核电行业发展趋势

2024-05-19

核电行业发展趋势(精选6篇)

核电行业发展趋势 第1篇

核电关键材料及我国核电应用现状与发展趋势

摘要:自第一座核电站建成至今,核电技术在不断地发展、完善,各种核电材料不断出现并被应用。核能作为一种安全、高效、清洁的能源,备受世界各国重视。随着化石燃料的逐渐枯竭,我国作为核大国,核能发展的潜力巨大。本文主要介绍了核电关键材料及其特点以及我国核电应用现状与发展趋势。关键词:核电、材料、现状、趋势。

1、前言

1954年,世界上第一座核电站在苏联建成,经过60多年的发展,核电技术已经发展到了第四代,而核电材料是核电技术的关键,各种新型的材料不断地被应用到核电领域中,推动了核电的发展。随着我国经济水平的不断发展,能源问题越来越突出,而核能作为国际公认的目前唯一达到大规模商业应用的替代能源,在我国的能源战略中占有重要地位,在我国具有非常广阔的应用前景。截至目前,我国大陆投入商业运行的核电机组已经超过20台,此外还有多个核电站和核电机组在建,核电在我国蓬勃发展。

2、核电材料及其特点 2.1裂变反应堆材料 2.1.1裂变核燃料

裂变反应堆中用到的核燃料有铀、钚、钍,而铀是核电站最主要的核燃料。2.1.2包壳材料

包壳材料是指燃料芯体包壳所用的材料,要满足热中子吸收截面低、能够承受辐射损伤效应、具有一定的机械强度等要求。常见的包壳材料有铝及铝合金、镁合金、锆合金和奥氏体不锈钢以及石墨等。此外,SiC也被用于制作包壳材料。SiC包壳与水反应缓慢,与传统锆合金包壳相比,可把产生氢气的风险降低几千倍【1】.由于SiC及SiC基复合材料具有优异的高温性能和耐辐照性能,其在核燃料元件中获得越来越广泛的应用【2】。2.1.3慢化剂材料

慢化剂材料是能够将裂变时的快中子的能量降到热中子能量水平的材料,具有对中子散射截面大、吸收面积小以及质量数接近中子的特点。主要的慢化剂材料有氢、氘、铍、石墨和氧化锆等。2.1.4控制材料

控制材料是通过吸收中子来控制反应堆裂变的材料。常用的控制材料有铪、BC、Ag-In-Cd、硼硅酸玻璃等。2.1.5冷却剂材料

冷却剂材料的作用是将堆芯产生的热量输送到用热处,具有良好的载热性能,能够承受大量中子照射而不分解。目前大多数热中子堆都使用轻水或重水作为冷却剂材料;快中子堆采用液态金属钠,而气冷堆则用CO2或氦作为冷却剂材料【3】。2.1.6反射层材料

反射层材料可以防止堆芯裂变中子泄露到堆芯外部,有效利用中子,具有中子散射截面大、而吸收面积小的特点。常用的反射层材料有铍、石墨等。2.1.7屏蔽材料

屏蔽材料的作用是屏蔽热中子、γ射线等。常见的屏蔽材料有铁、铅、重混凝土、硼钢、B4C-Al复合材料等。

2.1.8反应堆容器材料

反应堆容器材料需满足以下的特殊要求:①应具有优良的冶金质量,即要求材质具有足够高的纯净度、致密度和均匀度;②应具有适当的强度,而不是越高越好;③应具有够高的塑韧性,且塑韧性越高越好;④应具有优良的抗辐照脆化和耐时效老化性能;⑤应具有优良的焊接性、冷热加工性能;⑥与 RPV 冷却剂接触的材料应具有优良的抗腐蚀性能【4】。常见的反应堆容器材料有高强度钢,如A-508.2.2核聚变材料 2.2.1聚变核燃料

聚变核燃料主要是氘和氚。1g 的氘氚核聚变反应所释放的能量相当于约 9000L 的汽油【5】。2.2.2氚增殖材料 氚增殖材料的基本要求:有一定的氚增殖能力,化学稳定性好,与第一壁结构和冷却剂有好的相容性,氚回收容易,残留量低【6】。氚增殖材料主要有Al-Li合金、陶瓷型的Li2O、偏铝酸锂、偏锆酸锂、液态锂铅合金、锂铍氟化物熔盐等。2.2.3中子倍增材料

中子倍增材料主要是含有铍、铅、锆等元素的化合物或合金,如Zr3Pb2、PbO和Pb-Bi合金等。2.2.4第一壁材料

第一壁材料包括第一壁表面覆盖材料、第一壁结构材料、高热流材料和低活化材料。第一壁覆盖材料要求与等离子体相互作用性能好,主要有铍、石墨、碳化硅、碳/碳、碳/碳化硅纤维强化复合材料;第一壁结构材料要求在高温、高中子负荷下有合适的工作寿命,主要有奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、钒、钛、铌和钼等合金;高热流材料主要有铜合金、钼合金、锭合金以及钨、铁和石墨等;低活化材料有不含镍的铬锰奥氏体不锈钢、马氏体钢、钒合金和高纯度的碳纤维增强材料等。

