管理理念,嚴謹的設備維護保養措施,一直是保證核電安全運行的有力措施。
近幾年來,隨著AP1000的開工,國產ACP1000設計的定型,發展3代核電已經成為我國核電行業的主要方向。AP1000的非能動技術減少了安全設備對動力等方面的依賴;ACP1000的非能動和能動安全系統結合的方式,提高了反應堆的內部安全性,雙層安全殼的外部抗沖擊技術,保證了反應堆的外部安全性。相比2代加核電主要靠能動系統保證核安全和單層安全殼的技術來說,3代核電技術具有更可靠的設備運行方式和外部抗沖擊性能,提供了更高的安全系數,這是核電技術上的一項劃時代的安全技術革新。
隨著國家政策逐漸向3代核電技術的傾斜,以及核電行業準入門檻的提高,3代核電必將是我國未來新建核電的主要方向。
李衛華 山東核電有限公司
AP1000技術有望成為我國未來核電發展的主力堆型。AP1000新項目的建設取決于三門、海陽兩個依托項目進展情況,也取決于國產化及經濟性。在建中的AP1000核電項目中的反應堆冷卻劑泵、爆破閥、鋼制安全殼及主管道等與2代或2代改進型有著本質的不同,技術難度較大。
核電作為一種安全、高效的清潔能源,在全球范圍內得到廣泛應用,成為能源“低碳”發展的高效解決方案。世界絕大多數國家,特別是新興經濟體發展中國家,堅持發展核電,把核電作為促進經濟發展、保障能源供應、調整能源結構的重要依靠。
根據行業協會的統計數據,中國人均電力消費3 510kW·h(2012年) , 為經濟合作與發展組織(OECD)國家平均水平的40%左右,不到美國的1/3,提高電力供應能力是能源發展的長期任務。種種形勢判斷,增加供應、減少排放、保護環境及優化資源配置都需要加快核電發展。
根據《核電發展中長期規劃》要求,2020年我國運行核電裝機容量將達到5 800萬kW,在建3 000萬kW。2014~2020年,平均每年新建核電機組500萬~600萬kW。國家要求,新建核電項目必須符合第3代核電技術的安全標準,有一定的嚴重事故預防及緩解能力。當前,除在建的兩個依托化AP1000項目外,海陽二期、廣東陸豐、遼寧徐大堡、三門二期以及湖南桃花江等內陸核電項目擬選用AP1000技術,AP1000技術有望成為我國未來核電發展的主力堆型。
AP1000新項目的建設取決于三門、海陽兩個依托項目進展情況,也取決于國產化及經濟性。在一定時期內,具有自主知識產權的3代技術也會有一定的發展空間。
然而,核電發展的前提條件是獲得公眾的認可,第一條就是安全,核電行業界應能向公眾證明核電是安全的。核電產業的發展離不開廣大民眾的支持,要做好與公眾溝通,防范與化解社會穩定風險。隨著經濟社會的發展,化石能源越來越短缺,越來越貴,我堅信核電的發展和核能的和平利用將會是人類科學史上的最大成果。“十一五”以來,我國核電設備制造能力有了長足的進步,國內主要裝備制造企業的加工設備及運輸能力都達到世界一流水平,每年可以提供10套以上核電關鍵設備。核島設備主要包括反應堆堆芯、反應堆壓力殼、堆內構件、控制棒驅動機構、蒸汽發生器、主泵、主管道、安注箱、硼注箱和穩壓器等。
AP1000是國際上先進的壓水堆技術,其引進了12項關鍵設備和材料的設計制造技術,包括AP1000主泵技術、AP1000爆破閥技術、安全殼技術、壓力容器、蒸汽發生器及一體化封頭技術等,為我國裝備制造企業通過消化吸收高起點、掌握核心技術提供了機會,在建中的AP1000核電項目中的反應堆冷卻劑泵、爆破閥、鋼制安全殼及主管道等與2代或2代改進型有著本質的不同,技術難度較大。例如,AP1000主管道采用整體鍛造方案,在沒有國外成熟經驗可借鑒的情況下,更增加了技術難度。
AP1000引入了“非能動”概念,核電廠在設計時采用了非能動安全系統,在發生事故的情況下,主要依靠非能動安全系統實現電廠的安全功能。在發生事故的72h后勿需人工干預,非能動安全殼冷卻水儲存箱存有約3 000m3的除鹽水,滿足事故條件下安全殼短期冷卻的要求。72h后,操作員手動起動非能動安全殼冷卻系統再循環泵,將水從輔助水箱送至儲水箱。輔助水箱的水裝量進行長期補給持續時間至少為4天。此后,還可以通過消防系統或其他供水管線,向輔助水箱或儲水箱補水,或通過供水管線直接向鋼制安全殼頂部噴灑水流,實現安全殼長期冷卻。
盧熙寧 上海電氣凱士比核電泵閥有限公司
對我國核電市場的發展充滿信心,“3代”核電站的安全可靠性可以得到數量級的提升,但需要完善設計和關鍵技術的突破。公司主要對“2代加”軸封型核主泵和“3代”濕繞組電動機核主泵進行國產化研制,已經取得重大進展。
我對我國核電市場的發展充滿信心。我國的經濟總量已經非常龐大,而且還在快速發展時期,經濟發展需要有足夠的能源來支撐,隨著環境的壓力,作為清潔能源的核電是我們國家的能源結構調整的必然選擇之一。
我國核電站目前正在應用的是“2代加”和“3代”核電技術。“2代加”核電技術成熟,有很多的業績,可以加快核電的建設速度。“3代”核電有許多創新的技術,利用非能動原理或增加安全冗余設施,核電站安全可靠性可以得到數量級的提升,但需要完善設計和關鍵技術的突破。
上海電氣凱士比核電泵閥有限公司是專注于核電用泵和閥門的研發、制造和售后技術服務,公司引進德國KSB先進核電泵閥設計、制造和質量控制技術,在消化、吸收基礎上再創新,開發了覆蓋各種堆型核電用泵和閥,在全世界范圍內,已有豐富的業績。
關于我國核電主泵的國產化進程,公司主要對“2代加”軸封型核主泵和“3代”濕繞組電動機核主泵進行國產化研制,已經取得重大進展。
李軍業 中核蘇閥科技實業股份有限公司
中核蘇閥正在研制的核電關鍵閥門——AP1000爆破閥和DN800主蒸汽隔離閥。
中核蘇閥作為首批獲得國家核安全局頒發民用核承壓設備設計、制造資格許可證的廠家,為國家核電站的建設提供了大量的核級截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、球閥、儀表閥、調節閥及隔膜閥等。
中核蘇閥配置有各種閥門泵驗設備、氦質譜檢漏儀和三坐標測量系統,是一級計量單位,具備對閥門進行全面檢測和試驗的能力。為全面滿足核級閥門無損探傷的要求,中核蘇閥配置有X射線、銥192、10MW回旋加速器、超聲波、磁粉及滲透等無損探傷設備,配備完全滿足核安全法規要求的核級資深無損探傷人員資質和數量。
中核蘇閥是國內唯一一家擁有模擬壓水堆一回路參數的高溫高壓試驗臺架(設計壓力17.2MPa,設計溫度360℃,主管道直徑DN150)的閥門制造企業,可以對閥門進行熱循環、熱沖擊等模擬工況的熱態試驗。
中核蘇閥自2005年以來投入巨資共研制成功各類核電樣機45臺,并通過了國防科工委、國家能源局、中國機械工業聯合會以及中國核工業集團公司等部委主持的專家鑒定。正在研制的核電關鍵閥門有AP1000爆破閥和DN800主蒸汽隔離閥。