4月19日,來自中國核能行業協會、國家核安全局、國家能源局等單位的近40名行業專家,對中核集團自主開發的“中國品牌”百萬千瓦級核電——ACP1000做出權威鑒定:技術和安全指標達到了國際上三代核電機組的同等水平,設計、建造能夠完全實現自主化。
自主開發百萬千瓦級核電,是核工業人的夢想,如今“中國品牌”終于呼之欲出。
“沒有自己的核電技術,只能算核電大國,不能算核電強國。作為我國完全擁有自主知識產權的三代百萬千瓦級核電,ACP1000是個重要標志。”中核集團核動力事業部副主任程慧平對記者說。
曲折而漫長的自主創新路
“核工業屬于高科技領域,它接觸世界前沿技術,需要持續不斷的創新;核工業又是保守決策領域,在安全和政治的雙重約束下容不得‘萬一’。在創新的同時,論證風險、解決風險也就成為與其并重的工作,核工業的自主創新難度可想而知。”談到十多年的研發歷程,程慧平感慨良多。
1997年,在中核集團核動力院老基地辦公樓的一間小屋里,十幾位技術人員圍繞“157堆芯擴容到177堆芯”,熱烈地討論著百萬千瓦級核電站方案的主參數。
核反應堆是核電站的“心臟”,提出改變核反應堆堆芯容量的方案,就意味著要開發出真正屬于中國自己的核電堆型。這就是CNP1000誕生的源頭。
可是,專業技術人員擔憂的是由此引發的反應堆的理論設計、結構設計、配套系統安全分析等問題。當時,我國自主設計的第一座商用核電站——秦山二期核電站還在建造。國內唯一一座已經運行的自主設計的核電站只有30萬千瓦的秦山核電站,國內核電還處于起步階段,核電設計、建造經驗不足,對于自身技術水平,技術人員并沒有十足的自信。
1999年,經過兩年的努力,總體方案出爐。中國百萬千瓦核電站的自主創新之路,起步比較順利,但之后卻經歷了走走停停漫長的十年。十年中,由于國外核電技術的引進,我國核電的自主研發陷入了低潮。
2009年,百萬千瓦核電站的研發再次起航,這時它被重新命名為CP1000。2011年3月完全具備從實驗到工程的所有條件。
正當大家期待成為現實時,2011年3月11日福島核事故發生了。3月16日,“國四條”出臺,所有在建核電項目被暫停,全國乃至全球核電面臨著大調整。
百萬千瓦級核電站的研發何去何從?中核集團決定重新布局,消化吸收國家引進的三代核電技術,借鑒國際先進核電技術的先進理念,充分考慮福島核事故后最新的經驗反饋,按照國際最先進法規的標準要求,開始自主設計。
“十多年的自主創新之路,經歷了諸多‘從無到有’的突破,相當曲折,前方的路布滿荊棘,我們依舊選擇最初的那份堅守,在堅守中不斷壯大、提高自己的技術水平,更加自信地推動我們的夢想向現實加速前行。”ACP1000總設計師邢繼如此表述這段曲折的夢想之路。
三大特色搶占技術制高點
ACP1000被視為中核集團占領核電技術制高點的重要標志性工程,具有三大技術特色:177堆芯、單堆布置、雙層安全殼。
堆芯是整個核電站的核心所在。ACP1000反應堆堆芯采用的是177盒燃料組件方案,這一技術可使發電功率提高5%—10%,在提高經濟性的同時降低了堆芯內的功率密度,提高了核電站的安全性。單堆布置讓ACP1000在廠址選擇、電力需求、投資成本等條件上更具靈活性和適應性;雙層安全殼可以抵御大型商用飛機的撞擊。
安全是核電發展的生命線,ACP1000在設計上有著非常嚴格的掌控。
“核電站一旦發生事故,以往要求操縱員10分鐘之內必須進行干預。為了給操縱員留出更多時間,并減少人為因素對核電廠運行的影響,ACP1000在設計中將干預時間延長到了30分鐘。”中國核動力研究設計院ACP1000項目總設計師劉昌文說。
研發中,類似這樣的例子還有很多。相比現有核電技術,ACP1000更先進、更安全的重要標志是應用了先進的“能動與非能動相結合”的安全設計理念,其中包括采用能動與非能動相結合的蒸汽發生器二次側余熱導出、能動與非能動相結合的安全殼熱量導出、能動與非能動相結合的堆芯熔融物冷卻等。
設備國產化率超過85%
“核電是知識密集型產業,發展核電可以帶動一大批相關產業的發展和技術進步,同時提高我國核工業的綜合實力和國際競爭力。”邢繼說,這也是ACP1000研發的意義所在。
目前,全國設備廠、各大高校廣泛參與到ACP1000的研發中,如中核集團聯合哈爾濱工程大學共同研發的非能動全殼熱量導出系統;聯合北京核儀器廠共同研制堆芯中子通量測量裝置;聯合中國一重等重型設備廠一起攻關主設備制造;采用南陽油田蒸汽設施驗證蒸汽發生器冷水分離裝置的性能……
“目前中核集團已完成ACP1000初步安全分析報告、初步設計,正在開展施工設計,具備今年年底開工條件。”中核集團副總經理呂華祥表示,首堆目標工程設備國產化率大于85%,有利于加快推動國內裝備制造水平的提高和進一步降低工程造價。
在推進國內ACP1000核電工程的同時,中核集團還積極實施“走出去”戰略,大力加強核電出口項目的組織協調。
責任編輯: 江曉蓓