AP1000的優(yōu)劣

    我國(guó)國(guó)家引進(jìn)的美國(guó)非能動(dòng)AP1000核電站屬于第三代核電站的非能動(dòng)型核電廠，AP1000核電廠在安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的最大創(chuàng)新點(diǎn)著眼于“非能動(dòng)”。在發(fā)生自然災(zāi)害或者意外事故的情況下，機(jī)組可利用自然物理現(xiàn)象，即重力、自然循環(huán)（蒸發(fā)、冷凝和密度差）等，驅(qū)動(dòng)應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)及其他安全系統(tǒng)，從而防止發(fā)生類似福島核電站因斷電而導(dǎo)致的一系列危機(jī)狀況。

    這一機(jī)型擁有的其他優(yōu)勢(shì)還包括：設(shè)計(jì)壽命為60年，比二代核電技術(shù)的設(shè)計(jì)壽命長(zhǎng)20年；反應(yīng)堆燃料元件換料周期為18個(gè)月，而采用二代技術(shù)的機(jī)型周期則是12個(gè)月；此外，由于簡(jiǎn)化了核島系統(tǒng)，并采用模塊化設(shè)計(jì)和建造，AP1000的建設(shè)工期也得以縮短。

由此看來，相比二代技術(shù)，AP1000確實(shí)在理論設(shè)計(jì)方面顯現(xiàn)出不少優(yōu)勢(shì)，然而因?yàn)槿狈こ虒?shí)踐，這一機(jī)型的安全性也不可避免地受到了質(zhì)疑。

——優(yōu)勢(shì)——

安全性：核電站安全目標(biāo)有兩個(gè)指標(biāo)，一是反應(yīng)堆堆芯熔化率（簡(jiǎn)稱堆熔概率），二是大規(guī)模釋放放射性物質(zhì)的概率（簡(jiǎn)稱釋放概率）。如果以每核反應(yīng)堆每年來計(jì)算的話，二代堆的堆熔概率為10-4，也就是每堆每年出現(xiàn)萬分之一的可能性；而釋放概率為10-5，也就是每堆每年有10萬分之一的可能會(huì)發(fā)生核物質(zhì)大規(guī)模釋放。第三代核電機(jī)組要有更高安全目標(biāo)。即堆芯熱工安全裕量>l5％，堆芯損壞概率<10-5/堆年，大量放射性外泄<10-6/堆年。兩次核電事故后，法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)安全目標(biāo)的要求又提高了，而AP1000的安全目標(biāo)比前兩者更高。

AP1000的關(guān)鍵技術(shù)是采用非能動(dòng)安全系統(tǒng)，具體表現(xiàn)在采用非能動(dòng)安注、多級(jí)非能動(dòng)自動(dòng)卸壓系統(tǒng)、非能動(dòng)余熱排放系統(tǒng)和非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)。AP1000核電站引入了嚴(yán)重事故預(yù)防和緩解措施，如堆腔淹沒技術(shù)、自動(dòng)卸壓系統(tǒng)(ADS)、抑制氫爆的氫復(fù)合系統(tǒng)(氫點(diǎn)火器和非能動(dòng)氫催化復(fù)合)、堆芯熔融物壓力容器內(nèi)保持(IVR)等技術(shù)。同時(shí)，AP1000采用雙層安全殼和全數(shù)字化儀控系統(tǒng)。

AP1000核電站的非能動(dòng)堆芯冷卻系統(tǒng)不依賴外部電源，采用非能動(dòng)余熱導(dǎo)出、非能動(dòng)安全注入以及非能動(dòng)安全殼冷卻?？梢员ＷC長(zhǎng)時(shí)間的安全停堆。還可以保證大于72h不用操作員干預(yù)。

EPR核電站采用4通道安全系統(tǒng)和雙層安全殼。引入了嚴(yán)重事故預(yù)防及緩解措施，如穩(wěn)壓器卸壓、堆芯撲集器和非能動(dòng)氫復(fù)合器。

經(jīng)濟(jì)性：第三代核電機(jī)組要有更好的經(jīng)濟(jì)性，具體表現(xiàn)在機(jī)組額定功率為l000~1500MWe，可利用因子>87％。換料周期18~24月，電站壽命60a，建設(shè)周期48~52月，電價(jià)要能與聯(lián)合循環(huán)的天然氣電廠相競(jìng)爭(zhēng)。因此，第三代核電機(jī)組在技術(shù)上更先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上更占優(yōu)勢(shì)。

