“說說”核電技術(shù)與安全

2014-09-19 真空技術(shù)網(wǎng) 真空技術(shù)網(wǎng)整理

  日本福島核泄漏事故后,世界各國紛紛調(diào)整核電政策,我國核電發(fā)展亦趨于謹(jǐn)慎冷靜。隨著國家重啟核電項(xiàng)目,各制造企業(yè)在核電領(lǐng)域摩拳擦掌,紛紛看好核電市場。那么我國核電發(fā)展前景如何,在安全方面都有哪些技術(shù)升級呢?聽聽真空技術(shù)網(wǎng)(http://bjjyhsfdc.com/)邀請的身處核電行業(yè)人士“說說”吧。

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  我國核電已經(jīng)有20多年的安全運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),并且3代核電技術(shù)提供了更高的安全系數(shù),核電又有運(yùn)行成本低、維護(hù)技術(shù)成熟及發(fā)電穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),所以看好核電市場。

“說說”核電技術(shù)與安全

  隨著近幾年空氣污染的形勢越來越嚴(yán)峻,清潔能源已經(jīng)成為一個(gè)急需解決的問題,燃煤發(fā)電行業(yè)是污染的一大主要貢獻(xiàn)方,減少火電新裝機(jī)量,大力發(fā)展核電、風(fēng)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(jīng)有20多年的安全運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),已經(jīng)證明核電技術(shù)是成熟的、安全的、清潔的。目前我國已經(jīng)擁有獨(dú)立設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、燃料組件制造、建設(shè)、安裝、調(diào)試、運(yùn)行及后處理等一系列成熟的技術(shù),比風(fēng)電、光伏等新型清潔能源技術(shù)更成熟,相比“說說”核電技術(shù)與安全來說具有運(yùn)行成本低、維護(hù)技術(shù)成熟及發(fā)電穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),我國核電必將成為發(fā)電行業(yè)的一大支柱產(chǎn)業(yè),大力發(fā)展核電也是解決燃煤發(fā)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(shù)一直是核電行業(yè)追求的目標(biāo),采用可靠、成熟的技術(shù),引進(jìn)先進(jìn)的安全管理理念,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)備維護(hù)保養(yǎng)措施,一直是保證核電安全運(yùn)行的有力措施。

  近幾年來,隨著AP1000的開工,國產(chǎn)ACP1000設(shè)計(jì)的定型,發(fā)展3代核電已經(jīng)成為我國核電行業(yè)的主要方向。AP1000的非能動(dòng)技術(shù)減少了安全設(shè)備對動(dòng)力等方面的依賴;ACP1000的非能動(dòng)和能動(dòng)安全系統(tǒng)結(jié)合的方式,提高了反應(yīng)堆的內(nèi)部安全性,雙層安全殼的外部抗沖擊技術(shù),保證了反應(yīng)堆的外部安全性。相比2代加核電主要靠能動(dòng)系統(tǒng)保證核安全和單層安全殼的技術(shù)來說,3代核電技術(shù)具有更可靠的設(shè)備運(yùn)行方式和外部抗沖擊性能,提供了更高的安全系數(shù),這是核電技術(shù)上的一項(xiàng)劃時(shí)代的安全技術(shù)革新。

  隨著國家政策逐漸向3代核電技術(shù)的傾斜,以及核電行業(yè)準(zhǔn)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。

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  AP1000技術(shù)有望成為我國未來核電發(fā)展的主力堆型。AP1000新項(xiàng)目的建設(shè)取決于三門、海陽兩個(gè)依托項(xiàng)目進(jìn)展情況,也取決于國產(chǎn)化及經(jīng)濟(jì)性。在建中的AP1000核電項(xiàng)目中的反應(yīng)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(jìn)型有著本質(zhì)的不同,技術(shù)難度較大。