3、我国核电应用现状与发展趋势 3.1现状简述

迄今为止,全世界共有442台核电机组在运行,装机容量达到3.36亿千瓦,核电占全世界发电总量已经连续17年稳定在16%左右,而我国已投产核电装机容量约910万千瓦,约占全国电力总装机的2%,比例很低【7】。改革开放以来,我国经济快速发展,能源供需紧张问题日益凸显,而积极发展核电,是目前解决经济发展与能源短缺这一矛盾的最好方法。核电具有燃料消耗少、发电成本低的优势,还可以大大减少燃料的运输量。例如,一座100万kW的火电站每年耗煤三四百万t,而相同功率的核电站每年仅需铀燃料三四十t【8】。核电的另一个很大的优势是干净、清洁,对于发展迅速、环境压力大的中国来说,是再合适不过的能源选择。

我国的核能发展起步于上个世纪七八十年代,虽然起步晚于发达国家,但发展迅速。我国第一座核电站——秦山核电站于1985年开始设计建造,于1991建成并网发电。1994年,中国广东核电集团成立,与中国核工业集团共同经营和开发核能。2005国务院颁布《核电中长期发展规划(2005—2020)》,提出“积极发展核电”的方针,中国核电走上了快速发展的道路【9】。虽然2011年的日本福岛事故改变了中国核电发展的速度,但是近几年中国核电依然在以较快的速度发展。截止2015年,我国已经拥有了秦山、广东大亚湾、岭澳、田湾、宁德、辽宁红沿河、阳江等7座核电站。截止2015年,我国在建核电机组已有28台之多【10】。截至 2014 年底,我国核电总装机容量占全国电力总装机容量的1.49%;全年累计核发电量为 1305.8 亿千瓦时,占全国电力总发电量的2.39%,同比增加了8.89%【11】.经过近十年的努力,我国已经建立了比较完整的核能科研体系,培养了一批高水平核科学技术研究设计队伍,拥有了较完 整的反应堆研究设施,已具有独立自主进行300、600、1000 MW 级压水堆核电站研究设计的能力【12】。另外,我国也正积极实现第三代核电技术自主化,同时加强第四代反应堆和聚变堆研究。3.2前景展望

核电作为一种高效、清洁的能源,在我国的能源体系中占据着越来越重要的地位。核电在中国具有非常广阔的前景,核电发电的规模在不断地扩大。预计到 2020 年中国电力装机总容量约为9.0亿 ~9.5亿kW,考虑到煤炭资源、运输能力、环境容量等承受力的制约,中国燃煤电厂总装机容量的比例将由目前的70%下降到 61%,而核电在全国发电装机容量中的比重到2020年将达到4%,核电投运规模将达到4000万千瓦,核电年发电量达到2600亿~2 800 亿千瓦时【13】。2015年以来,国家也出台了一系列的举措,支持和推动核电在中国的发展,核电在未来的发展将更加平稳、快速。

目前中国已经具备了自主研发核电机组的能力,在许多核技术方面取得了可喜的成果,未来还有更多的新的技术应用到核电的发展中。第四代核反应堆是下一代反应堆技术,燃料利用率高、安全性好是其重要的特点。2012年12月31日,中国实验快堆通过科技部验收【14】。这标志着我国在第四代核电技术方面已达到世界先进水平。目前,我国首座第四代核电站正在建设,正在规划建设的多座核电站也拟采用第四代核电技术。另外,小型化也是中国核电的一个发展趋势。小型核反应堆具有更强的适应性,应用范围更加广阔,适合我国地域差异大的基本国情。随着我国全面小康社会发展 对能源多样性的要求增加,环境保护、可持续发展 的要求,以及核能技术的进步,在发展大型核电系统的同时,也对小型堆核能系统具有强烈的需求【15】。另一反面,核聚变发电是未来核电技术发展的大方向,中国也正在积极探索可控核聚变技术。一旦可控核聚变技术取得重大突破并能够投入商业化运行,中国的能源问题有望完全解决。

我国核电发展的另一大内容是推动核电技术装备的出口。我国是核大国,在核电技术装备研发方面取得了一系列重要成果,核电技术日趋完善。立足自身建设,积极推进“走出去”战略,将成为中国核电发展的趋势。

相信在不久的将来,将会有更多的核电站出现在中国的大地上,核电在国民经济发展过程中将会发挥更加重要的作用,核电与我们的生活的联系将更加密切。

4、结论

核电材料是核电技术的关键,核电技术的发展离不开核电材料研究的支持,中国也要加大对核电关键材料研究的支持力度,推动核电自主化的发展。现如今,核电在中国能源战略中中占据了重要位置,随着国家政策的支持和新技术的应用,中国核电发展潜力巨大,前景广阔。

