向“三代”技術跨越，展現(xiàn)核電硬實力

林琪

全國“兩會”剛剛結束，時隔三年，“發(fā)展核電”重回政府工作報告，并首次以“積極”的字眼來形容核電工作部署，提出要“在確保安全的前提下積極有序發(fā)展核電”。

如今，我國在核能行業(yè)全方位發(fā)力，步履堅實，為中國經(jīng)濟建設注入核動力。隨著“華龍一號”全球首堆福清核電站5號機組于1月30日正式投入商業(yè)運行，標志著我國在運核電機組數(shù)量達到49臺，位居世界第三位。根據(jù)中國核能行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2020年我國在運核電機組累計發(fā)電量3662.43億千瓦時，占全國累計發(fā)電量的4.94%，超過法國的3350億千瓦時，首次達到世界第二位。

漂亮的數(shù)據(jù)背后是我國核電的硬實力。當前，我國具備了核電自主創(chuàng)新和自主設計能力，實現(xiàn)了核電技術由“二代”向“三代” 的跨越，形成了每年8～10臺（套）核電主設備的國產(chǎn)化制造產(chǎn)能，具有同時建造30多臺核電機組的工程施工能力。

實現(xiàn)“二代”向“三代”核電技術跨越

核安全是核電發(fā)展的生命線，從被稱為原型堆的第一代核電，發(fā)展到具有系統(tǒng)安全設計標準并實現(xiàn)了商業(yè)化、批量化的第二代或“二代+”核電，再到采用更高安全標準的第三代核電，追求“核安全”的目標始終貫穿著核電技術的迭代更新與進步。目前，中國自主研發(fā)并實現(xiàn)商業(yè)部署的三代核電技術包括“國和一號”“華龍一號”等。

“國和一號”是我國具有自主知識產(chǎn)權的大型先進壓水堆核電技術，是在國家科技重大專項的支持下，通過自主創(chuàng)新，進一步提升電廠容量、優(yōu)化總體參數(shù)、平衡電廠設計、重新設計關鍵設備，安全性、經(jīng)濟性均優(yōu)的非能動壓水堆核電技術。“國和一號”采用兩環(huán)路核蒸汽供應系統(tǒng)設計，目前其示范工程2臺機組均已在山東榮成開工建設。

“華龍一號”核電技術是在我國核電30年的設計、建造和運行經(jīng)驗基礎上，充分吸取福島核事故的經(jīng)驗反饋，借鑒國際三代核電技術先進理念，研發(fā)出的滿足我國和全球最新安全要求的具有自主知識產(chǎn)權的三代壓水堆核電技術，采用三環(huán)路核蒸汽供應系統(tǒng)設計，形成了以177堆芯、能動加非能動安全設計特征、創(chuàng)新的核島與安全殼設計、核心設備實現(xiàn)自主化、自主化燃料組件、創(chuàng)新的工程總承包項目管理體系、打造數(shù)字華龍、創(chuàng)新的施工安裝技術、自主核電設計分析軟件包、構建完整自主的核電標準體系十大創(chuàng)新成果。與二代改進型機組傳統(tǒng)的157堆芯相比，177堆芯不僅可以將核電機組的發(fā)電功率提升5%—10%，同時又降低了燃料的線功率密度，提高了安全性?！叭A龍一號”獨創(chuàng)性地采用能動加非能動安全設計理念，既保留了能動系統(tǒng)成熟、高效的特點，又充分利用非能動系統(tǒng)基于自然循環(huán)、重力以及無需電源的固有特性，提高了安全措施的先進性與可靠性。創(chuàng)新的核島與安全殼設計使得“華龍一號”核島全面提升抗震能力，反應堆廠房采用雙層安全殼設計，核島關鍵廠房可以抵御大飛機撞擊。

“華龍一號”投入商業(yè)運行，標志著我國在三代核電技術領域已躋身世界前列，成為繼美國、法國、俄羅斯等國家之后真正掌握自主三代核電技術的國家，形成了完整的研發(fā)設計、設備材料制造、工程建設、運營維護、燃料保障等全產(chǎn)業(yè)鏈體系。

