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          中國核電:裂變成長 精彩“逆襲”
          發表日期:2018-07-11 10:36:23

          E=mc2,鼎鼎大名的愛因斯坦質能方程為人類揭示了質量與能量之間的當量關系,通過可控的核聚變與核裂變便可以產生驚人的能量,為大規模核能開發與利用奠定了理論基礎。

          伴隨著改革開放大潮,中國在民用核電領域從無到有、從小到大逐步發展起來,潛心研究開發的自主核電技術不僅滿足自身能源需求,而且實現了自身的裂變式“逆襲”,成功打入國際市場,成為世界核電技術與核電工程建設的重要參與者之一,贏得了國際社會的廣泛尊敬。

          ①燃料密度高 無空氣污染

          核電站是利用核分裂或核融合反應所釋放的能量產生電能的發電廠。目前商業運轉中的核能發電廠都是利用核分裂反應而發電。

          現在使用最普遍的民用核電站大都是壓水反應堆核電站,它的工作原理是:用鈾制成的核燃料在反應堆內進行裂變并釋放出大量熱能;高壓下的循環冷卻水把熱能帶出,在蒸汽發生器內生成蒸汽,推動發電機旋轉。核電站與火電站發電過程相同,均是由熱能轉化為機械能,再轉化為電能的能量轉換過程,不同之處主要是熱源部分?;痣娬臼峭ㄟ^化石燃料在鍋爐設備中燃燒產生熱量,而核電站則是通過核燃料鏈式裂變反應產生熱量。核電站的組成通常有兩部分:核系統及核設備,又稱為核島;常規系統及常規設備,又稱為常規島。這兩部分就組成了核能發電系統。核島中主要的設備為核反應堆及由載熱劑(冷卻劑)提供熱量的蒸汽發生器,它替代常規火電站中蒸汽鍋爐的作用。常規島的主要設備為汽輪機和發電機及其相應附屬設備,常規島的組成與常規火電站汽輪機大致相同。

          核能發電不像化石燃料發電那樣排放污染物質到大氣中,也不會產生二氧化碳氣體,因此既不會造成空氣污染,又不會加重地球溫室效應。同時,核燃料能量密度比起化石燃料高上幾百萬倍,核電站所消耗的核燃料比同樣功率的火電廠所消耗的化石燃料要少得多。此外,核能發電的成本較不易受國際經濟情勢影響,較為穩定。當然了,核電站存在一些不容回避的潛在風險,比如,如何解決好放射性廢料的保存和處理問題;再比如,如何避免核輻射事故等。

          人類首次實現核能發電是在1951年。當年8月,美國原子能委員會在愛達荷州一座鈉冷塊中子增殖實驗堆上進行了世界上第一次核能發電實驗并獲得成功。1954年,蘇聯建成了世界上第一座實驗核電站,發電功率5000千瓦。

          ②引進創新并舉 挺進第四代技術

          “再過7年,你93歲,我87歲,開一個慶祝會,用這個合作項目作為我們對外開放的典范?!?985年1月19日,一直關心廣東大亞灣核電站建設的鄧小平親自接見了參加核電站合營合同簽約的香港中華電力董事局主席嘉道理勛爵,并向其發出了“世紀之約”。

          在此7年多之前的1978年12月,鄧小平在回答法國記者提問時表示,“中國已決定向法國購買兩座核電站設備”,向外界公布了籌建大亞灣核電站的信息,展現了引進國外先進技術、設備,加快自身核電發展步伐的決心。1987年8月,大亞灣核電站建設開始澆筑第一罐混凝土。經過7年拼搏努力,1994年5月,核電站全面建成投入商業運行。

          對于受電力短缺困擾的新中國來說,核電夢其實很早就開始啟航了。上世紀50年代中后期,中國確定了大力發展原子能事業的方針,相關部門提出了和平利用原子能、發展核電的建議,并開始進行初步探索,遺憾的是,先后啟動兩個核電計劃都遭遇挫折而中止。

          進入70年代,在華東建設30萬千瓦壓水堆核電站方案被原則通過,這就是1985年開工、1991年建成投入運行的浙江海鹽秦山核電站,終結了中國沒有核電的歷史。

          1983年召開的核電發展回龍觀會議是中國核電發展的重要里程碑,與會的40多個單位約150位專家共同議定了 《核能發展技術政策要點》,確定了百萬千瓦級壓水堆為主、走引進技術并逐步國產化的道路。國務院核電領導小組于會后不久成立。1988年,能源部成立后確定了中國第一部核電發展規劃,并啟動了全國范圍的核電廠選址工作,中國核電進入了規劃發展階段。1996年6月,秦山二期2×60萬千瓦壓水堆核電站開工建設,2002年、2004年,1、2號機組先后投入商業運行。