参考文献: 【1】周 军,李中奎.轻水反应堆(LWR)用包壳材料研究进展.陕西:中国材料进展,2014,33(10):554-559.【2】刘荣正,刘马林,邵友林,刘兵.碳化硅材料在核燃料元件中的应用.重庆:材料导报,2015,(1):1-5.【3】史丽生,王百荣.核反应堆冷却剂材料的选取分析.贵州:中国核科学技术进展报告,2011,2:266-271.【4】朱正清.现代大型反应堆压力容器材料的研制与发展.四川:核动力工程.,2011,32(S2):1-4.【5】房俊文.浅谈核聚变能源 ——未来的清洁能源.四川:中国西部技术,2012,11(3):55-56.【6】朱继平,罗派峰,徐晨曦.新能源材料技术.北京:化学工业出版社,2014.【7】李雪珍.中国核电发展现状研究.河北:产业与科技论坛,2013,12(16):132-133.【8】本刊编辑部.中国核电发展现状.陕西:西北水电,2012,(S2):57.【9】杨波.中国核电发展现状及趋势.北京:世界环境,2014,(3):16—17.【10】薛广彬,陈雪芹.核电站的发展历程和应用前景.宁夏:科技展望,2016,(13):100.【11】朱学蕊.核电重启的关键之年.北京:中国能源报,2015:1-2.【12】刘吉昀.核能在我国的战略地位及可持续发展初探.北京:中国电力教育,2014,(14):211-212.【13】周丽芳.中国核电发展浅析.黑龙江:经济研究导报,2011,(7):199-201.【14】中国四代核电技术研发取得重大突破.江苏:电力系统自动化,2012,36(22):5.【15】陈文军,姜胜耀.中国发展小型堆核能系统的可行性研究.四川:核动力工程,2013,34(2):153-156.

核电行业发展趋势 第2篇

全数字化是发展趋势

核电站从工程管理、工程设计、设备制造、工程建设、安全运行和退役,无一不体现高端技术。仪控系统就是其中一项重要的组成部分。

中核集团科技委副主任、中国工程院院士叶奇蓁认为,虽然国内核电行业采用数字化控制系统还处于起步阶段,但随着全球信息化和数字化技术的迅猛发展,核电仪表控制系统的数字化是当前核电技术发展的必然趋势。

日本福岛发生核事故之后,客观上对核电安全的要求提高,这也给仪控设备行业带来了新的发展机遇,同时也对仪控技术与装臵的研究、设计、制造、选型、应用、维护提出了越来越高的要求。全数字化仪控系统的应用将对确保核电厂的安全、可靠、经济运行,起到至关重要的作用。

作为全数字化仪控系统在国内首次应用的江苏田湾核电站,其出色的运行业绩为核电站仪控领域的发展提供了良好实践。全数字化仪控系统降低了人为误操作引起的非计划停堆停机的概率,并从软件和硬件上确保了电站安全系统的高可靠性;全数字化仪控系统自田湾核电站投入临时运行至今一直稳定运行,从未发生由于系统软件或硬件原因造成的非计划停堆;与传统的模拟仪控系统相比,数字化仪控系统大大提高了核电厂运行的效率、安全性和可靠性。

田湾核电站的投运,标志着国内核电市场全数字化仪控时代已到来,目前在建的核电站均采用了全数字化的仪控技术。

何为数字化仪控系统

据北京广利核系统工程有限公司总工程师朱毅明介绍,核电仪控系统是核电站“神经中枢”,体现了工业控制领域的前沿技术,可分为模拟、模拟加数字、全数字三种类型,经历了三代的发展过程。

最早是上世纪60年代,核电站是完全基于模拟组合仪表和继电器的设计,这种设计还是比较可靠的,状况良好,尽管功能比较简单,维修起来比较费劲,但运行效果还是不错的。

目前在国内的核电站基本上都是第二代,控制系统基本沿用了模拟单元组合式仪表,加入了计算机数据采集系统(DAS),包括数据的采集、显示、报警和日志记录、趋势的记录等,与国内上世纪80年代火电厂的技术水平差不多。

全数字化的核电站仪控系统是第三代产品,它的控制层、监控层完全计算机化,实现先进主控室的设计,控制回路也根据计算机化的特点进行了改进,而不是把原来模拟系统的逻辑图、原理图直接拿过来用计算机实现。计算机系统是有其特点的,所以必须改进之后才能应用于DCS(分散式控制系统),田湾核电站是世界第一家使用全数字化控制系统的新建核电站。

在大亚湾和秦山核电站,反应堆保护系统是组合式模拟仪表加继电器逻辑;到上世纪90年代,岭澳等核电站加入了采集系统,在主控室有几个终端来显示采集的数据和报警,模拟操作盘台加上数字化采集系统,常规岛与一般的火电厂基本相同,采用DCS,核岛控制系统比较重要,沿用了组合式仪表。2000年以来,田湾等在建的核电站都用到了全数字化的控制系统, 主控室模拟盘大大缩小,甚至只剩下一个紧急操作盘,保护系统也升级为基于核安全级的DCS。

朱毅明把核电仪控系统分为三个层次:

一是仪表和执行器层次。核电站仪控系统的最基础层次是仪表和执行器层,无论是火电、核电、轻工、化工、石化,与主设备打交道的主要是传统的变送器(如无线压力变送器)、传感器和执行器等。目前在核电站中大部分都是采用模拟技术,数字化技术很少采用,在信号传输方面也没有采用现场总线技术。

二是控制层次。控制层基于数据采集单元、DCS控制站和PLC产品,完成现场信号输入输出、自动控制和保护功能。

三是监控层次。传统的主控室基于老式的模拟盘,有点像上世纪70年代火电厂的大型模拟操作盘,上面有一些计算机化的数据采集系统。新型的主控室已经取消了模拟盘,完全采用计算机化的操作界面,每个操作员面前会有5~6台操作终端,但会保留有少量的后备手动操作手段,作为计算机系统的后备。

仪控系统安全分级

据朱毅明介绍,各国对核电仪控系统设备的安全分级有很多种方式。比如,欧洲和美国的分类方法就不相同。美国只有核安全级(lE)和非安全级(NC),欧洲的分类方式比较复杂,在欧洲主导的IEC 61226 标程中,将安全性重要的仪控系统分为A、B、C 三个等级。

在美国,仪表和执行器层次由安全级和非安全级设备组成,安全级设备中包括一些核专用的核测仪表,如中子通量的测量和与反应堆相关的特殊的变送器、传感器。除此之外,还要用到很多核级的常规仪表。这种核级设备的设计制造,需要取得国家颁发的许可证。在非核级的设备中,除了一些核电站、反应堆专用的仪器仪表,大多是压力、流量、温度传感器和变送器,与普通发电设备应用的没有太大的差异,这部分设备的量也是很大的。

在控制层,分为核岛、常规岛、BOP等部分。核岛的运行控制要归到核安全级系统,因为其保证电厂处于正常稳定的运行工况。核安全级系统包括反应堆保护系统、专设安全设施控制(安注、安喷、辅助给水、安全壳隔离等),还有一些相关的测量系统。如棒控棒位系统、堆芯测量系统。常规岛部分基本全是非安全级的;BOP 部分也基本上是非安全设备,如放射性废物处理、压缩空气、除盐水、制氢、辐射监测、安防系统等。在监控层,除了主控室外,还有远程停堆操作站,当主控室不可用时,操作人员可以在远程停堆操作站停止反应堆反应。

数字化仪控系统安全分级

据朱毅明介绍,核电数字化仪控系统也分为非安全级(NC)、安全级(1E)二类。非安全级主要完成机组在运行状态下的自动控制和监控操作,也叫做运行仪控系统;安全级主要完成在事故工况下的保护和事故缓解功能,主要包括反应堆跳堆、专设安全设施控制、事故后监视等功能。

一、非安全级DCS。从核电站方面讲,核电站不愿意采用数字化控制系统有二个顾虑。一是因为数字化控制系统都是采用冯诺依曼计算机基本结构,这种结构的计算机会不会在某种特定情况下导致全部失效? 比如2000年世界范围内曾经爆发过“千年虫”。二是软件的可靠性问题。软件的可靠性问题是一个世界级的难题,很难对软件的可靠性进行量化评估。国外对于硬件的可靠性已经研究了几十年,是可以应用概率论的方法进行量化的。复杂软件的缺陷是不可避免的,如果要求将数字化仪控系统软件的所有条件组合进行全覆盖测试,将是一个天文数字,没有任何人任何国家能够做到。所以,造成了核电场对使用基于软件的数字化仪控系统是非常谨慎的。一般情况下安全级、非安全级采用不同厂家的设备或不同设计技术的设备,这是一种多样化的措施,可以避免控制系统和安全系统同时出现问题的情况。

核电站非安全级DCS与火电厂DCS的差异主要在于可靠性和可维护性的不同。核电站出于运营的需要,要求产品至少能够在现场运行10~15年,维护期20~25年,这对厂家来说是非常困难的。很多芯片、显示器、计算机等零部件和装臵都已经停产,而DCS厂家却还要维护下去。在一些核电站,对于DCS还有抗地震要求,要求在SLl/SL2地震条件下保持系统功能的完整性。

二、核安全级DCS。这部分是与火电厂不同的,反应堆保护系统是核安全级DCS 重要的应用,基本是按照独立多通道设计。目前运行的大亚湾、岭澳一期核电站均采用模拟组合仪表、继电器和磁逻辑的反应堆保护系统, 田湾核电站在国内首先采用基于数字化技术的反应堆保护系统, 岭澳二期和秦山一期保护系统改造也采用了类似的系统。

目前,核安全级DCS研发最大的问题是软件的可靠性。目前,软件可靠性无法量化。

核安全级DCS对于实时性要求很高,在DCS系统中,实时性一方面意味运算周期短,但更主要的是确定性。核安全级DCS对于信息安全有很高的要求,程序和数据受到保护,不受偶然的或者恶意的原因而遭到破坏、更改。数据真实性和完整性在仪控系统中更为重要,数据校验和冗余是有效的方法。

国产化是突破重点

据了解,国内的核电站数字化仪控系统发展了很多年,但是因为市场太小,过去20多年就3~5个项目,发展缓慢。但现在不一样,在建就是几十台,将来还会有几十台,市场容量扩大了。