——質(zhì)疑——

    據(jù)媒體報(bào)道，美國(guó)核監(jiān)管委員會(huì)（NRC）曾針對(duì)AP1000安全殼的設(shè)計(jì)提出質(zhì)疑，國(guó)家核能動(dòng)力學(xué)會(huì)經(jīng)濟(jì)專業(yè)委員會(huì)原主任溫鴻鈞也曾在論壇上公開表示，認(rèn)為AP1000的安全殼性能、抗震性、非能動(dòng)安全系統(tǒng)可靠性并沒有得到美國(guó)NRC、美英等核電專家的認(rèn)可。

    8月，溫鴻鈞又發(fā)表文章，列舉了多國(guó)近期的核電政策走向，并據(jù)此認(rèn)為AP1000因?yàn)榇嬖诩夹g(shù)風(fēng)險(xiǎn)及經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)，已從世界核電市場(chǎng)中“出局”，我國(guó)應(yīng)考慮其他第三代技術(shù)。

    面對(duì)質(zhì)疑，AP1000的支持者也站了出來。據(jù)中國(guó)能源報(bào)報(bào)道，負(fù)責(zé)中國(guó)AP1000項(xiàng)目的國(guó)家核電專家委員會(huì)辦公室主任陳章華7月6日在其新浪微博中表示，國(guó)家核電6日收到西屋公司關(guān)于AP1000設(shè)計(jì)認(rèn)證問題的口徑材料，NRC于2005年12月針對(duì)西屋公司提交的AP1000設(shè)計(jì)文件第15版頒發(fā)的設(shè)計(jì)證書目前依然有效。

    早前，國(guó)家核電技術(shù)公司董事長(zhǎng)王炳華曾在接受媒體訪問時(shí)表示：AP1000是在第二代技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，其反應(yīng)堆系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)過了工程實(shí)踐的考驗(yàn)。不同點(diǎn)主要在于安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

    這或許也是該機(jī)型一再因?yàn)榘踩珕栴}而受到質(zhì)疑的原因。據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，NRC對(duì)于AP1000的認(rèn)證進(jìn)程一再推遲，國(guó)內(nèi)專家的焦慮也部分來源于此。

    中國(guó)第三代核電技術(shù)前景漸明

    日本核事故對(duì)中國(guó)核電行業(yè)最重大的影響是技術(shù)選型落定。在核事故之前，中國(guó)核電路線可用“亂”來形容，目前國(guó)內(nèi)共存在二代、二代加及三代核電堆型，同時(shí)擁有美國(guó)、法國(guó)、加拿大、俄羅斯及自主研發(fā)共五國(guó)技術(shù)路線，技術(shù)力量投資非常分散，新建的核電機(jī)組中以我國(guó)自主研發(fā)的二代加堆型CPR1000為主。日本核事故發(fā)生之后，核安全受到了廣泛關(guān)注，AP1000的安全性遠(yuǎn)高于CPR1000，在未來核電的發(fā)展中，將正式取代CPR1000，成為主流堆型。

——三代技術(shù)缺乏實(shí)踐檢驗(yàn)是爭(zhēng)論焦點(diǎn)——

    與第四代核能技術(shù)相比，三代技術(shù)是“更接近的蛋糕”。此前，即便中國(guó)已經(jīng)選擇第三代核能技術(shù)作為我國(guó)核電發(fā)展的主流，有關(guān)二代還是三代技術(shù)的爭(zhēng)論卻似乎并未停止。

    福島核事故發(fā)生之后，在理論上擁有更好安全性的三代技術(shù)已經(jīng)占據(jù)上風(fēng)。包括美國(guó)西屋公司的AP1000技術(shù)及歐洲壓水堆（EPR）技術(shù)在內(nèi)，中國(guó)已經(jīng)展開相關(guān)工程實(shí)踐。

    9月22日，作為全球首個(gè)AP1000核電機(jī)組，浙江三門核電1號(hào)機(jī)組反應(yīng)堆壓力容器成功吊裝。此后，該機(jī)組全面進(jìn)入主系統(tǒng)安裝階段。在中國(guó)與美國(guó)西屋公司約定引進(jìn)的4座反應(yīng)堆中，三門1號(hào)機(jī)組是預(yù)計(jì)最早建成發(fā)電的一個(gè)。AP1000核電技術(shù)是美國(guó)西屋公司開發(fā)的一種第三代先進(jìn)核電技術(shù)，比二代核電技術(shù)具有更高的安全性。

業(yè)內(nèi)專家表示，對(duì)于三代技術(shù)而言，當(dāng)前最受爭(zhēng)議的內(nèi)容正集中于缺乏實(shí)踐檢驗(yàn)，由此，相關(guān)工程的展開則顯得更為重要。

——技術(shù)路線基本確定——

    10月，全國(guó)政協(xié)經(jīng)濟(jì)委員會(huì)副主任、國(guó)家能源局原局長(zhǎng)張國(guó)寶在接受媒體采訪時(shí)表示，技術(shù)路線的選擇是集體的決策。我國(guó)早已明確改進(jìn)型第二代核電技術(shù)是一種過渡，未來的發(fā)展道路是要引進(jìn)、并消化吸收第三代核電技術(shù)。

