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中国核电技术国际合作

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2008/5/30 18:19:24   

 关键词:  核电 合作

中国核电技术国际合作

张静

(国家原子能机构国际合作司,北京,100037)

  在20世纪的各项发明创造中,原子能的发现和利用具有划时代的重大意义。尽管原子能的最初利用是军事目的,但转为和平利用之后为人类造福的积极作用是巨大的,不容质疑,不可忽视。

  我国核电的研发起步于上世纪70年代,国际合作始于80年代。 90年代初取得突破性进展,即我国独立自主设计建设的浙江秦山一期核电站并网发电、与法国合作的广东大亚湾核电站投入商业运行等,我国从此结束了大陆无核电站的历史。回顾30年的发展,我国的核电从无到有,从探索到成熟,取得了显著成绩,在自力更生和国际合作两方面都积累了丰富的经验,走出了自己的发展道路。

  至目前,我国已经投入商业运行核电机组8台,在建3台。在这11台核电机组中有8台机组是通过国际合作形式建成的。与此同时,我国还向巴基斯坦成套出口了30万kW的恰希玛核电站,目前正在洽谈恰希玛二期核电站合作事宜。

  在国际合作中,我国始终坚持相互尊重主权和平等互利的原则,在和平利用核能领域,积极开展国际合作,同世界上许多国家和国际组织建立了互惠互利的合作交流和经贸往来关系,促进了共同发展。在双边合作方面,我国先后同德国、巴西、阿根廷、比利时、英国、美国、日本、巴基斯坦、瑞士、伊朗、韩国、加拿大、法国、俄罗斯、越南和埃及等16个国家签订了政府间的和平利用核能合作协定。在多边合作方面,我国已经签署13项国际条约或公约。这些协定、条约或公约的签署,为我国广泛开展核领域的交流,特别是核电技术的国际合作奠定了基础,提供了保障。

  多年来,在国际核合作中,包括核电领域,我国一直奉行"核不扩散"的政策,积极支持并参与防止核武器扩散的国际努力。 但同时,主张防止核武器扩散的努力不应当损害各国,特别是发展中国家,和平利用核能的权利,坚决反对以此为借口限制别国发展和平利用核能事业,甚至干涉其内政。我国在与其他国家的核合作中,除特殊考虑到我有核国家特殊地位的关切外,一般承诺遵从国际核不扩散的规则:核合作不用于任何的军事目的;未征得供应方的事先许可不向第三方转让;提交国际原子能机构保障监督;参照国际原子能机构标准实施实物保护措施。

1国际核电发展的基本情况和我国开展核电技术国际合作的背景

1.1国际核电发展的基本情况

  1954年在前苏联建成了世界上第一座核反应堆,标志着世界范围内的核电发展进入了最初期的发展时期。在随后的20年中,核电站技术研发和实验的重点是:提高单堆功率,寻求最佳堆型,完善堆型设计,改进安全措施。目的是降低发电成本,显现与其它能源,主要是与煤电的竞争优势。

  回顾上世纪70年代,世界上曾发生了两次石油危机。经历了石油危机的冲击,西方国家不得不寻找能够替代石油的其它安全的能源,此时核电作为一种新型能源显现出来,为核电发展提供了机遇。在80年代初,核电建设在西方国家,特别是美国、法国、日本、前苏联等国经历了一次高潮。世界上建成投入运行的核电机组约320台,总装机容量约194GW,约占世界发电总量的12。主要堆型是压水堆、沸水堆、重水堆等。

  进入上个世纪80年代后,世界核电发展总体速度缓慢,其主要原因:一是西方发达国家经济增长缓慢,石油供应相对稳定;二是1979年和1986年分别发生了美国三哩岛核电站和前苏联切尔诺贝利核电站事故,引起人们对核电安全的担心,造成核安全性能要求提高,造价增加,审批困难;三是核废料处理处置问题没有很好地得到解决,等等。尽管如此,到上世纪末,在全世界31个国家和地区仍有438台机组在运行,总装机容量达到约351GW,约占世界发电总量的16。

