中國核電自主品牌CAP1400能「克服類似日本福島事故」

2020-12-11 網易財經

中國重啟核電的政策信號已然明朗,作為未來主導機型的AP/CAP系列機型也被推至臺前,備受關注。

“CAP1000是自主設計的AP1000,也就是裡面所有的技術、將來實施過程中碰到的問題,都能夠自己解決。」上海核工程研究設計院院長、國家重大科技專項《大型先進壓水堆核電站》總設計師鄭明光近日在接受早報記者專訪時如是表示。

如今,中國大陸在建核電機組28臺,其中二代21臺、三代6臺、四代原型堆1臺。根據中國政府公布的《核電中長期發展規劃》,中國後續核電項目將主要採用三代核電AP1000及其自主再創新技術。目前,有超過10臺採用AP1000/CAP1000和CAP1400的機組正在接受政府評估並即將獲批。

作為國務院批准的國家科技發展規劃16個科技重大專項之一,CAP1400開發從2007年開始策劃到概念設計完成、初步設計完成、施工設計大部分完成,已經經歷了七年,整個型號開發預期花費九年時間。

據鄭明光介紹,CAP1400的施工設計進度已滿足示範工程今年開工要求。截至4月15日,施工設計完成百分比約為64%。

CAP1400是壓水堆重大專項示範工程的代號,是在美國西屋公司AP1000技術的引進、消化、吸收基礎上的再創新。「C」為「中國」英文單詞的首個字母,「A」、「P」分別是「先進」和「非能動」英文單詞的首個字母,CAP1400含義為中國裝機容量為140萬千瓦的先進非能動核電技術。

按計劃,作為國家重大專項,CAP1400將有望在今年8月澆注第一罐混凝土,並將一步步地從圖紙變為現實。

經過七年的培育,AP/CAP三代核電設備合格供應商體系已基本形成,完全能夠支撐AP/CAP核電批量化發展。未來,中國將是AP/CAP核電技術的最大市場,也是該系列型號技術創新發展的重要基地。目前,英國、南非等越來越多的國家對AP1000或CAP1400表現出濃厚興趣和合作意願。

提升核電製造業能力

「AP1000也好,CAP1400也好,整個機組發展應該符合或者能夠滿足當前社會發展的安全需求,能夠更好地滿足當前安全和公眾發展的要求。」

東方早報:AP1000和CAP1400給中國核工業具體帶來了哪些改變?

鄭明光:事實上,這要從整個中國核工業歷史開始說。我們的核工業一開始就立足自力更生,原因主要是當時的國際環境對中國還是比較封鎖的。所以從1955年1月15日,中國決定要搞原子能,據說當時還是由毛主席定的,當天下午3點鐘在中南海最終確定了這樣一個戰略方案。原子能開始發展時,主要還是圍繞增強我們的國防能力,包括造原子彈、氫彈、核艦艇,後來改變成要發展、和平利用核能的戰略目標。

從軍用核技術轉變為民用核技術,特別是核電站,實際上還有很多的基礎設施和能力上的提升與改變。我們一開始設計建造核電站的時候,考慮的都比較小,功率等級到底是10萬千瓦、20萬千瓦還是30萬千瓦?最後確定為30萬千瓦,因為當時整個電網的機組功率只有12萬5千千瓦。改革開放之後,中國發展迅速,而國際上的整個核電技術也發生了很大的變化。加上全球幾次核電事故以後,對核電的認識也在不斷深化。

對於中國來說,我們整體上是二代加技術,跟世界上的整個核電技術發展相比還有一定差距。如果我們自主發展也能發展,但是時間相對較長,所以黨中央國務院決定引進三代技術,應該講對提高國內核電安全發展水平是有幫助的。特別是在三代技術引進過程中,不僅僅是引進核電如AP1000,而且還引進了AP1000相關的設計技術、設備製造技術、試驗技術,特別是試驗研究的基本理論等等。

這些技術的變化,對於整個核工業體系、核電製造業能力的提升,都有非常大的促進作用。所以,通過AP1000的引進,對於我們根據黨中央的要求,在較高安全水平和先進技術前提下安全高效地發展核電,應該講還是有比較大的幫助。所以AP1000也好,CAP1400也好,整個機組發展應該符合或者能夠滿足當前社會發展的安全需求,能夠更好地滿足當前安全和公眾發展的要求。

推動設備、材料國產化

「關於CAP1000的設計有幾個說法,國產化的AP1000、本土化的AP1000、適應中國條件和標準的AP1000等等。但總體一句,CAP1000是自主設計的AP1000,也就是裡面所有的技術、將來實施過程中碰到的問題,都能夠自己解決。整個國家重大專項發展平臺,通過CAP1400的研發,以及我們對CAP1000整個型號開發或者是整個AP1000國產化,為將來工程問題的解決提供了非常好的基礎和技術儲備。」

東方早報:CAP1000是大型先進壓水堆重大專項的重要組成部分,也是中國核電「三步走」戰略承上啟下的關鍵環節。那麼它對滿足政府「探索核電建設新模式」有怎樣的幫助,特別是標準化設計這部分?

