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技术文章

我国核电是如何一步一步发展起来的

2018/1/12 14:17:47

1951年美国、1954年前苏联先后实现了原子能发电,开辟出了一条和平利用原子能的道路。1956年联合国发起并召开了世界第一次和平利用原子能大会。这之后,原子能和平利用成为世界潮流。尤其是发达国家,原子能利用由单纯的军备竞赛转为核电技术与核电建设竞赛。

1955年1月15日,毛泽东主席主持中共中央书记处扩大会议,确定了大力发展原子能事业的方针。同时,水电部在全国电力工业12年科技规划中,提出了和平利用原子能,即发展核电的建议。从此核电事业在中国开始起步。   

一、探索起步阶段

第一个核电计划是“581”工程,意思是1958年第一号工程,计划在前苏联援助下建设一座采用前苏联技术的石墨水冷堆核电站。由于中苏关系破裂,前苏联终止援助,“581”工程被迫停止。   

第二个核电计划是“820”工程,是清华大学提出的5万千瓦熔盐增殖堆核电站。由于前期研发不到位,材料、技术和工艺不成熟,被迫停止。   

1970年春节前夕,周恩来总理在听取上海市汇报时指示:“从长远来看,华东地区缺煤少油,要解决华东地区用电问题,需要搞核电。”随后,上海市于2月8日(大年初三)开会启动核电站筹备工作,代号 “728”工程。1972年,技术方案由最初的熔盐堆改为压水堆。1974年,周恩来总理主持会议原则批准了30万千瓦压水堆核电站方案。1982年确定厂址定在浙江海盐县秦山脚下。1991年并网发电,结束了中国大陆无核电的历史。   

上世纪70年代,主管电力的水电部于1977年成立核电局,做出了引进百万级压水堆核电技术的决定。在统一组织下,广东省电力公司与香港中华电力公司合作,1985年初成立广东核电合营有限公司。广东大亚湾核电站确定引进法国技术,于1979年开始可行性研究,1987年开工建设,1994年上半年两台机组先后投入商业运行。  

核电发展历史上重要的一个里程碑是于1983年初召开的回龙观会议,与会40多个单位约150位专家共同议定了 《核能发展技术政策要点》,确定了百万千瓦级压水堆为主、走引进技术并逐步国产化的道路。会后,于1983年9月成立国务院核电领导小组。   

二、规划发展阶段

1988年,成立能源部,能源部统一规划电力发展,包括核电。能源部根据电力发展规划,确定了中国第一部核电发展规划,并启动了全国范围的核电厂选址工作。   

现在大家所熟知的有辽宁徐大堡和红沿河厂址、广东的岭澳和阳江厂址,浙江的三门厂址,福建的长乐和惠安厂址,山东的海阳和乳山厂址,江苏的连云港厂址和江西的彭泽厂址。  

这个阶段,秦山二期2×60万千瓦压水堆核电站于1987年正式获批立项,1996年6月开工建设,2002年1号机组投入商业运行,2004年2号机组投入商业运行。

三、改进引进发展阶段

中国核动力院在秦山二期60万千瓦核电技术(CNP600)的基础上,开发了百万千瓦压水堆核电技术CPR1000。CPR1000在换料周期、设计寿命、数字化仪控、专设安全系统优化等方面进行了25项改进。在CNP600、CPR1000的基础上,中国第二代核电技术逐渐定型并取得了骄人的战绩,相继运用于浙江秦山二期扩建2台机组、广东岭澳二期两台机组、辽宁红沿河一期4台机组、福建福清一期2台机组、浙江方家山2台机组、广东宁德2台机组、广东阳江两台机组、海南昌江两台机组的设计。但在堆芯设计,特别是在燃料元件设计制造技术上,CNP600、CPR1000均是法国进口机型M310的改进型。

这期间,出于国际政治原因,从加拿大引进建设了秦山三期2×70万千万Candu—6型重水堆核电站。电站于1998年6月开工,2003年7月投入运行,创造了国际上33座重水堆核电站建设周期最短的纪录。 

这期间,同样是出于国际政治经济和贸易关系的考虑,从俄罗斯引进两台AES—91压水堆核电机组,厂址由原来计划的辽宁红沿河改到了江苏田湾。2台机组先后于1999年和2000年浇灌第一罐混凝土,2007年先后投入商业运行。   

对中国核电发展影响最为深远的事件是2003年开始的第三代核电国际招标,最后于2006年选中西屋电气的AP1000先进压水堆技术,成立了负责引进消化吸收AP1000核电技术的国家核电技术公司,并启动了山东海阳和浙江三门自主化依托项目,分别建设2台AP1000核电站。随后,又批准了在广东台山引进法国EPR三代核电技术的两台核电站项目。目前2个AP1000项目和EPR项目都正在建设中。  

从1997年开始,中国核动力院在CPR1000“157堆芯”的基础上,自主创新地提出 “177堆芯”的概念,功率确定为100万千瓦,机型确定为CNP1000。   

自2005年以来,中广核在法国引进的百万千瓦级堆型—M310型的基础上,也开展了自主研发的历程,通过多项技术改进,从CPR1000发展到CPR1000+技术,再到最终的ACPR1000+技术。

四、自主研发发展阶段

日本福岛核电事故之后,工业界对核电安全的标准有所提高。在以往技术设计的基础之上,中核集团开发出ACP1000,中广核集团开发出ACPR1000+,均满足所谓的第三代核电技术安全标准。   

2014年12月,ACP1000通过了国际原子能机构(IAEA)反应堆通用设计审查(GRSR)。审查持续一年多时间,这是我国自主三代核电技术首次面向国际同行审查。专家认为,ACP1000在设计安全方面是成熟可靠的,满足IAEA关于先进核电技术最新设计安全要求;其在成熟技术和详细的试验验证基础上进行的创新设计是成熟可靠的。  

为了增强国内力量在核电“走出去”过程中的协同性,提高在国际市场上的核心竞争力,自2013年4月开始,中核集团和广核集团将各自的百万千瓦级技术进行融合,形成我国自主知识产权、自主品牌的三代核电技术“华龙一号”。“华龙一号”成熟性、安全性和经济性满足三代核电技术要求,设计技术、装备制造和运行维护技术等领域的核心技术具有自主知识产权,2014年8月通过国家总体技术方案审查会。   

另外,国家科技发展规划重大专项大型先进压水堆CAP1400核电机型的研发,在消化吸收AP1000技术基础上,创新开发并经大量试验验证已完成技术设计并通过国家审查,工程选址山东荣成。   

在作为核电站主流的压水堆技术自主研发取得可喜进展的同时,属于第四代核电技术的高温气冷堆也于2012年启动了示范电站工程。可以预见,2017年石岛湾高温气冷堆电站建成投产之后,将为世界核电工业界输入崭新的血液,进一步拓宽发展中国家在核电技术上的选择范围。   

由中国原子能研究院主持的、属于第四代核电技术的钠冷快中子增殖堆实验电站于2010年7月21日达到临界。研发、设计和建设过程与俄罗斯技术人员密切合作,在俄罗斯技术基础上实现了多项重要创新。商业示范电站项目也在积极推进中。

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