1.2我国核电发展和国际合作的背景

  在上世纪70年代,党和国家领导远见卓识,做出了建设秦山30万kW核电站的英明决策,自此我国走上了自力更生发展核电的道路。秦山一期30万kW核电建设的任务,主要由当时的核工业部承担。

  进入80年代,我国实行改革开放政策,广东深圳成为我国第一个经济特区,东南沿海城市的建设和经济进入了快速发展阶段。与此同时,作为亚洲金融中心之一的香港,经济也在蓬勃发展。两地的能源需求日益增长,电力供应显现短缺。制约电力供应的重要原因是该地区煤炭和水力资源缺乏,长距离运输煤炭存在困难。 西方工业化国家利用核电20年的经验证明,核电是一种安全、经济、清洁的能源,而且与煤电相比,在燃料运输上有明显的优势,核电在煤炭和水力资源缺乏的地区是最佳选择。

  在80年代初期,为满足我国沿海地区电力需求,在我国还没有全面掌握建设核电站技术,特别是大型核电站,也不具备全面引进核电站的外汇实力的情况下, 我国决定以利用国外资金和技术的方式,合作建设核电站。我国首先与法国合作建设了大亚湾核电站(2×100万kW)。该核电站的70电力供应香港,30供应广东,并且利用香港售电外汇还贷。这一方案的提出和实施,为我国核电的发展开辟了一条新的道路,即通过国际合作的道路,促进我国核电事业的发展。

  我们也清楚地记得,大亚湾核电站项目的上马并不是一帆风顺。在该项目的立项时期,香港公众出于对核电安全的担忧,曾经组织百万人签字反对在距香港几十公里的大亚湾建设这座核电站。当然,我们很快妥善地解决了港人的担忧,顺利地建成了大亚湾核电站。

  90年代后期,参照大亚湾核电站国际合作的成功模式,我国先后又与法国合作建设了2×100万kW岭澳核电站,与加拿大合作建设了2×70万kW秦山三期核电站,与俄罗斯合作建设2×100万kW田湾核电站。

  自力更生与国际合作相结合的道路,使我国核电进入了新的历史发展时期。核电直接为我国的经济建设服务,成为重要的经济产业之一。

2我国核电技术国际合作的基本情况和特点

  我国通过国际合作已经或正在建设的8台核电机组,主要情况如下:

2.1中法合作的大亚湾2×100万kW核电站

  1986年10月7日,《中法合作建设大亚湾核电站核岛供货合同》和《中法合作建设大亚湾核电站常规岛供货合同》签字。合同基本利用法方贷款。

  大亚湾核电站1号机组于1987年8月7日浇筑第一罐混凝土,1994年2月1日投入商业运行;2号机组于1988年4月7日浇筑第一罐混凝土,1994年5月6日投入商业运行。该堆型采用法国PWR-M310堆型。该堆经改进后使用的燃料为AFA3G。

  其燃料特点:

  (1)燃料棒包壳用M5材料,增强抗辐照腐蚀的能力;

  (2)导向管和仪表管加大加厚,增加组件骨架的刚性;

  (3)引入MSMG,增加堆芯上部冷却剂流动搅混能力,改善传热性能;

  (4)燃料棒内充氦气20bar,降低内压和减少包壳应力。

  大亚湾核电站采用的是法国RCC系列安全标准,相当上世纪80年代水平。同时核电站也满足了我国核安全当局在当时的安全法规和导则。

  2002年,大亚湾核电站实施统一的环境监测,检测表明电站周围环境的辐射水平与电站建成前相比保持在天然本底水平。

2.2中法合作的岭澳2×100万kW核电站

  1995年10月25日,《中法合作建设岭澳核电站核岛供货合同》和《中法合作建设岭澳核电站常规岛供货合同》签字。合同基本利用法方贷款。

  岭澳核电站1号机组于1997年5月15日浇筑第一罐混凝土,2002年5月28日投入商业运行;2号机组于1998年1月15日浇筑第一罐混凝土,2003年1月8日投入商业运行。该堆型采用的是法国PWR-M310堆型,使用的燃料为AFA2G。

  其特点:

