全球首座最先进三代核电站将在我国建成

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　“我希望夏总能在我的家乡建一座AP1000核电站。”听了美国核电专家汉斯的这句幽默的话，国核工程公司总经理夏志定淡淡地笑了笑，但他知道这并不是一句玩笑。

　　担任我国第三代核电自主化依托项目联合项目管理机构(JPMO)总经理的汉斯先生，来自美国著名的西屋公司，是位资深的核电专家。这位从事了35年核电设计、工程建设的工程师一直期盼在自己的家乡建一座世界最先进的核电站，遗憾的是，自三哩岛核事故之后，美国的核电发展一蹶不振，时间延续长达20年。如今,他的工作是来中国参与建设世界上第一座用最先进的AP1000技术建造的核电站。

　　AP1000是美国西屋公司在美国核电进入发展停滞的“冰河时代”，一直坚持研究的成果。

　　2006年底，我国与美国签署AP1000的合作及技术转让合作备忘录；2007年,国家核电技术公司正式挂牌成立，其使命是通过对AP1000技术引进、消化、吸收，以及再创新，最终形成中国自主品牌的三代核电技术。2008年2月26日和7月29日，浙江三门、山东海阳两个自主化依托项目核岛负挖工程相继提前动工。

　　AP1000的技术引进，是我国自上世纪80年代引进30万、60万千瓦火电机组技术以来，再次由国家层面组织的大规模技术引进工作。

　　联合项目管理机构(JPMO)是由美国西屋公司和国家核电技术公司、项目业主的中方人员共同组成的。JPMO代表国家核电技术公司承担AP1000的项目工程建设管理。

　　“世界都在关注中国，中国将成为AP1000的领导者。”汉斯先生总是把这句话与罗格赞扬中国的奥运会“无与伦比”同时说出来。

　　目前，中国与西屋公司的合作正紧锣密鼓地开展，来自上海核工程设计研究院、国核工程公司等单位的几十名年轻人正在美国西屋公司，与美国专家在一起“无缝隙”工作，逐步把AP1000这个巧妙的核电站理论构思，变成一个个数据和一张张工程图纸。参与此项合作的中方技术队伍很庞大，前后将有300人次在西屋公司分别工作3年。

　　与此同时，浙江三门、山东海阳的沿海半岛上，几十米深的工程负挖已经显示出核电站巨大的规模。与波涛声相伴的，是紧张施工的机器轰响声。2008年8月22日,三门核电站1号机组核岛负挖已经通过国家核安全局的专家验收，计划于2009年3月浇灌第一罐混凝土。

　　“这里不仅将在2013年建成世界上第一台AP1000，而且将成为世界第三代核电基地。”中核集团三门核电有限公司总经理顾军，曾是我国自主设计建造的第一个核电项目秦山核电主控室高级操纵员。

　　从秦山到三门，顾军度过了20多年的核电事业生涯。这正是我国从二代核电到世界上最先进的三代核电的建设历程。

　　1970年，周恩来总理在听取上海市缺电情况汇报时高瞻远瞩指示：“从长远看，华东地区缺煤少油，要解决华东地区用电问题，需要搞核电。”

　　1985年我国自主设计建设的第一座核电站开工，1991年12月15日秦山核电站建成。之后，大亚湾、秦山二期、岭澳、秦山三期、田湾6座核电站11台机组相继建成。

　　尽管如此，中国核电在中国电力总体结构所占的比例微乎其微，与中国经济高速发展的巨大需求不成比例，与世界许多国家核电占整体能源的比例也有相当差距。

　　美国103个核电机组，占其总发电量的19%；FaGuo59台机组，占其总电量的80%；日本核电发电量占总电量的1／3，韩国占28%——全球核电发电量占所有发电量的17%，而我国这一数字只是1.2%。

　　“我国核电起步与FaGuo同期，比日、韩等国早，但我国核电发展规模、掌握技术深度与国际水平相比，存在很大差距。”曾任国务院核电领导小组成员的核电专家汤紫德的这一总结基于一个完整的世界核电分布对比。

　　中国的核电究竟应该如何发展？中国核电在国民经济发展中究竟应该处于什么样的位置？

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　AP1000是第三代核电技术中的一种，采用的是一种“非能动型安全技术”。这一技术被公认为目前最安全、最先进的核电技术。

　　核电站的开发建设始于上世纪50年代，1954年，苏联建成电功率为5000千瓦的实验性核电站；1957年，美国建成电功率为9万千瓦的希平港原型核电站。国际上把上述实验性和原型核电机组称为第一代核电机组。