数字化仪表控制系统控制着核电站300多个系统近万套设备,是核电站的“控制中枢”和“神经中枢”,核电站数字化仪控系统由于安全性、可靠性要求极高,是核电装备国产化最重要、最困难的部分。而控制系统一直是我国成套装备国产化的薄弱环节。

目前,国内核电站数字化仪控系统和关键仪控设备主要被国外技术所垄断,已投运或已开工建设的国内核电站项目,所采用的全数字化仪控系统均直接采用国外产品和技术,或者由国外公司总承包。数字化仪表控制系统设计自主化,成为我国大规模建设核电机组必须突破的核心技术之一。

“本次大会为核科学和仪器仪表领域专家的学术交流搭建了一个良好的平台,对于推动我国核电仪控技术的发展,促进产、学、研、用紧密结合,推动我国核电仪控学术界的国际交流,有非常重要的意义。”国家环保部核安全管理司司长刘华在第一届中国(国际)核电仪控技术大会上指出。

核电行业发展趋势 第3篇

1 核电厂仪控数字化改造发展趋势

目前, 我国核电行业仪控数字化系统还处于起步阶段, 但随着全球信息化和数字化技术的迅猛发展, 核电仪表控制系统的数字化是当前核电技术发展的必然趋势。日本福岛发生核事故之后, 客观上对核电安全的要求提高, 这也给仪控设备行业带来了新的发展机遇, 确保核电厂核能发电的安全可靠性成为核电厂仪控制数字化改造的驱动力。作为仪控数字化系统在国内首次应用的江苏田湾核电站, 其出色的运行业绩为核电站仪控领域的发展提供了良好实践。仪控数字化系统降低了人为误操作引起的非计划停堆停机的概率, 并从软件和硬件上确保了电站安全系统的高可靠性;仪控数字化系统自田湾核电站投入临时运行至今一直稳定运行, 从未发生由于系统软件或硬件原因造成的非计划停堆;与传统的模拟仪控系统相比, 数字化仪控系统大大提高了核电厂运行的效率、安全性和可靠性。田湾核电站的投运, 标志着国内核电市场全数字化仪控时代已到来, 目前在建的核电站均采用了全数字化的仪控技术。

2 核电厂电气系统

一般核电厂电气系统示意图如图1所示。

输配电系统的设计与机组容量、电网系统环境等密切相关, 各核电厂设计会有较大差异。

将核电厂电气系统纳入DCS监控具有非常重要的意义。其主要特点有:

1) 可减少使用控制开关、仪表、光字牌等, 降低了事故发生的机率, 同时减少控制器占用的面积。

2) DCS监控系统是采用标准化模块集成, 降低了设备的维护与维修费用和工作量, 并且操作简单, 图形化显示更直观。

3) DCS系统具有自检功能, 大大的加强了核电仪控的安全性, 采用数字化运行规程能够降低人为操作失误带来的安全隐患, 并且具有连锁保护功能, 可以通过计算机对其控制。

4) 数字化操作可以实现信息的实时显示、交换与共享。DCS控制的电气装置能够与核电仪控设备有机的结合在一起, 完成远程操控。

5) 智能化的设备终端减少了电缆的铺设数量, 降低了核电厂仪控数字化改造费用。

核电厂DCS控制平台网络结构简图如图2所示。

3 核电厂仪控数字化系统方案

核电仪控系统是核电站“神经中枢”, 体现了工业控制领域的前沿技术, 可分为模拟、模拟加数字、全数字三种类型, 经历了三代的发展过程。火电厂仪控数字化系统主要形式包括分散控制系统DCS;可编程控制器PLC;现场总线控制系统FCS。其中, 分散控制系统DCS是火电厂采用模拟量控制发电机、发电炉、发电等的主要系统;可编程控制器PLC是火电厂采用开关量控制用水、用煤、用灰等的辅助系统;现场总线控制系统FCS是火电厂仪控全数字化发电控制系统。分散控制系统DCS与可编程控制器PLC经过多年的研究和完善技术已经非常成熟, 可以将这两个系统应用在核电厂仪控数字化系统中, 将核岛、常规岛和部分核电厂BOP系统采用分散控制系统DCS以模拟量控制发电机、发电炉、发电等的主要系统;部分核电厂BOP系统的开关量控制可以采用可编程控制器PLC系统。另外直接采用现场总线控制系统FCS打造多变量与节点、串行和数字通信系统取代原有的单变量与节点、并行和模拟系统, 现场总线控制系统FCS能够实现核电厂数字化智能控制, 其中包括的装置有智能仪表、开关、执行器等。

