核電丨從二代到三代：讓電更安全更清潔

 　　9月21日，由國(guó)家電力投資集團(tuán)有限公司上海核工程研究設(shè)計(jì)院(以下簡(jiǎn)稱“上海核工院”)負(fù)責(zé)建造管理的全球首堆AP1000三代核電非能動(dòng)依托項(xiàng)目三門1號(hào)機(jī)組商運(yùn)滿兩周年。截至目前，三門1號(hào)機(jī)組共發(fā)出“綠電”185億千瓦時(shí)，約占浙江省用電量2%，減少發(fā)電用煤約570萬噸，減少溫室氣體二氧化碳排放量約1460萬噸，相當(dāng)于造林2.4萬公頃。WANO(世界核電運(yùn)營(yíng)者協(xié)會(huì))官方數(shù)據(jù)顯示，截至2019年底，三門1號(hào)機(jī)組和海陽1號(hào)機(jī)組WANO綜合指標(biāo)得分100分，并列世界第一，海陽1、2號(hào)機(jī)組首次換料大修相繼創(chuàng)造國(guó)內(nèi)和國(guó)際百萬千瓦核電機(jī)組最短工期紀(jì)錄。三門、海陽非能動(dòng)依托項(xiàng)目各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到世界先進(jìn)水平，標(biāo)志著我國(guó)完整掌握三代核電工程建設(shè)能力。

　　近日，上海核工院再傳來喜訊，由該院自主研發(fā)的中國(guó)自主核電技術(shù)品牌、世界先進(jìn)三代核電型號(hào)“國(guó)和一號(hào)”研發(fā)設(shè)計(jì)完成，并將于9月28日發(fā)布“國(guó)和一號(hào)”品牌，這標(biāo)志著我國(guó)核電技術(shù)自主實(shí)現(xiàn)了從“二代”到“三代”的真正跨越。

　　更安全更清潔更高效

　　核電站是利用原子核裂變的能量進(jìn)行發(fā)電的電站。20世紀(jì)90年代，世界核電業(yè)界進(jìn)一步提高了核電站的安全性要求，通常把滿足美國(guó)用戶要求文件(URD)或歐洲用戶要求(EUR)的核電機(jī)組稱為三代核電機(jī)組。

　　由上海核工院自主研發(fā)的“國(guó)和一號(hào)”是三代核電站的代表，基于多層防御體系并系統(tǒng)性地應(yīng)用非能動(dòng)和簡(jiǎn)化理念，減少了設(shè)備和部件，依靠重力、溫差和氣體膨脹等自然力驅(qū)動(dòng)安全系統(tǒng)，事故發(fā)生72小時(shí)內(nèi)無須人工干預(yù)，發(fā)生嚴(yán)重事故概率降低100倍。“國(guó)和一號(hào)”經(jīng)過了完整的試驗(yàn)驗(yàn)證，包括新建22個(gè)臺(tái)架，完成17項(xiàng)試驗(yàn)共887個(gè)工況，完成了堆芯熔融、安全殼冷卻等6大試驗(yàn)課題，建成了一批具有世界先進(jìn)水平的綜合配套試驗(yàn)設(shè)施，支撐型號(hào)安全審評(píng)，確保絕對(duì)安全。2016年2月，“國(guó)和一號(hào)”通過我國(guó)史上范圍最廣、內(nèi)容最深的聯(lián)合安全審評(píng);2016年4月，通過國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)通用安全審評(píng)，獲得國(guó)際認(rèn)可。

　　作為大規(guī)模替代傳統(tǒng)化石能源的基荷電源，核能具有清潔無碳、能量密度大、供給可靠性高的特點(diǎn)，1千克核燃料全部裂變釋放的能量相當(dāng)于2700噸標(biāo)煤完全燃燒釋放的能量，不會(huì)產(chǎn)生二氧化硫、二氧化碳、氫氮化物等環(huán)境污染物。一臺(tái)“國(guó)和一號(hào)”機(jī)組年發(fā)電量可滿足2280萬居民的用電需求，與同等規(guī)模燃煤電站相比，每年減排二氧化碳900萬噸、二氧化硫3.9萬噸、煙塵0.5萬噸，相當(dāng)于造林1.5萬公頃，釋放3900萬噸氧氣。

　　“國(guó)和一號(hào)”打破多項(xiàng)技術(shù)壟斷，關(guān)鍵設(shè)備、關(guān)鍵材料全部實(shí)現(xiàn)自主化設(shè)計(jì)和國(guó)產(chǎn)化制造，設(shè)備整體國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到90%以上，批量化后工程造價(jià)還能再降低20%左右，具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。結(jié)合三門、海陽依托項(xiàng)目建設(shè)經(jīng)驗(yàn)反饋，應(yīng)用簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和模塊化理念，減少了材料數(shù)量和工程量，增加了土建與安裝的平行作業(yè)，批量化后縮短建造工期。設(shè)計(jì)壽命60年，機(jī)組額定功率大，換料周期長(zhǎng)，使機(jī)組年發(fā)電量大大增加，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)減少維修工作量，降低運(yùn)行維修費(fèi)用。使用先進(jìn)核燃料，提高燃耗深度，減少燃料加工、運(yùn)輸和乏燃料處理數(shù)量及費(fèi)用。