          從世紀之交到日本福島核電站事故發生之前,中國核電大體上處于改進引進發展階段,形成了CPR1000和CNP1000為代表的、具有自主知識產權的“第二代加”核電機型,占據了中國在運和在建核電機組的絕大多數。

          在此期間,頗為引人矚目的是中國啟動了第三代核電國際招標,并最終選定美國西屋電氣的AP1000先進壓水堆技術,啟動了山東海陽和浙江三門自主化依托項目,分別建設2臺AP1000核電站。隨后,中國又批準了在廣東臺山引進法國EPR第三代核電技術的兩臺核電站項目。此外,中國還從加拿大和俄羅斯分別引進了重水堆和壓水堆核電機組。

          2011年日本福島事故后,中國要求新建核電機組必須符合第三代技術安全標準,隨后推出了自主三代核電技術ACP1000與ACPR1000+。前者于2014年底接受并通過了國際原子能機構反應堆通用設計審查。上述兩項技術進行融合形成了中國自主知識產權、自主品牌的第三代核電技術“華龍一號”。

          中方根據中美達成的協議,在美方AP1000基礎上研發出CAP1400,突破了135萬千瓦凈功率的限制,成功獲得該項第三代核電技術相關知識產權,可以對第三國出口。特別值得一提的是,中國在屬于第四代核電技術的高溫氣冷堆和鈉冷快中子增殖堆實驗電站方面也取得了重大進展。

          ③自主品牌出海 贏得點贊無數

          2018年5月23日,廣西北部灣畔的防城港港口區的一個大型施工工地上,碧藍的天宇下,吊塔的巨臂拉升起宛若華蓋的巨型穹頂,緩緩地向高聳的圓柱型建筑上空旋轉過去,待到其正上方后將穹頂慢慢下落。吊裝一次性完成,精確到位!現場頓時爆發出雷鳴般掌聲和歡呼聲。

          這是中國第三代核電技術品牌“華龍一號”示范工程穹頂的吊裝現場,其操作誤差控制在2毫米范圍內的吊裝絕技不僅征服了現場觀眾,而且讓遠在大西洋之濱的英國同行也贊嘆不已。通過示范工程建設的此次重大進展,他們對即將落戶英國布拉德韋爾B核電站的中國“華龍一號”更加充滿信心。

          2015年10月,中國廣核集團與法國電力集團簽署英國新建核電項目戰略投資協議,由中廣核牽頭開發布拉德韋爾核電項目。2016年9月,雙方簽署了英國新建核電項目一攬子合作協議,并與英國政府同步簽署了另一核電項目即欣克利角C核電項目收入及投資保障等政府性協議。這標志著中國正式進入了英國這個最早使用民用核能的西方發達國家,實現了核電“走出去”的歷史性突破。

          巴基斯坦是中國自主三代核電技術“華龍一號”出海的首站。2013年2月,中核集團與巴基斯坦原委會簽訂了卡拉奇2、3號核電項目“華龍一號”出口合同。2014年3月,相關工程開始進行混凝土施工。值得一提的是,巴基斯坦還是中國核電項目出口海外的第一站。那是在1991年底,核電站秦山核電站并網發電后僅16天,中巴兩國就簽定了合作建設巴基斯坦恰?,敽穗娬镜膮f議。1993年8月,工程開始施工,2000年6月13日,恰?,敽穗娬菊浇ǔ蓪崿F并網發電。

          服務出口是中國核電走出去的重要形式之一。2012年,中方一家核電企業與美方公司達成協議,派出工程技術人員赴美,對一個AP1000核電項目的建設提供技術支持。這是中國核電企業首次為世界發達國家建設第三代核電站提供技術支持服務。

          近年來,中國核電“出?!钡墓澴嗪瓦M程呈現加速的趨勢。特別是2013年以來,隨著《服務核電企業科學發展協調工作機制實施方案》的實施,核電“走出去”上升為一項國家戰略,一系列促進核電企業“走出去”的方向性指引等措施陸續出臺。龍頭核電企業紛紛發力全球核電市場,瞄準潛在目標客戶,進行重點推介和技術能力展示,并贏得認可。除了英國、巴基斯坦之外,中國已與阿根廷、沙特、肯尼亞等國在核電領域達成了合作協議。

          根據國際原子能機構統計,到2030年前,全球將新建核電機組約300臺,可以預見,中國憑借過硬的技術將在核電增量市場獲得廣闊的發展空間。

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