    目前，“核安全規(guī)劃”出臺(tái)后，中國(guó)核電究竟會(huì)走向何方，各種猜測(cè)均已涌現(xiàn)。不過，相比于未來全部上馬AP1000的較為激進(jìn)的說法，以AP1000及EPR為主的全面引進(jìn)路線似乎更加切實(shí)。

    10月23日，廣東臺(tái)山核電1號(hào)機(jī)組核島穹頂成功吊裝就位。該項(xiàng)目由中廣核集團(tuán)與法國(guó)電力公司按照70%和30%的比例共同出資建設(shè)，是世界上第三個(gè)在建的EPR項(xiàng)目。

    在安全設(shè)計(jì)上，EPR的特殊之處在于如果反應(yīng)堆堆芯發(fā)生熔毀，輻射物質(zhì)將被收集到一個(gè)巨大的爐灰箱內(nèi)，箱體可以承受1500℃的高溫，這樣可以防止輻射物質(zhì)泄漏至土壤或是空氣中。

    法國(guó)作為核電占比最高的國(guó)家，全境正在運(yùn)營(yíng)的反應(yīng)堆共有58個(gè)，其中至少有1/3已經(jīng)面臨“老齡化”問題。福島核事故后，法國(guó)仍然抓緊建設(shè)驗(yàn)證EPR，他們計(jì)劃今后逐步建造40臺(tái)EPR機(jī)組，而不再建二代機(jī)組。

——關(guān)鍵設(shè)備硬性國(guó)產(chǎn)化——

核電裝備國(guó)產(chǎn)化是我國(guó)能源安全策略的重要措施之一，是核電國(guó)產(chǎn)化的主體。從我國(guó)第一次引進(jìn)核電技術(shù)以來，核電所用的高端裝備對(duì)國(guó)外企業(yè)的依賴度比較高。引進(jìn)AP1000后，我國(guó)引進(jìn)策略中強(qiáng)調(diào)了關(guān)鍵設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化，提出了依托項(xiàng)目4臺(tái)機(jī)組按設(shè)備價(jià)值計(jì)算的國(guó)產(chǎn)化率分別為40%、50%、60%和80%，從第5臺(tái)機(jī)組開始基本實(shí)現(xiàn)全部國(guó)產(chǎn)化。

——101項(xiàng)核電標(biāo)準(zhǔn)將發(fā)布——

《壓水堆核電廠核安全有關(guān)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求》等101項(xiàng)能源行業(yè)核電標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)批、編校和印刷工作已經(jīng)在今年9月底完成，預(yù)計(jì)經(jīng)國(guó)家能源局批準(zhǔn)后發(fā)布實(shí)施。這標(biāo)志著我國(guó)壓水堆核電廠標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)工作已邁出實(shí)質(zhì)性步伐，為建立和完善我國(guó)核電標(biāo)準(zhǔn)體系奠定了基礎(chǔ)。

在這101項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中，《核電廠工程建設(shè)預(yù)算編制方法》等4項(xiàng)核電工程經(jīng)濟(jì)類標(biāo)準(zhǔn)填補(bǔ)了該領(lǐng)域的空白，《核電廠核島機(jī)械設(shè)備無損檢測(cè)》統(tǒng)一了不同的檢測(cè)方法和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，《壓水堆核電廠用不銹鋼》等30多項(xiàng)核島機(jī)械設(shè)備和材料系列標(biāo)準(zhǔn)對(duì)促進(jìn)核電設(shè)備和材料的國(guó)產(chǎn)化具有重要意義。

中廣核董事長(zhǎng)賀禹向媒體透露：“目前全國(guó)在建、在運(yùn)核電機(jī)組安全檢查、評(píng)估工作已經(jīng)告一段落，安全檢查報(bào)告正在形成之中；《核安全規(guī)劃》、《核電中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》兩個(gè)規(guī)劃正在推進(jìn)，有望年底前完成?！绷頁?jù)權(quán)威人士透露，到2020年，國(guó)內(nèi)核電裝機(jī)規(guī)模將不低于6000萬千瓦，這意味著在目前已運(yùn)行近1200萬千瓦裝機(jī)的基礎(chǔ)上增長(zhǎng)5倍以上。

相關(guān)閱讀

三代核電技術(shù)前景漸明

我國(guó)將發(fā)布101項(xiàng)核電標(biāo)準(zhǔn) 第三代核電技術(shù)漸成主流

核電將復(fù)蘇

AP1000時(shí)代 核電變局中成就新能源翹楚