“說說”核電技術(shù)與安全

  核電作為一種安全、高效的清潔能源,在全球范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用,成為能源“低碳”發(fā)展的高效解決方案。世界絕大多數(shù)國家,特別是新興經(jīng)濟(jì)體發(fā)展中國家,堅(jiān)持發(fā)展核電,把核電作為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、保障能源供應(yīng)、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的重要依靠。

  根據(jù)行業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),中國人均電力消費(fèi)3 510kW·h(2012年) , 為經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)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(yīng)能力是能源發(fā)展的長期任務(wù)。種種形勢判斷,增加供應(yīng)、減少排放、保護(hù)環(huán)境及優(yōu)化資源配置都需要加快核電發(fā)展。

  根據(jù)《核電發(fā)展中長期規(guī)劃》要求,2020年我國運(yùn)行核電裝機(jī)容量將達(dá)到5 800萬kW,在建3 000萬kW。2014~2020年,平均每年新建核電機(jī)組500萬~600萬kW。國家要求,新建核電項(xiàng)目必須符合第3代核電技術(shù)的安全標(biāo)準(zhǔn),有一定的嚴(yán)重事故預(yù)防及緩解能力。當(dāng)前,除在建的兩個(gè)依托化AP1000項(xiàng)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(nèi)陸核電項(xiàng)目擬選用AP1000技術(shù),AP1000技術(shù)有望成為我國未來核電發(fā)展的主力堆型。

  AP1000新項(xiàng)目的建設(shè)取決于三門、海陽兩個(gè)依托項(xiàng)目進(jìn)展情況,也取決于國產(chǎn)化及經(jīng)濟(jì)性。在一定時(shí)期內(nèi),具有自主知識產(chǎn)權(quán)的3代技術(shù)也會有一定的發(fā)展空間。

  然而,核電發(fā)展的前提條件是獲得公眾的認(rèn)可,第一條就是安全,核電行業(yè)界應(yīng)能向公眾證明核電是安全的。核電產(chǎn)業(yè)的發(fā)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(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)。隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展,化石能源越來越短缺,越來越貴,我堅(jiān)信核電的發(fā)展和核能的和平利用將會是人類科學(xué)史上的最大成果。“十一五”以來,我國核電設(shè)備制造能力有了長足的進(jìn)步,國內(nèi)主要裝備制造企業(yè)的加工設(shè)備及運(yùn)輸能力都達(dá)到世界一流水平,每年可以提供10套以上核電關(guān)鍵設(shè)備。核島設(shè)備主要包括反應(yīng)堆堆芯、反應(yīng)堆壓力殼、堆內(nèi)構(gòu)件、控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、蒸汽發(fā)生器、主泵、主管道、安注箱、硼注箱和穩(wěn)壓器等。

  AP1000是國際上先進(jìn)的壓水堆技術(shù),其引進(jìn)了12項(xiàng)關(guān)鍵設(shè)備和材料的設(shè)計(jì)制造技術(shù),包括AP1000主泵技術(shù)、AP1000爆破閥技術(shù)、安全殼技術(shù)、壓力容器、蒸汽發(fā)生器及一體化封頭技術(shù)等,為我國裝備制造企業(yè)通過消化吸收高起點(diǎn)、掌握核心技術(shù)提供了機(jī)會,在建中的AP1000核電項(xiàng)目中的反應(yīng)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(jìn)型有著本質(zhì)的不同,技術(shù)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(jīng)驗(yàn)可借鑒的情況下,更增加了技術(shù)難度。

  AP1000引入了“非能動(dòng)”概念,核電廠在設(shè)計(jì)時(shí)采用了非能動(dòng)安全系統(tǒng),在發(fā)生事故的情況下,主要依靠非能動(dòng)安全系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電廠的安全功能。在發(fā)生事故的72h后勿需人工干預(yù),非能動(dòng)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(dòng)起動(dòng)非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)再循環(huán)泵,將水從輔助水箱送至儲水箱。輔助水箱的水裝量進(jìn)行長期補(bǔ)給持續(xù)時(shí)間至少為4天。此后,還可以通過消防系統(tǒng)或其他供水管線,向輔助水箱或儲水箱補(bǔ)水,或通過供水管線直接向鋼制安全殼頂部噴灑水流,實(shí)現(xiàn)安全殼長期冷卻。