4 核电厂仪控数字化改造研究

核电厂仪控数字化改造对分散控制系统DCS与可编程控制器PLC结合与现场总线控制系统FCS与可编程控制器PLC结合两种改造方案进行研究和比较具体分析如下。

4.1 面对核电厂仪控系统设备的老化问题进行改造

核电厂仪控系统设备老化问题改造无论是采用分散控制系统DCS与可编程控制器PLC结合还是采用现场总线控制系统FCS与可编程控制器PLC结合都可以解决设备老化问题, 但是经过改造后的核电厂仪控数字化系统的耐用度和耐久性是两者比较的关键。其中采用总线控制系统FCS与可编程控制器PLC结合更具有较高的优势, 主要表现在总线控制系统FCS使用控制器数量较少, 主要采用现场智能设备, 解决了分散控制系统DCS大量控制器老化的问题;总线控制系统FCS的设备与系统之间的相互信息传递可以实现不同厂家、不同元器件的相互沟通, 从而能够解决设备元器件停产或者更新带来的兼容性问题;总线控制系统FCS具有自我诊断的能力, 从而能够降低设备故障的发生。

4.2 核电厂仪控数字化系统性能研究

分散控制系统DCS和总线控制系统FCS都可以对核电厂性能进行提高, 其中分散控制系统DCS经过多年的经验积累, 技术已经非常完善, 并为很多核电厂所采用。总线控制系统FCS是采用数字化智能系统, 相比模拟信号精准度和可靠性更高。

4.3 核电厂仪控数字化系统功能研究

分散控制系统DCS和总线控制系统FCS都具有庞大的核电设备控制功能, 但是总线控制系统FCS相对是从现场获得信息, 能够更及时、更全面、更真实。

4.4 核电厂仪控数字化系统可靠性研究

核电厂核能发电的可靠性是核电使用的关键环节, 在可靠性方面总线控制系统FCS相比分散控制系统DCS具有无法比拟的优势, 其中包括:

1) 总线控制系统FCS的控制环节相比分散控制系统DCS少, 所以降低了故障发生的环节。总线控制系统FCS减少了分散控制系统DCS的大部分输入/输出单元和控制站, 并且实现全数字化控制减少了数据传输的环节。

2) 具有自我检测和诊断能力, 对设备故障具有超前检测、诊断和维护, 保证了系统故障的降低。

3) 现场总线控制能够对核电设备和仪表进行实时的监控, 如果发现故障和数据参数错误能够第一时间排查, 掌握故障信息, 提高故障排除效率。

4) 总线控制系统FCS的设备与系统之间的相互信息传递可以实现不同厂家、不同元器件的相互沟通, 从而能够解决设备元器件停产或者更新带来的兼容性问题。

4.5 核电厂仪控数字化系统运行管理研究

核电厂仪控数字化系统储存着完整的核电运行数据, 并具有实时性。通过核电厂仪控数字化系统能够提高核电厂的运行管理水平, 对尤其是对核电运行数据库的分析, 其中包括安全性分析、可靠性分析、供电能力经济效益等。

4.6 核电厂仪控数字化改造经济性研究

核电厂仪控数字化改造对于核电的供应造成一定的影响, 从改造方案上分析, 总线控制系统FCS相比分散控制系统DCS更具有经济性。因为, 总线控制系统FCS变送器使用数量较少, 采用的多功能现场智能设备直接完成对核电厂设备和一起的数字化控制。

5 结束语

核电厂仪控数字化系统为核电厂仪控领域的发展提供了良好实践。仪控数字化系统降低了人为误操作引起的非计划停堆停机的概率, 并从软件和硬件上确保了电站安全系统的高可靠性, 与传统的模拟仪控系统相比, 数字化仪控系统大大提高了核电厂运行的效率、安全性和可靠性。目前我国核安全级数字化控制平台研制也取得了突破性进展, 发布了具有完整自主知识产权据的原理样机阶段的研制成果, 国产化仪控技术的发展将为核电安全架起更为稳固的防护网, 在未来核能发电将更高效、更稳定。

摘要:核电厂仪控数字化控制着核电站300多个系统近万套设备, 是核电站的“控制中枢”和“神经中枢”, 核电厂仪控数字化系统由于安全性、可靠性要求极高, 是核电装备国产化最重要、最困难的部分。而控制系统一直是我国成套装备国产化的薄弱环节。所以该文对核电厂电仪系统发展趋势及其数字化改造研究希望对读者有所帮助。

关键词:核电厂,仪控系统,数字化,改造

参考文献

[1]曾敏.核电厂仪表控制系统数字化改造方案选型与探讨[J].核科学与工程, 2009 (9) .

[2]戴鹏.核电厂仪控数字化改造研究[J].核科学与工程, 2011 (2) .

[3]赵虹.大型压水堆核电站全数字化仪控系统及核电调节阀类产业化项目[J].上海电气, 2008 (2) .

[4]甄玉杰.核电站数字化仪控系统研究支持环境的开发[J].核电科学, 2009 (7) .

我国核电发展趋势分析 第4篇

内陆化

在中国核电项目审批停滞一年多后,“核电重启”争议于最近再次发酵。争论的内容涉及安全性、装机规模、技术路线、厂址选择等,核心的问题是:中国要不要重新启动尚在筹建中的内陆核电站的审批程序?

