我国核电的历史和现状

我国的核工业起步于1955年,1964年10月16日成功爆炸了第一颗原子弹,而后相继研制了氢弹和核潜艇。1955—1978年,我国的核工业以军事应用为主。1978年之后,我国核工业的重点转向和平利用。我国自20世纪70年代开始筹建核电厂,到2007年,我国大陆已建6个核电厂的11台核电机组,设计总装机容量870万kW。我国现已建成独立完整的核科技工业体系,成为世界上为数不多的几个拥有完整核科技工业体系的国家之一。我国大陆已建核电机组主要有以下8个。

1.秦山核电厂

秦山核电厂是我国自行设计建造的第一个实验型反应堆核电厂,1985年开工建设,1991年并网发电。反应堆为双回路轻水压水堆,功率为300MW,主要是为积累核电经验。实际上,建设核电厂的任务早在1970年就已列入党中央和国家领导人的重要议事日程。1970年2月8日,时任国务院总理的周恩来在听取上海市缺电情况汇报后说：“从长远看,要解决上海和华东用电问题,要靠核电。二机部不能光是爆炸部,要搞原子能发电。”因此,秦山核电工程最初命名为“728”工程。不过,受当时社会政治环境的影响,核电发展的初期走了很多弯路,在核反应堆堆型的选择上主观反对国外建设核电厂普遍采用的压水堆技术,而盲目选用了“熔盐增殖堆”(该堆型目前国际上仍在研究开发之中,尚未实现规模化应用,是第四代核能系统的概念设计堆型之一)。在当时的技术条件下,开发该种堆型是不可行的。为此,一批专家提议改变设计堆型,1974年3月31日,在周恩来总理主持的中央专门会议上批准采用压水堆技术,研制、建设300MW试验性原型反应堆,我国压水堆核电厂的研究、设计进入正常轨道。但到了1979年3月28日,美国三里岛核电厂2号机组发生了由于一系列人为误操作引起的堆芯失水熔化的重大事故,带有放射性的气体从电站通风系统中外逸。尽管事故未对周围环境和居民健康造成危害,但在美国国内引起了较大的核电恐慌,也对我国的核电计划造成了巨大的压力,核电的科研设计工作再次陷入停顿。1981年10月31日,国务院正式批准建设我国大陆第一座300MW压水堆核电厂,1982年4月正式确定浙江省海盐县秦山为核电厂厂址,1982年12月30日,我国政府向全世界郑重宣布了建设秦山核电厂的决定。

1985年3月20日,秦山核电一期工程正式开工建设,1991年8月8日全部燃料组件装填完毕,1991年10月31日反应堆首次临界,1991年12月15日发电并网成功。秦山核电厂是我国第一座自行设计、建造的核电厂,实现了我国大陆核电事业“零”的突破,是我国核电发展史上的一个重要里程碑。

秦山核电一期工程实际建成总投资17.75亿元,比投资为5916元/kW,约合713美元/kW。项目建成投运以来,运行业绩良好,为我国核电事业积累了宝贵的经验,培养了大批国家急需的核电人才。目前,该种堆型已出口巴基斯坦,其中第一台300MW核电机组已于2000年9月投入商业运行,第二台机组于2006年1月开工建设。

2.大亚湾核电厂

广东大亚湾核电厂位于广东省深圳市东部大鹏半岛大亚湾畔,是我国大陆第一座从国外引进的百万千瓦级大型商用核电厂,堆型为轻水压水堆,有两台额定出力为900MW的核电机组。该电站通过500k V和400k V两种电压等级的输电线路为广东电网和香港电网提供电力。建设和营运单位为广东核电合营有限公司,该公司由广东核电投资有限公司(在广东省注册)和香港核电投资有限公司(在香港注册)分别占有75%和25%的股份。大亚湾核电厂是全套引进的,比投资为2000美元/kW。该电站于1994年投入商业运行,运行业绩和安全记录良好。

3.秦山二期核电厂

秦山二期核电厂是我国首座自主设计、自主建造、自主管理、自主运营的2×650MW商用压水堆核电厂,由中国核工业集团公司控股。反应堆堆型为轻水压水堆(pressure water reactor,PWR),是国家批准的“九五”开工建设的第一座核电工程。1996年6月2日,秦山核电二期主体工程正式开工,两台机组分别于2002年4月15日、2004年5月3日投入商业运行,使我国实现了由自主建设小型原型堆核电厂到自主建设大型商用核电厂的重大跨越,为我国自主设计、建设百万千瓦级核电厂奠定了坚实的基础,并对促进我国核电国产化发展发挥了重要作用。

秦山二期核电厂全面贯彻了国家制定的“以我为主、中外合作”的方针,并通过自主设计、建设,掌握了核电的核心技术,创立了我国第一个具有自主知识产权的商用核电品牌——CNP650,实现了国家建设秦山二期核电厂的目标。核电厂采用当今世界上技术成熟、安全可靠的压水堆堆型,设计与建设均采用国际标准。根据20世纪90年代国际先进压水堆核电厂的要求,在堆芯设计、安全系统设计等核电厂安全性、可靠性和经济性方面取得了多项创新性成果。通过优化设备设计和系统参数,有效提高了核电机组的出力,最大出力可达689MW,平均出力为670MW,高于600MW的设计值。秦山二期核电厂的设备国产化率达到了55%,通过该项目的建设,提升了我国核电设备制造的能力。其中,在55项关键设备中,有47项基本实现了国产化。秦山二期核电厂比投资为1330美元/kW,是国内已经建成的商用核电厂中最低的。

