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新中国成立70周年核电发展研究报告(上)

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-09-26  浏览次数:26
核心提示:核能作为一种清洁低碳、安全高效、可大规模利用的非化石能源,是我国清洁能源体系的重要组成部分。新中国
       核能作为一种清洁低碳、安全高效、可大规模利用的非化石能源,是我国清洁能源体系的重要组成部分。新中国成立以来,我国核能发电从无到有,从小到大,快速发展,取得了举世瞩目的成就,为保障国家能源安全、优化能源结构、减少温室气体排放、推进绿色发展、服务“一带一路”建设发挥了重要作用。

    我国核电发展历程

我国核工业创建于1955年,在创建初期,就提出和平利用原子能的设想。但是,由于历史原因,我国核电的实际起步是在改革开放后的上世纪80年代,迄今走过了起步、适度发展、积极发展和安全高效发展四个阶段。

起步阶段

1985年3月20日我国自主设计建造的第一座30万千瓦压水堆核电站在浙江秦山开工建设,1991年12月15日成功并网发电,结束了中国大陆无核电的历史,被誉为“国之光荣”。1987年8月7日引进法国技术建设的广东大亚湾核电站开工建设,1994年5月6日两台百万千瓦压水堆核电机组全部投入商业运行,开创了引进国外技术、利用外资建设大型商用核电站的新路子。实践证明,在核电起步阶段,以秦山一期和大亚湾核电站为代表的两条道路都取得了成功,为我国核电后续发展积累了十分宝贵的经验。

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适度发展阶段

上世纪90年代中后期,国家确立了“适度发展核电”的方针,先后批准了浙江秦山二期、广东岭澳一期、浙江秦山三期和江苏田湾一期共8台核电机组的建设,把我国核电发展推上小批量建设的新台阶。其中,浙江秦山二期是在消化吸收法国M310技术基础上我国自主设计建造的60万千瓦压水堆核电站,广东岭澳一期采用了大亚湾核电站技术翻版加改进的方案,浙江秦山三期是引进加拿大技术的重水堆核电站,江苏田湾一期是引进俄罗斯技术的VVER压水堆核电站。

积极发展阶段

2005年10月,根据中共中央关于“十一五”规划的建议,我国核电的发展方针由“适度发展”转变为“积极发展”。同年12月15号,广东岭澳二期核电站正式开工建设。2006年12月,我国在继续建设二代改进型核电机组的同时,做出了引进世界先进第三代核电技术的重大决策,开启了三代核电自主化进程。通过公开招标,国家最终做出引进美国西屋公司AP1000技术的决定,并开工建设4台AP1000机组(浙江三门一期2台、山东海阳一期2台)作为自主化依托项目。此后,又从法国引进建设2台EPR技术核电机组(广东台山核电厂)。2007年3月,审议并原则通过《核电中长期发展规划(2005-2020年)》,确定了到2020年核电发展目标(建成4000万千瓦、在建1800万千瓦),这是我国首个核电中长期发展规划。在“积极发展核电”方针的指引下,自2005年至2010年新开工核电机组累计达到30台。

安全高效发展阶段

2010年10月,中共中央在关于“十二五”规划的建议中提出了“在确保安全的基础上高效发展核电”的方针。2011年3月11日,日本福岛核电站发生严重泄漏事故后,国务院常务会议决定:立即组织对中国核设施进行全面安全检查,切实加强正在运行核设施的安全管理,同时对新上核电项目要严格审批,在核电安全规划批准之前不上新的核电项目。经过9个月的核安全大检查,2012年5月国务院常务会议听取了安全大检查情况的汇报,认为:中国核设施选址对地震、洪水等外部事件进行了充分论证,核电厂设计、制造、建设、运行各环节均进行了有效管理,总体质量受控。运行和在建核电厂能够满足中国核安全法规和国际原子能机构(IAEA)最新标准的要求,具备一定的严重事故预防与缓解能力,风险受控,安全有保障。检查中也发现个别核电厂防洪能力不足、严重事故预防与缓解规程不完善、对海啸风险评估能力不足等问题。2012年6月,国家核安全局发布《福岛核事故后核电厂改进行动通用技术要求》,分别对运行核电厂和在建核电厂提出安全改进要求,各项改进行动顺利实施。同年10月24日,国务院常务会议审议并通过《核电安全规划(2011-2020年)》和《核电中长期发展规划(2011-2020年)》,对当前和今后一个时期的核电建设作出部署,要求稳妥恢复正常建设,合理把握建设节奏,稳步有序推进。调整后的《核电中长期发展规划(2011-2020年)》将发展目标调整为:到2020年,运行核电装机达到5800万千瓦,在建3000万千瓦左右。在“安全高效发展”方针的指引下,2011年到2019年6月我国新开工核电机组累计达到17台。