截至2011年底,中国核电机组已建15台、在建26台(两者累计装机达4141万千瓦),拟建机组21台(累计装机2272万千瓦)。由于现有核电机组已把沿海地区基本布满,拟建的核电机组全部选址在江西、湖南、广西、四川、河南等人口稠密的内陆地区。

创新化

从大亚湾到岭澳一期再到岭澳二期,在引进国际先进技术基础上,一条从消化、吸收到创新的中国自主品牌百万千瓦级核电技术的“国产路线图”清晰可见。

从大亚湾核电站“高起点引进”起步,到岭澳核电一期采取“翻版+改进”的建设策略,到岭澳核电二期建设中形成了我国首个自主品牌百万千瓦级核电站技术方案CPR1000。中国大亚湾核电基地实现了中国核电技术“高起点起步,引进、消化、吸收、再创新”的全过程,走出了一条中国核电跨越式自主发展之路。

如今,中广核自主品牌CPR1000机组已在辽宁红沿河核电站、福建宁德核电站、广东阳江核电站等核电工程建设中得到了广泛应用,实现核电的批量化、规模化发展。

小型化

小型核电站通常指单机容量在30万千瓦以下、模块化组合的核电站。而目前世界上单机容量最大的核电机组已经达到175万千瓦,中广核集团在建的核电项目之一即采取了这项技术。

中核集团研发的小型核电站技术被命名为ACP100,一种建设在地下的10万千瓦的核电机组。中核集团称,该技术借鉴了三代核电技术的设计理念,具有热电联产、气电联产和海水淡化等功能。

发展核电对经济发展的意义 第5篇

导读:“在确保安全的基础上高效发展核电”,是当前我国能源建设和核工业发展的一项重要政策。发展核电对保障能源供应与安全,保护环境,实现电力工业结构优化和可持续发展,提升我国综合经济实力、工业技术水平和国际地位,都具有十分重要的意义。

“在确保安全的基础上高效发展核电”,是当前我国能源建设和核工业发展的一项重要政策。发展核电对保障能源供应与安全,保护环境,实现电力工业结构优化和可持续发展,提升我国综合经济实力、工业技术水平和国际地位,都具有十分重要的意义。其意义有以下几点:

一、拉动经济增长作用明显

核电建设投资大、建设时间长、技术含量高、涉及产业多,对国民经济建设具有较强的拉动作用。

2011年我国核电总发电量达874亿千瓦时,占全国总发电量的1.9%,核电生产运营产出(销售收入)约为375亿元,拉动的总产出约为832亿元,GDP约为442亿元。假设到2020年核电在运装机达到6500万千瓦,在建3500万千瓦,2020年我国核电生产运营产出约为1994亿元,拉动的总产出为4423亿元,GDP约为2351亿元。

截至2011年底,我国大陆在建核电机组26台,总装机容量2924万千瓦,在建规模世界第一。根据目前我国核电发展态势,按照建设一座200万千瓦的核电站需要294亿元投资计算(以岭澳二期为参考电站,2台100万千瓦建成价位285亿元,1/3的首炉料为9亿元,共294亿元),并假设到2020年3500万千瓦在建核电站共完成一半的投资,则平均每年需要投资建设615万千瓦,投资额为906亿元,拉动总产出增长2754亿元,GDP增长934亿元,可以使经济增速提高超过0.3个百分点。

核电发展对地方经济发展可以带来乘方效应。一座装机规模500万千瓦核电厂,总投资可达650亿元。按7800小时计算,规划装机投产后,年发电约390亿度,售电收入近200亿元,核电厂建设期每年可增加5000万左右的建安税,全部建成后每年可直接纳税30亿元。此外,核电项目还能吸引众多投资者抢摊地方房地产等市场,带动建筑行业发展,改善当地交通条件,完善城市基础设施;提高城市知名度,增加旅游收入,提升城市消费水平;核电站运行管理正式员工约3000人,站内聘用司机、保安、保洁、后勤人员约9000人(按1:3计算),厂区周围与核电站配套从业人员不下10000人;带动投资配套抽水蓄能电站等核电配套工业体系发展。

在当前背景下,在确保安全的基础上,稳步推进核电建设,每年将创造出数千亿元的国内生产总值,对于实现保持国家及地方经济平稳较快增长的目标作用显著。

二、拉动工业体系转型升级

核电工业是现代高科技密集型的国家战略性产业,其发展不但实现了自主创新能力大幅提升,扩大了我国在核燃料循环、核电装备、核技术应用等高新技术领域的产业规模,同时有效带动了我国高技术产业(涉及材料、机电、电子、仪表、冶金、化工、建筑)整体发展,而且先进的核科学技术可实现对传统产业的改造升级。

根据国务院发展研究中心测算,如果按照目前我国核电发展态势,每年投资额870亿元,拉动重要相关行业的产出增长为:建筑业约272亿元,通用、专用设备制造业208亿元,金属冶炼及压延加工业181亿元,综合技术服务业163亿元,农业154亿元,化学工业154亿元,金融保险业154亿元,电气、机械及器材制造业127亿元,石油加工、炼焦及核燃料加工业108亿元。