4.岭澳核电厂一期

岭澳核电厂一期工程设计装机容量为2×984MW,堆型为轻水压水堆,由广东核电集团公司建设和营运,法国法马通公司总包,相当于是大亚湾核电厂的翻版。主体工程于1997年5月15日正式开工,2003年1月建成投入商业运行。

该工程的设备提供情况为：法国法马通公司为工程总承包,国内已从法马通公司和GEC阿尔斯通公司手中分包了部分技术含量较高的设备在国内生产,如蒸汽发生器、稳压器等关键设备已由东方锅炉厂和法国夏龙厂合作生产。汽轮机和发电机的静子部分分包给东方汽轮机厂和电机厂生产,转子部分由法国提供。法国德拉斯公司选择了杭州锅炉厂和哈尔滨锅炉厂为常规岛辅机部分的分包商。为了验证杭州锅炉厂制造低压加热器和凝汽器的能力和水平,业主要求外方为杭州锅炉厂提供一批火电站辅机订货合同,以便在为岭澳核电厂辅机设备制造之前,验证一下杭州锅炉厂的工艺水平。德拉斯公司同意将其出口菲律宾火电站的低压加热器和出口泰国的凝汽器交给杭州锅炉厂生产。

岭澳核电厂一期以大亚湾核电厂为参考,结合经验反馈、新技术应用和核安全发展的要求,实施了52项技术改进,全面提高了核电厂整体安全水平和机组运行的可靠性、经济性,实现了部分设计自主化和部分设备制造国产化,整体国产化率达到30%,因此降低投资,电厂建设比投资约为1700美元/kW。(www.xing528.com)

5.秦山三期核电厂

容量为2×720MW,堆型为坎杜型(CANDU)重水压水堆,由加拿大原子能源有限公司(Atomic Energy of Canada Limited,AECL),投资、设计、建设并运营,运行20年后产权和管理权归中国。主体工程于1998年开工建设,2003年7月全面建成投产。该电站核电设备主要由加拿大进口,国内分包和合作的份额较小,电站建设比投资约为1790美元/kW。

6.田湾核电厂

田湾核电厂位于江苏省连云港市连云区田湾,一期工程建设2×1060MW的俄罗斯AES-91型压水堆核电机组,设计寿命40年,年平均负荷因子不低于80%,年发电量达140亿kW·h,由中国核工业集团公司控股建设。

田湾核电厂采用的俄AES-91型核电机组是在总结WWER-1000/V320机组的设计、建造和运行经验基础上,按照国际现行核安全和辐射安全标准要求,并采用一些成熟的先进技术而完成的改进型设计,在安全标准和设计性能上具有起点高、技术先进的特点。田湾核电厂的安全设计优于当前世界上正在运行的绝大部分压水堆核电厂,其安全设计在某些方面已接近或达到国际上第三代核电厂水平。电站采取“中俄合作,以我为主” 的建设方式,俄方负责核电厂总的技术责任和核岛、常规岛设计及成套设备供应与核电厂调试,中方负责工程建设管理、土建施工、围墙内部分设备的第三国采购、电站辅助工程和外围配套工程的设计、设备采购及核电厂大部分安装工程。

田湾核电厂于1999年10月20日正式开工。2006年5月,l号机组并网成功,2007年5月,2号机组并网发电,电站建设比投资为1511美元/kW。

7.清华大学10MW(热功率)高温气冷堆

清华大学10MW(热功率)高温气冷堆是国家863计划重大科技项目,由清华大学核能技术设计研究院设计和建造。该项目于1992年经国务院批准立项,1995年6月动工兴建,2000年12月建成并实现临界,2003年1月顺利实现10MW热功率满负荷运行。该反应堆是我国自行研究开发、自主设计、自主制造、自主建设、自主运行的世界上第一座具有非能动安全特性的模块式球床高温气冷实验堆。该反应堆的建造表明我国在高温气冷堆技术领域已达到世界先进水平。

我国在2006年2月发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》中,将大型先进压水堆及高温气冷堆核电厂确定为16个重大科技专项之一。高温气冷堆具有安全性好、温度高、用途广等特点,是具有第四代核能利用系统主要技术特征的先进核能技术,也是目前国际上发展第四代核能系统的优选堆型之一。高温气冷堆技术的开发,对于提升我国的自主创新能力、优化能源结构、实现经济与社会可持续发展具有重要意义。

8.中国试验快堆

中国试验快堆(热功率为65MW,电功率为20MW)也是国家“863”计划重大科技项目,于2000年5月开工建设,2002年8月完成了核岛厂房封顶,2009年建成、临界,2010年运行发电。

目前,我国建成的商用核电机组有4台,它们分别是：秦山二期核电厂扩建的两台同类型的机组,于2006年4月开工建设,2011年投入运行。岭澳核电厂二期项目规划建设的2台百万千瓦级压水堆核电机组,于2005年12月工建设,2010年建成并投入商业运行。这些已经建成的商业机组都属于国际上第二代核能系统的技术水平。