    我国核电发展现状

经过30多年的不懈努力,我国不仅跻身世界核电大国行列,成功地实现了由“二代”向“三代”的技术跨越,而且形成了涵盖铀资源开发、核燃料供应、工程设计与研发、工程管理、设备制造、建设安装、运行维护和放射性废物处理处置等完整先进的核电产业链和保障能力,为我国核电安全高效发展打下了坚实基础。

(一)在运核电安全运行,在建核电稳步推进

截至2019年6月底,我国商运核电机组47台,分布在浙江、广东、福建、江苏、辽宁、山东、广西、海南等沿海8个省区、13个核电基地,总装机容量4873.1万千瓦,仅次于美国、法国,位列世界第三。我国核电始终保持着良好的运行记录,从未发生过国际核事件分级(INES)二级及以上的运行事件,与世界核电运营者协会(WANO)规定的性能指标对照,我国运行机组80%的指标优于中值水平,70%达到先进值。

我国三代核电建设取得突破性进展。采用AP1000技术的三代核电自主化依托项目三门核电厂1、2号机组和海阳核电厂1、2号机组,以及采用EPR技术的台山核电厂1、2号机组在2018、2019年先后建成并投入商运,其中三门核电厂1号机组、台山核电厂1号机组分别是AP1000全球首堆和EPR全球首堆。

截至2019年6月底,我国在建核电机组11台,总装机容量1147.9万千瓦,已经多年保持世界第一。在建核电工程整体上稳步推进,各在建核电项目安全、质量得到有效控制。自主三代核电技术“华龙一号”首堆工程建设进展顺利,有望在2020年投入商运。

(二)创新驱动,自主核电技术取得突破

在国家创新驱动发展战略的指引下,通过自主创新和引进、消化、吸收、再创新,我国较快地掌握了世界先进核电技术,具备了10万、30万、60万、100万、150万千瓦级核电技术开发能力,成功地实现了由“二代”向“三代”的技术跨越。以“华龙一号”和“国和一号”(CAP1400)成功研发为标志,我国已成为继美国、法国、俄罗斯等核电强国之后,少数几个掌握自主三代核电技术的国家之一。

上世纪80年代,我国引进法国M310技术成功建设了大亚湾核电站。在积极学习国外技术、消化吸收再创新的基础上,按照更高安全要求对M310技术持续改进。中广核集团和中核集团分别研发成功CPR1000、CP1000二代改进型堆型,并实现了批量化建设。我国正在运行的核电机组中绝大多数采用的是这种堆型,为我国核电的快速发展作出了重要贡献。

2006年,国务院将“大型先进压水堆核电站和高温气冷堆核电站”列入国家科技重大专项,旨在瞄准世界核电技术前沿,突击关键共性技术、现代工程技术,为建设核电强国提供支撑。2008年,国务院批准了核电重大专项总体实施方案,专项实施10年来,我国核电自主创新能力显著提升。“国和一号”是在国家科技重大专项的支持下,由国家电力投资集团(国家核电技术公司)牵头实施、国内100多家单位联合开发,在AP1000技术引进消化吸收基础上进行集成创新与再创新所形成的具有自主知识产权的大型先进压水堆型号。在国家科技重大专项的支持下,我国自主攻克了具有四代安全特征的高温气冷堆技术,其示范工程山东石岛湾高温气冷核电厂已于2012年底开工建设。

日本福岛核事故后,中国核工业集团和中国广核集团充分汲取福岛核事故的经验反馈,借鉴国际三代核电技术先进理念,在各自研发的ACP1000堆型和ACPR1000+堆型基础上,融合研发出满足当今国际最高安全标准的“华龙一号”技术。“华龙一号”示范工程福清核电站5、6号机组和防城港核电站3、4号机组已于2015、2016年先后开工建设。