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  對我國核電市場的發(fā)展充滿信心,“3代”核電站的安全可靠性可以得到數(shù)量級的提升,但需要完善設(shè)計(jì)和關(guān)鍵技術(shù)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(dòng)機(jī)核主泵進(jìn)行國產(chǎn)化研制,已經(jīng)取得重大進(jìn)展。

“說說”核電技術(shù)與安全

  我對我國核電市場的發(fā)展充滿信心。我國的經(jīng)濟(jì)總量已經(jīng)非常龐大,而且還在快速發(fā)展時(shí)期,經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要有足夠的能源來支撐,隨著環(huán)境的壓力,作為清潔能源的核電是我們國家的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的必然選擇之一。

  我國核電站目前正在應(yīng)用的是“2代加”和“3代”核電技術(shù)。“2代加”核電技術(shù)成熟,有很多的業(yè)績,可以加快核電的建設(shè)速度。“3代”核電有許多創(chuàng)新的技術(shù),利用非能動(dòng)原理或增加安全冗余設(shè)施,核電站安全可靠性可以得到數(shù)量級的提升,但需要完善設(shè)計(jì)和關(guān)鍵技術(shù)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(fā)、制造和售后技術(shù)服務(wù),公司引進(jìn)德國KSB先進(jìn)核電泵閥設(shè)計(jì)、制造和質(zhì)量控制技術(shù),在消化、吸收基礎(chǔ)上再創(chuàng)新,開發(fā)了覆蓋各種堆型核電用泵和閥,在全世界范圍內(nèi),已有豐富的業(yè)績。

  關(guān)于我國核電主泵的國產(chǎn)化進(jìn)程,公司主要對“2代加”軸封型核主泵和“3代”濕繞組電動(dòng)機(jī)核主泵進(jìn)行國產(chǎn)化研制,已經(jīng)取得重大進(jìn)展。

  李軍業(yè) 中核蘇閥科技實(shí)業(yè)股份有限公司

  中核蘇閥正在研制的核電關(guān)鍵閥門——AP1000爆破閥和DN800主蒸汽隔離閥。

“說說”核電技術(shù)與安全

  中核蘇閥作為首批獲得國家核安全局頒發(fā)民用核承壓設(shè)備設(shè)計(jì)、制造資格許可證的廠家,為國家核電站的建設(shè)提供了大量的核級截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、球閥、儀表閥、調(diào)節(jié)閥及隔膜閥等。

  中核蘇閥配置有各種閥門泵驗(yàn)設(shè)備、氦質(zhì)譜檢漏儀和三坐標(biāo)測量系統(tǒng),是一級計(jì)量單位,具備對閥門進(jìn)行全面檢測和試驗(yàn)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(shè)備,配備完全滿足核安全法規(guī)要求的核級資深無損探傷人員資質(zhì)和數(shù)量。

  中核蘇閥是國內(nèi)唯一一家擁有模擬壓水堆一回路參數(shù)的高溫高壓試驗(yàn)臺架(設(shè)計(jì)壓力17.2MPa,設(shè)計(jì)溫度360℃,主管道直徑DN150)的閥門制造企業(yè),可以對閥門進(jìn)行熱循環(huán)、熱沖擊等模擬工況的熱態(tài)試驗(yàn)。

  中核蘇閥自2005年以來投入巨資共研制成功各類核電樣機(jī)45臺,并通過了國防科工委、國家能源局、中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會以及中國核工業(yè)集團(tuán)公司等部委主持的專家鑒定。正在研制的核電關(guān)鍵閥門有AP1000爆破閥和DN800主蒸汽隔離閥。