  岭澳核电站1号机组比原计划提前48天正式投入商业运行。2号机组比原计划提前66天正式投入商业运行。 岭澳核电站的主要技术经济指标均超过大亚湾核电站历史同期水平,实现了工程管理自主化、建筑安装自主化、生产准备自主化和部分设计自主化、部分设备制造国产化,工程建设周期比大亚湾缩短一年,工程总投资比预算降低10,全面实现了"二核比一核好"的目标。

  岭澳核电站采用的也是法国RCC系列安全标准,是90年代的。在大亚湾核电站的基础上,岭澳核电站增加了截止到1995年年底之前法国核电站实施的与工程安全有关的修改,也参考了法国核电站十年大修计划及大亚湾运行经验反馈。如辐射防护和三废系统、设备制造工艺的改进和产品的升级换代等。

2.3中加合作的秦山三期2×70万kW核电站

  1996年11月12日,《中加合作建设秦山三期核电站商务主合同》签字。合同基本利用加方贷款。

  秦山三期核电站1号机组于1998年6月8日浇筑第一罐混凝土,2003年1月5日投入商业运行;2号机组于1998年9月25日浇筑第一罐混凝土,2003年7月20日投入商业运行。采用的是加拿大坎杜-6加压重水堆型(CANDU6)。

  其特点:

  (1)天然铀作燃料,不需要对铀235进行浓集,乏燃料贮存不存在临界问题;

  (2)重水作为冷却剂和慢化剂,慢化性能好,中子利用率高;

  (3)重水堆不停堆换料,可提高电厂负荷因子;

  (4)高温高压冷却剂与低温低压慢化剂在实体上互相隔离, 避免采用高强度大尺寸的压力容器。反应性控制装置插在慢化剂中,不会受高压、高流速冷却剂的冲击,也不会引起弹棒事故。低温低压重水慢化剂循环将成为反应堆严重事故下的一个预应急热阱;

  (5)可生产同位素Co-60;

  (6)二个可相互隔离环路热传输系统和堆芯380个燃料通道,这减少了失水事故的严重性。

  CANDU6重水堆采用加拿大标准委员会颁布的CANDU堆核电站专用国家标准(CAN/CSA-N系列);工业规范和标准主要是遵循美国ASME\ASTM\ANSI\ACI等;其安全标准水平相当于同类型机组90年代水平。

2.4中俄合作的田湾2×100万kW核电站

  1997年12月29日,《中俄合作建设连云港核电站总合同》在北京签字。这个合同利用俄方政府贷款占90。

  田湾核电站(即连云港核电站)1号机组于1999年10月20日浇筑第一罐混凝土,计划于2004年12月16日投入商业运行,2号机组于2000年9月20日浇筑第一罐混凝土,计划于2005年12月16日投入商业运行。该机组堆型为俄罗斯AES-91型压水堆。

  其特点:

  (1)反应堆厂房采用双层安全壳结构;

  (2)安全系统采用安全独立和实体隔离的4通道(N3)结构;

  (3)设置堆芯熔融物捕集与冷却系统等缓解严重事故后果的安全设施;

  (4)安全壳预应力张拉系统采用新型倒U形55束钢缆张拉方式;

  (5)采用全数字化仪控系统;

  (6)每台机组设置4台100容量的应急柴油发电机组等。

  在中俄签订的总合同中,规定田湾核电站应遵循中国国家核安全局及其他中国监管部门和俄罗斯监管部门颁布的核安全和辐射安全的有效规范、标准和法规;田湾核电站的安全性、可靠性与西方正在开发和建设的先进压水堆的目标一致,在某些方面已达到或接近国际上正在设计的新一代核电站的要求。

3我国核电技术国际合作的积极意义

  我国4个核电站的成功引进、建设和运行,对提高我国核电建设技术水平、缓解我国电力供应紧张形势以及促进国家经济发展产生了积极的影响。

3.1大亚湾核电站

  大亚湾核电站是我国引进外资、先进设备和技术建设的第一座大型商用核电站,是我国改革开放的产物,开创了我国利用外资建设大型能源基础产业项目的新路子。大亚湾核电站的成功建设对我国核电事业在起步阶段引进先进技术和先进管理、培养锻炼技术队伍、推进核电技术的国产化起到了至关重要的作用。