(三)产业链全面覆盖,国产化、自主化水平不断提高

在核燃料供应方面,我国已经建立了国内生产、海外开发、国际贸易、战略储备“四位一体”的天然铀保障体系。我国北方可地浸砂岩盆地的铀矿地质勘查工作取得重大突破,新发现探明一批大型和特大型铀矿床。天然铀产业转型升级步伐加快,新疆伊犁首个千吨级绿色铀矿山基地建设正式投产。铀纯化转化、铀浓缩、压水堆核燃料组件生产能力大幅提升,全球首条高温气冷堆核燃料生产线实现规模化生产,国内首条AP1000元件生产线正式进入生产阶段,采用N36包壳材料的CF3自主燃料元件研发取得重大进展,乏燃料后处理中间试验工程热调试取得圆满成功。目前,我国核燃料产能已跻身世界第一阵营,可以满足国内核电和核电“走出去”对各种型号燃料的需求。

在装备制造和关键材料研制方面,百万千瓦级核电机组关键设备自主化、国产化水平稳步提高,国内核电装备制造业产品供应链全面覆盖,三代核电站反应堆压力容器、蒸汽发生器、主管道、爆破阀、屏蔽电机主泵等一大批关键设备实现了国产化;超大型锻件、690合金管、压力容器密封件、核级锆材、核级焊材等关键材料加工制造技术取得质的突破。百万千瓦级三代核电机组关键设备和材料国产化率已达85%以上,形成了每年开工建设8至10台核电机组的核电主设备供货能力,能够完全满足国内规模化建设以及“走出去”的需要。

作为世界上唯一一个30多年不间断建设核电的国家,我国核电工程建设管理能力和总承包能力不断提升,成功地实现了多项目、多基地同步建设,全面掌握了压水堆、重水堆、高温气冷堆、快堆等多种堆型,30万、60万、100万、170万千瓦等不同功率的核电建造技术,拥有国际一流的先进核电建设经验和能力,在建核电项目质量得到有效控制,可以满足同时开工30台以上核电机组的需求。

(四)人才强核,培养造就高素质人才队伍

自我国核电事业起步以来,核电领域高度重视人才培养工作,以“人才兴核”“人才强企”等战略为指引,围绕国家科技创新重点领域和发展方向,围绕人才引进、培养、相关体制机制的创新和优化,积极探索并建立了各具特色的人才培养体系,为核电事业安全、健康、可持续发展发挥了重要的推动和保障作用。在政府、高校以及企业通力合作下,我国核电领域培养造就了一支高素质、高水平的人才队伍,涵盖了核电研发、设计、工程建设、生产运营、核安全等各环节,已经成为世界核电人才的大国。据不完全统计,我国核电领域(不含核燃料循环及设备制造)共有15万余从业人员,其中35岁以下员工占比达48%,具有高级以上技术职称或高级技师以上职业资格的人员超过2.2万人,核相关专业的高校毕业生每年达到2000余人。

(五)积极推动核电“走出去”,打造新时代“国家名片”

我国核电“走出去”起步于上世纪90年代。1991年12月31日,在秦山核电站并网发电的当月,我国就与巴基斯坦签订了向巴基斯坦出口30万千瓦核电站的合同。1993年8月1日,我国出口巴基斯坦的恰希玛核电站1号机组开工建设。2017年9月8日,恰希玛核电站4号机组竣工,标志着恰希玛核电一期工程4台压水堆机组全面建成,总装机容量超过130万千瓦。恰希玛核电项目的成功,为我国核电“走出去”树立了良好信誉、奠定了良好基础。

随着我国核电规模化发展,核电“走出去”上升为国家战略。近年来,国家领导人在出访时,多次将核电作为我国高技术产业的名片向世界推介。在核电“走出去”战略和“一带一路”倡议的推动下,我国核电国际合作稳步推进。采用“华龙一号”技术的巴基斯坦卡拉奇K2、K3项目于2015、2016年先后开工,现已全面进入安装阶段。2017年11月,恰希玛核电C5项目正式签署商务合同,标志着第3台“华龙一号”项目正式落地巴基斯坦,也是我国向巴基斯坦出口的第7台核电机组。2016年9月,中法签署了英国新建核电项目一揽子合作协议,由中法共同投资建设的欣克利角C项目实质性启动;“华龙一号”在英国的通用设计审查(GDA)获得英国政府受理,现已正式进入第三阶段;拟采用“华龙一号”技术的布拉德维尔B项目进入厂址勘查阶段。

此外,我国还与阿根廷、土耳其、罗马尼亚、南非、沙特、约旦等国分别签署有关协议,积极推进核电和相关领域合作。

 
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