　　上世纪70年代因石油涨价引发的能源危机促进了核电的发展，目前世界上商业运行的400多座核电机组大部分是在这段时期建成的，称为第二代核电机组。

　　正当核电在为人类提供了大量清洁能源的发展时期，1979年和1986年分别发生在美国三哩岛和前苏联切尔诺贝利核电站事故的负面影响，使人们对核电安全性的顾虑加大，许多国家停止了核电建设。不过，中国、FaGuo、日本、韩国等国家发展核电的方针没有改变，认为核电站的安全性是可以提高的。在美国，虽然撤销了不少拟建的核电项目，但没有放弃发展核电事业的技术研发。AP1000的设计思路由此产生。

　　第二代核电站是上一世纪七八十年代根据老的安全法规设计的，不把严重事故作为设计基准，仅考虑有限的防范和缓解。第三代核电站吸取了第二代的运行经验和成熟技术，把预防和缓解严重事故作为设计基准，并考虑安全壳对严重事故的负载。

　　二代核电站的安全系统是采用叠加的方法，也就是出现问题，就采用一套系统来切断事故的传递。如果这第一套安全系统失效还有第二套，目前运行和在建的核电站，安全系统最多的有4套，而这些安全系统都是需要外界动力源驱动的。目前运行的核电站多采用柴油发电机作为动力保障，一个核电机组最多备有6台柴油发电机。

　　“非能动安全系统”是AP1000最大的特色和先进性所在。其安全系统是利用物质的重力、惯性，流体的自然对流、扩散、蒸发、冷凝等物理原理，不需要泵、交流电源、应急柴油机等需要外界动力驱动的系统，加上相应的通风、冷却水等支持系统，在紧急情况下冷却反应堆厂房并且带走反应堆产生的余热。

　　假设AP1000核电站的反应堆发生泄漏，这时管道内压力减少，堆芯上方的一个水箱内的冷水就因下面压力减少，在重力作用下自然向下补充水，冷水经过管道循环可以迅速把反应堆产生的热量带走。整个安全系统有这样的五个水箱，它们依靠重力、惯性、对流、扩散这些物理原理，在无需外界动力、无需操作员干预的情况下自然冷却整个反应堆。因为整个反应堆外面还有一层安全壳，也足以阻止外泄，不需要厂外应急计划。

　　“如果出现问题，72小时不需要人为干预。”中国科学院院士欧阳予认为AP1000在出现事故时人机接口简化，人为错误的可能性也相应降低。而三哩岛和切尔诺贝利发生事故就恰恰因为人为误操作造成的。

　　从数字也可以看出AP1000的安全性。以其安全目标为例，其堆芯损坏频率，从目前第二代或第二代＋的1×10-4~5×10-5／堆·年，降低到5.09×10-7／堆·年,而放射性对环境的释放频率则从现有核电厂1.9×10-6降低到5.94×10-8／堆·年。可见AP1000安全目标比现有核电厂领先约2个数量级(约100倍之差)

　　由于AP1000所采用的“非能动”安全系统的技术路线，既简化了系统、减少了应急安全电源等设备和部件，阀门减少50%，水泵减少35%，管道减少80%，抗震建构筑减少45%，电缆减少70%，厂房建筑和设备配置也都大幅减少，整个电站成本降低。另外，AP1000采用模块化设计和模块化建造技术，可有效控制、缩短建造工期，36月即可建成。第三，AP1000的核燃料采用简化设计和长周期换料(18~24个月)技术，有利于减少运行维护工作量，降低运行成本。

　　核电建设安全第一，正是由于AP1000的非能动安全系统赢得了核电专家的认可：“一个巧妙的构思，把核电站日趋复杂的安全保障归于简单。”

　　值得一提的是，AP1000虽然目前还正由思路变为现实，但专家都认为其具备成熟性。国家核安全局专家委员会委员林诚格在谈到核电技术时讲过：“判断一个技术是否成熟，不是看其有无相同设备，而是要看其主要设备是否成熟。”AP1000正是这样一种技术，核岛主要设备，除了大型屏蔽电机外，均有工程实践基础。而大型屏蔽电机也已经创造了在军方和石化行业服役40年免维修的佳绩。

　　2004年9月经美国核管理委员会批准，并给西屋公司颁发了最终设计批准书，肯定了它的成熟性。