鄭明光:引進AP1000,是引進美國西屋公司的設計理念,這種理念是以美國產業基礎為支撐的。當然美國還考慮很多全球化的因素,包括整合世界資源,利用世界的生產能力。AP1000的設備,包括蒸汽發生器是韓國鬥山生產的,其他的設備也有日本生產,還有其他國家生產的。我們引進之後,中國整個製造產業規模通過這幾年的發展都有了較大提升。

中國電力發展從無到有,特別是從無到1億千瓦,大概花了108年到109年的時間,現在我們每年都具有1億千瓦的裝機增量,所以整個國家的設備製造能力非常強。引進AP1000以後能夠更好地消化自己的產能,我們的裝備製造業能力可以得到更充分的發揮。而要滿足中國的設備生產製造,或者要符合中國核電廠設備與製造廠之間的配合,我們必須要進行國產化的設計。

國產化的關鍵就在設備和材料的國產化,必須滿足中國核電型號的相關要求和中國的相關標準。引進AP1000後,又發生了日本福島核電事故,因此福島以後相應的對策措施,肯定也要考慮。核電技術也好,工程技術也好,其認識都是在不斷深化、不斷提高與進步的。2011年「3·11」日本大地震後的海嘯實際上是特殊的或者是超常規的自然現象,這種現象實際發生後,我們以後的評估基礎都會發生變化,相對的設計基準要求也會變化。

另外,AP1000首堆建在中國,首堆到工程化其實是從理念到技術再到工程的一個不斷發展和提高的過程。因此過程當中對於設計的反饋、工程建造過程中的反饋,包括安全審評過程中的反饋等等對完善提高設計、提高設計能力都是非常有幫助的。基於這五方面的因素,安全標準的因素、大宗材料及設備國產化的因素、設計經驗反饋、公英制轉換、福島事故響應等等,我們形成了CAP1000的設計。

關於CAP1000的設計有幾個說法,國產化的AP1000、本土化的AP1000、適應中國條件和標準的AP1000等等。但總體一句,CAP1000是自主設計的AP1000,也就是裡面所有的技術、將來實施過程中碰到的問題,都能夠自己解決。整個國家重大專項發展平臺,通過CAP1400的研發,以及我們對CAP1000整個型號開發或者是整個AP1000國產化,為將來工程問題的解決提供了非常好的基礎和技術儲備。

CAP1400和AP1000在整個系統設計中由於安全系統簡化,反應堆主系統設備大部分都採用了鍛件,而且減少了焊縫。像壓力容器,現在變四段三個焊縫,相比原來的壓力容器的製造,焊縫就少多了。在役檢查時間短、檢修累積劑量小,便於操作或是便於在役檢查的設計理念就得到了很好的體現。

相對AP1000,CAP1400還有一些安全功能的增強,從某種程度上講主要是克服像福島這樣的特殊事故。我們當時對福島事故也進行了分析,把AP1000放到福島有問題嗎?最後論證,如果放到福島,經過適當調整,是毫無問題的。這裡面有幾點:一個是抗震,安全相關的所有設備,設計地震是0.3g,我們有兩個95%——在95%的成功率、95%的可信度情況下,對於這些安全相關的進行覆核,堆內構件達到了0.54-0.56個g,福島地震最大是0.52g。像反應堆的安全殼廠房、水箱、安全殼夾層裡面的導流板,達到0.9g以上。(註:0.2g在民用抗震來說是抗8級以上地震,但對於核設施抗震來說,由於設計餘量很大,核設施的0.2g意味著其抗震能力要遠遠大於8級,0.3g則是8.5級。)所以像這些設備的抗震性能,一般的自然災害破壞不了它,安全性能夠得到很好的維持。

錄入編輯:薛冬霞

本文來源:東方早報 責任編輯:王曉易_NE0011

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