不断升级和多样化,是目前全球核电技术的进行时,如何预判现有堆型近期和未来的前景,运行情况和市场选择是关键。
中核集团总工程师雷增光日前在“2015世界核能聚焦”研讨会上表示,从世界核电技术近期发展趋势看,压水堆依然是主力堆型。“国际核电市场在未来想当长的时间将保持增长,发展中国家将成为核电发展的主力,大型和超大型压水堆是核电新建及以及更新换代的主要机型选择。”
市场选择保证份额
相关数据显示,截至2014年7月,全球在运核电机组435台,在建72台。正在保持着1989年以来的最大规模。而所有在运机组中,压水堆约占62.1%,沸水堆约占19.3%,重水堆约占10.8%。
“压水堆具备结构紧凑和经济效益好的优势,研发和改进的投入远高于其他堆型,同时具备丰富的制造和运行经验以及相应的完整的工业体系。可以预计,在出现革命性的新堆型之前,压水堆依然是很多国家开发核电的首要选择。”雷增光称。
国际原子能机构2014年8月对世界核电未来发展的预期认为,到2030年核电低则会保持8%的增长率,装机规模会达到401GW,高则达到700GW,增长率可达88%。目前,世界核电复兴的力量主要在中国、印度、俄罗斯等新兴经济体,中国无疑是核电装机容量增长最快、增幅也最大的国家。而且,罗马尼亚、南非、阿根廷、波兰、土耳其、越南和阿联酋等国正努力成为世界核电界的新成员。
就压水堆未来5-10年的预期,雷增光表示,三代用户要求文件仍是先进压水堆设计需要全面参考的依据。福岛事故暴露了某些局部薄弱环节,需要关注事故后对新建核电厂的安全要求。“‘实际消除大规模放射性释放’的概念将对技术发展产生重要影响。”
信息显示,包括中国在内的世界核电界在福岛事故后均采取了一系列评估测试和改进措施,满足三代标准的技术正成为主角。
业内人士向记者表示,核电技术的升级换代是一个渐进过程,代际之间并无截然界限,各种堆型也不存在对立关系,技术上你中有我,我中有你,目前的发展主要取决于不同的市场需求。“三代压水堆正是登台唱戏的时候。”
技术升级方向明确
雷增光介绍,福岛事故反映出现有核电厂在某些安全薄弱环节仍需加强,如外部事件防护、安全功能的可靠性、应急响应等方面。“各国提出的改进建议包括:考虑水淹威胁、提高电源和最终热阱的可靠性、加强乏燃料池的监测和冷却、确保完善的预案和充足的资源应对多机组严重事故、保证应急设施的可居留性和可用性、加强事故后的环境监测。”
据了解,目前《美国用户要求文件》(URD)和欧洲用户要求文件(EUR)已得到国际核工业界的普遍认可,也经过三代核电技术研发和建设的实践检验,对于核电厂的经济性、运行性能、可维护性等都有较明确的要求。我国2012年发布的《核安全与放射性污染防治“十二五”规划及2020年远景目标》提出,“‘十三五’及以后新建核电机组力争实现从设计上实际消除大量放射性物质释放的可能性”。
此外,IAEA发布了《核动力厂安全:设计》(SSR-1/2)、西欧核安全监管协会发布了《新建核电厂设计安全规定》、我国目前正在讨论《“十二五”期间新建核电厂安全要求》。分析认为,这些举措旨在提高核电厂的安全要求,主要表现在要提高纵深防御独立性、增强包括多重失效在内的超设计基准事故应对能力、实际消除大量放射性释放从而减缓场外应急要求、增强外部和内部事件防护能力等方面。
“‘实际消除大规模放射性释放’是福岛事故后核安全要求发展的重要趋势,也重新得到核工业界的重新认识。”雷增光指出,“有观点认为,目前阶段下,满足以下条件即可认为满足该要求:具备现阶段可以考虑到的完善的严重事故预防和缓解措施,且大量放射性释放频率小于10-7/堆年。”
信息显示,目前除秦山三期采用CANDU重水堆外,我国在运和在建机组均为压水堆,包括法国M310,俄罗斯VVER-1000、法国EPR、美国AP1000;自主设计、建造和运行的CNP300、CNP600及CNP1000,尚未开工建设并进入工程实验的自主三代技术ACP1000、ACPR1000+、CAP1400,以及在ACP1000和ACPR1000+基础上联合研发的“华龙一号”。
就未来核电安全性提高的总体思路和方向,雷增光表示,包括实际消除大量放射性释放、保证四道屏障的完整性(特别是安全壳)、保证五层纵深防御系统的有效性、采用先进的堆型设计、提高安全措施的可靠性、放射性废物最小化、采用先进的智能仪控系统、延长操作员不干预时间和厂外支持时间。
“三代压水堆核电的批量化建设正在中国等国家方兴未已。”一位业内专家表示,“超临界水堆、超高温气冷堆、钍基熔盐堆、钠冷快堆、气冷快堆等四代核电技术追赶势头也很快,更高经济性和安全性、更高燃料利用率、废物最小化和防核扩散等优势更加明显。国际上普遍预期,在2030-2040年前后有可能具备商业化应用条件。”