　　畫得出造得了管得好

　　50年來，上海核工院已成為我國(guó)核電自主化的關(guān)鍵力量。2019年8月9日，按照黨中央、國(guó)務(wù)院的決策部署，國(guó)家電投全面深化核能體制、機(jī)制改革，組建核能技術(shù)創(chuàng)新與工程建設(shè)平臺(tái)，成立新國(guó)家核電(上海核工院)。

　　聚焦“世界一流研發(fā)”，上海核工院以型號(hào)為驅(qū)動(dòng)，積極推動(dòng)“國(guó)和”系列核電以及先進(jìn)小堆型號(hào)開發(fā)和優(yōu)化，做強(qiáng)供給側(cè)，引導(dǎo)需求側(cè);聚焦關(guān)鍵技術(shù)以及前端技術(shù)研究，加大自主投入，進(jìn)一步推動(dòng)設(shè)計(jì)數(shù)字化、設(shè)備國(guó)產(chǎn)化、運(yùn)維智能化，并布局研究堆聯(lián)合建設(shè)、聚變堆聯(lián)合研發(fā);落實(shí)國(guó)家電投與上海市的戰(zhàn)略合作協(xié)議，全面強(qiáng)化國(guó)家電投核能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心建設(shè)，創(chuàng)建國(guó)家級(jí)先進(jìn)核能技術(shù)創(chuàng)新中心，推動(dòng)先進(jìn)核能技術(shù)研發(fā)與成果應(yīng)用，更好地把建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家戰(zhàn)略落實(shí)到核能領(lǐng)域。

　　聚焦“世界一流AE”，上海核工院發(fā)揮設(shè)計(jì)、建造一體化效能，成為中國(guó)乃至世界核能項(xiàng)目建設(shè)的重要力量。以“國(guó)家核電”平臺(tái)為主體，認(rèn)真借鑒依托項(xiàng)目工程建設(shè)管理的寶貴實(shí)踐，集研發(fā)、設(shè)計(jì)、采購、建造、調(diào)試于一體，具有完整的核島全島設(shè)計(jì)能力，實(shí)現(xiàn)以設(shè)計(jì)為龍頭的EPCS完全貫通，努力成為國(guó)內(nèi)建設(shè)能力最強(qiáng)和具有全球競(jìng)爭(zhēng)力的一流核能總承包企業(yè)，并以更加安全、最高質(zhì)量、最好管理，建成“國(guó)和一號(hào)”工程，確保核能項(xiàng)目卓越交付。

　　從核電到核能到未來

　　以“建設(shè)世界一流核能技術(shù)創(chuàng)新與工程建設(shè)平臺(tái)公司”為目標(biāo)，新的國(guó)家核電(上海核工院)加快核電向核能的拓展與綜合利用，全面融入數(shù)字化、智慧化發(fā)展大勢(shì)。

　　上海核工院認(rèn)真貫徹落實(shí)習(xí)近平總書記關(guān)于“推進(jìn)北方地區(qū)冬季清潔供暖”和“堅(jiān)決打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”的重要指示，在海陽核電成功實(shí)現(xiàn)抽汽供熱、圓滿完成首個(gè)供暖季的同時(shí)，按照“更安全、更經(jīng)濟(jì)、更數(shù)字智能、更和諧”的理念，成功研發(fā)了一體化核能供熱小堆，對(duì)緩解我國(guó)煤炭供應(yīng)壓力、推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)多元化發(fā)展、清潔供暖保障民生具有重要意義。全面建設(shè)覆蓋核電建設(shè)全領(lǐng)域業(yè)務(wù)的智慧工程平臺(tái)，打造了NUPOWER以及智慧工地兩大系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化工程和數(shù)字化交付。目前，智慧工程平臺(tái)已完成第一階段部署，并應(yīng)用于“國(guó)和一號(hào)”示范項(xiàng)目。

　　從“二代”到“三代”，是我國(guó)核電整體升級(jí)換代的過程，“安全、清潔、高效”始終是核電追求的目標(biāo)。上海核工院50年的歷程，濃縮了中國(guó)核電自主化乃至國(guó)家工業(yè)體系的整體發(fā)展，從“跟跑”到“并跑”，我們一直在路上。而核能，已點(diǎn)亮萬家，連接你我，改變世界。

　　中國(guó)電力新聞網(wǎng) 　 作者： 張紅妍