3.2岭澳核电站

  岭澳核电站在大亚湾核电站技术的基础上实施了多项技术改进,提高了国产化水平。其中核岛的国产化率为11,常规岛为23,辅助设施为50,推动了我国核电站技术和设备制造相关产业的顺利发展。该核电站的建设和运营管理,积累了宝贵的大型核电站运行和管理经验,培养了人才,为我国核电事业的可持续发展奠定了坚实的基础。

3.3秦山CANDU6核电站

  秦山三期核电站是我国引进的首座CANDU6加压重水堆核电项目。通过该电站的引进,我国了解和掌握了国际上CANDU堆的设计特点和工程特点,广泛了解了包括加拿大和其它国家在内的核电设备工艺、试验要求、建造以及运行经验等。项目按标准建成和成功运行,为我国核电技术进一步发展打下了坚实的基础。两台机组投入商业运行后,将缓解华东地区电力紧张的局面,促进我国沿海地区的经济发展。

3.4田湾核电站

  通过田湾核电站的引进、建设和运行,我国了解和掌握了国际上改进型百万千瓦级压水堆核电站的设计特点和工程特点,广泛了解了包括俄罗斯和西方国家在内的核电设备工艺和试验要求,与国内外核电设备市场及主要供货商进行了深入的接触,并在标准和规范衔接方面作了大量工作。在工程管理、建设队伍和生产运行人员储备方面锻炼和培养了一批业主管理、运行等各专业人才以及设计、监理、施工、设备材料制造队伍,对我国核电自主化和国产化起到了积极作用。

  田湾核电站建成后,对缓解江苏电力紧缺状况,改善当地的能源结构,加强环境保护,促进经济发展将起到重要作用。核电站运行的前25年可向政府上缴的税金将超过其建设的总投资;具有向银行还本付息的可靠能力,促进国家金融事业的发展;由于本项目对俄支付和还本付息大量采用易货贸易方式,年平均易货规模达数亿元,无疑会大大带动国内产品制造,尤其是江苏省产品的出口。

  核电站数百亿元的投资,对于国内设计施工、设备材料、运输、保险、商业、服务等行业的发展起到极大的推动作用,能够创造更多的就业机会,活跃市场经济,促进经济发展。

  田湾核电站的建设对当地的旅游、交通、金融、税收和经济发展有着明显的积极影响。核电站每年以几十吨核燃料代替同等规模火电站几百万吨煤炭,它不仅可以缓解铁路和港口的运输压力,而且可以减少含硫煤烟排放,有效地保护环境,保护沿海开放城市的清洁、活力和吸引力。

4我国核电技术国际合作的未来

4.1我国核电技术国际合作近期任务

  我国的核电建设将在"以我为主,中外合作,引进技术,推进国产化"方针的指导下,不断朝着"标准化、自主化"的方向发展。在积极吸收国外先进经验的基础上,逐步实现大型核电机组的自主设计、自主制造、自主建设、自主营运。在堆型技术路线的选择上,在未来的十几年内,我国将着力发展百万千瓦级压水堆核电站。我国在自主发展百万千瓦级核电站技术、关键设备制造等方面还没有足够的经验,因此我们需要对外交流与合作。对于近期发展,国际交流与合作主要是集中在百万千瓦级压水堆核电站的工程设计、设备制造等方面。对未来发展,主要跟踪世界上新一代核电站的技术,包括核燃料技术。具体目标是跟踪并参与欧洲开发的EPR、美国的AP1000、美法等10国开发的G-4、国际原子能机构组织的革新型反应堆和核燃料项目等,参与的方式可以是通过交换专家和分担课题,进行技术交流、共同研发、联合实验、共同设计、参与建设等等,以实现我国快速赶上世界核电发展先进技术的目标。

4.2我国核电面临新的发展机遇

  目前,在"适度发展核电"方针的指导下,我国专家正在预测到2020年的能源需求和核电的贡献,我国政府主管部门正在积极研究制订和实施核电发展规划,统一协调国家核电的发展。

  从我国的经济发展、能源供应、能源结构和安全、环境保护等方面的需求看,我国核电迎来了新的发展机遇,有着令人鼓舞的发展空间。


来源:中国电力技术资讯
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