核电技术的未来发展趋势

自从美国三里岛核电厂和苏联切尔诺贝利核电厂发生严重事故以来,世界核电工业界一直试图开发新一代核电机组,使其具有更好的安全性和经济性。美国核电界编制了“先进轻水堆的电力公司要求文件”[URD,URD是由美国电力研究所(EPR)组织编制的。参加URD编制工作的除美国的有关机构、公司和部门外,还有我国台湾TPC、韩国KEPCO、日本的原子能公司(JAPC)和关西(Kansai)电力公司、荷兰的GKN/KEMA、意大利ENEL、法国EDF、德国VDEW、西班牙ENDESA、英国NE和比利时动力集团(Tractebel)等公司],对核电的安全性和经济性提出了明确的目标；欧洲也着手编制“欧洲用户要求件”(EUR)。上述文件的基本原则已被普遍接受为新世纪新建核电厂应该遵循的原则,即第三代核能系统应该满足的基本条件。表6.3列出了第三代(URD)和第四代核能系统的目标和要求比较。

表6.3　第三代(URD)和第四代核能系统的目标和要求比较

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鉴于切尔诺贝利核电机组在设计上未达到“故障安全”(设备发生故障或偏离正常状态时核电装置仍处于安全状态)的要求而导致了灾难性后果,而三里岛发生的核事故则证明正确设置的安全系统在反应堆运行出现问题时仍然能够阻止放射性物质向环境释放。因此,核电界提高核电站安全性的努力都集中在严重事故预防和缓解事故后果的技术发展上,形成多重安全屏障、纵深防御的设计思想,在这一点上,各种第三代核电技术都是类似的。

而改善核电经济性可采取的措施一般是优化核电厂标准设计,简化系统和设备,增加安全设施并扩大容量,缩短建设周期,提高中子利用经济性及加深燃耗等。在实际的技术开发中已经形成了两条技术线路：一条是在降低燃料元件线功率密度的同时,增加安全系统的冗余度,使安全性提高；另一条是在降低线功率密度的同时,主要通过采用非能动安全技术增加核电厂的固有安全性功能简化系统设计。