三代技術全面開展助力綠色發(fā)展

我國核電能在短期內(nèi)實現(xiàn)二代到三代的跨越，主要得益于堅持筑牢核電安全發(fā)展的生命線，始終堅持創(chuàng)新發(fā)展，適應建立現(xiàn)代能源體系的發(fā)展要求，堅持以我為主、積極開展國際合作，保持核電發(fā)展戰(zhàn)略定力，促進我國能源安全綠色發(fā)展。與二代核電相比，第三代核電對核電安全性、經(jīng)濟性的要求更高，發(fā)生嚴重事故的概率進一步降低，機組的設計壽命進一步延長。在核廢料方面，要求進一步減少核廢料的產(chǎn)生量，尋找更佳的核廢料處理方案，減少對人員和環(huán)境的劑量影響。在經(jīng)濟性方面，要求進一步降低單位千瓦造價和縮短建設周期，提高機組熱效率和可利用率。

除“華龍一號”“國和一號”外，“十三五”期間，我國三代核電技術可謂全面開花，AP1000技術引進消化吸收基本完成，其依托項目AP1000首堆——三門核電一號機組于2018年中旬并網(wǎng)發(fā)電，不久后同樣采用AP1000堆型的海陽核電1號機組也于當年并網(wǎng)成功，并于首個燃料循環(huán)取得優(yōu)秀運行業(yè)績。AP1000示范機組的并網(wǎng)，拉開了我國三代核電進入商業(yè)化運營的大幕。此后，AP1000自主化依托項目三門核電2號機組，海陽核電2號機組，以及EPR全球首堆臺山核電1號機組、臺山核電2號機組，滿足三代核電標準的陽江核電5、6號機組，均于2018至2019年實現(xiàn)投運。

從2020年運行數(shù)據(jù)看，已投產(chǎn)的三代核電機組運行情況良好， 三門、海陽、臺山六臺機組共發(fā)電610.82億千瓦時。除臺山一號機組進行首次大修外，其他5臺機組利用小時數(shù)均在7000小時以上。

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全球核電裝機容量2020年保持穩(wěn)定

根據(jù)世界核協(xié)會（WNA）公布的數(shù)據(jù)，截至2021年1月1日，全球有32個國家在使用核能發(fā)電，共有441臺在運核電機組，總裝機容量約392.4 GWe。相對于2020年1月1日，核電使用國增加了2個，機組數(shù)量減少了1臺，總裝機容量基本保持穩(wěn)定。

正式開工建設

2020年全球共有5臺核電機組正式開工建設，其中4臺位于中國，1臺位于土耳其。

土耳其阿庫尤核電廠2號機組4月8日正式開工建設;

中國漳州核電廠2號機組9月4日正式開工建設;

中國太平嶺核電廠2號機組10月15日正式開工建設;

中國霞浦核電廠2號機組12月27日正式開工建設;

中國三澳核電廠1號機組12月31日正式開工建設;

根據(jù)世界核協(xié)會公布的數(shù)據(jù)，截至2021年1月1日，全球共有54臺在建機組，總裝機容量60.3GWe。

首次并網(wǎng)發(fā)電

2020年全球共有5臺壓水堆核電機組實現(xiàn)首次并網(wǎng)發(fā)電，2臺位于中國，1臺位于阿聯(lián)酋，1臺位于白俄羅斯，1臺位于俄羅斯。值得注意的是，阿聯(lián)酋和白俄羅斯均實現(xiàn)了首臺機組并網(wǎng)發(fā)電，核電使用國因此增加到32個。

中國田灣核電廠5號機組8月8日實現(xiàn)首次并網(wǎng)發(fā)電;

阿聯(lián)酋巴拉卡核電廠1號機組8月19日實現(xiàn)首次并網(wǎng)發(fā)電;

俄羅斯列寧格勒二期核電廠2號機組10月22日實現(xiàn)首次并網(wǎng)發(fā)電;

白俄羅斯奧斯特羅韋茨核電廠1號機組11月3日實現(xiàn)首次并網(wǎng)發(fā)電;

中國福清核電廠5號機組11月27日實現(xiàn)首次并網(wǎng)發(fā)電。