近年来,我国在核燃料科研生产领域取得重要成就,保持了完整的核燃料工业体系:计划完成的国内铀矿地质钻探工作量指标大幅提高,矿床勘查成果显著,海外铀资源开发加快推进;多个铀转化、纯化、浓缩工程项目开工建设,核燃料产能的提升确保燃料供给安全;已基本掌握后处理动力堆乏燃料后处理的自主设计、建造、运行能力。

目前,三代核电引进消化吸收和再创新步伐加快;自主知识产权的高温气冷堆示范工程具备开工条件;自主化先进压水堆核电机组(ACP1000、ACPR1000等)设计取得重要进展;中国实验快堆实现了自主研究、自主设计、自主建造、自主运行和自主管理。此外,在快堆、先进研究堆、核军工、核技术应用、受控核聚变等领域的不断拓展,具备较高的科技研发实力。

依托核电项目,核电装备制造国产化、自主化不断推进,对于推动产业结构升级,培育和提升自主创新能力,转变工业发展方式具有重大意义。

“十一五”期间,通过将核电设备制造和关键技术纳入国家重大装备国产化规划,核电装备制造业加大技术改造升级和投入力度,在核电关键设备的制造方面取得突破,在建二代改进型机组平均国产化率68%。而且国内已具备较强的关键设备生产能力,核电设备成套供应能力得到了较快提升,初步形成了年供8套左右百万千瓦级压水堆核电主要设备能力。预计通过完善自身的制造装备能力,积累制造工艺经验,加强技术攻关,“十二五”末期我国能够形成稳定的三代核电设备成套供应能力,设备自主化目标基本可以实现。

此外,核电涉及工业领域的技术发展基本代表了冶金、材料、机械、电子仪器等众多行业最复杂、最前沿技术,对开发设计、冶炼、铸造、热处理、精密制造等生产工艺有极高要求,由此带动了这些行业的技术升级。

三、强大国防保持核威慑力

发展核电是保持和提高我国核工业实力,稳定和壮大核科学技术人才队伍的重要依托,也是建设我国强大国防、进一步提升核大国地位、和平建设现代化强国的重要途径,是推进现代化建设、走强国之路、提升综合国力的重要战略举措。

核科学技术具有典型的军民两用特性。核动力既是民用能源开发利用的重要组成部分,又可用于军用核动力舰船;核燃料循环技术既可为民用反应堆提供燃料,又可为核武器提供装料。先进的核动力、核燃料、核安全与辐射防护技术、核监测和控制,以及高端装备制造、特种材料等技术均可用于军用核动力舰船、空间飞行器核电源、核战略战术武器装备的研制和生产。核电产业是国家核能力的重要组成部分,核电厂的设计、制造、建设和运营关键技术往往比军用堆难度更大,要求更高。通过大力发展核电产业,可以促进核技术的大力提升,充实和提高国防安全保障能力。

目前,发展民用核电依然是世界核大国保持核威慑能力的重要考虑因素。自上世纪50年代美国、前苏联等大国除了在积极发展舰船核动力、空间激光武器核电源、军用车载移动式核电源、鱼雷及火箭核动力推进装置等新概念军用核动力的同时,大力发展民用核电作为保持核威慑的重要手段。眼下,俄罗斯依然制定了较大规模的核电建设规划。奥巴马政府上台之后美国的核电政策也更加明朗、积极。

四、“走出去”提升国际竞争力

党的十七届五中全会提出了“加强现代能源产业建设”的要求,“在确保安全的基础上高效发展核电”,要求积极转变发展方式,实现我国核电事业又好又快安全发展,加快科技进步和创新,打造具有自主知识产权的核电品牌,尽快形成后来居上的强劲竞争力,走出国门,在世界核电技术制高点和市场占据一席之地,实现由核电大国向核电强国的转变。

首先,核电技术和产品的输出对提升我国在世界经济市场中的竞争力将发挥独特作用。通过帮助希望发展核电的国家建立必要的基础结构提供支持,包括建立法律和监管框架、开展培训、帮助其培养本国的核能人才、帮助其了解各种核技术、促进和支持新核电站融资等方式,或将核电项目出口作为经济援助一种重要方式,满足这些国家的能源和经济发展需求,获取所在国民众的认可和政府的信任,提升我国在这些国家的影响力和加强利益交融的合作纽带。

其次,通过海外核电市场开拓,可以在更广阔的空间进行产业结构调整和资源优化配置。凭借高端、密集的核电技术、产品及服务,真正进入世界产业格局中的高附加值环节,提升我国在国际产业分工中角色地位,分享更多的经济全球化的利益。

第三、核电项目耗资巨大,开发海外核电市场将大幅带动我国对外直接投资、融资和出口,而投资、出口是我国经济增长的两大重要引擎。同时,核电“走出去”项目作为大型对外投资项目,将进一步平衡我国国际资本盈余。

最后,核电出口有利于培育一批具有国际竞争力的大型跨国企业,并提升中国核电产业链条的技术水平。我国有实力的核电相关企业可以利用跨国公司产业结构调整的机会,以自己的相对优势,开发自主品牌,参与海外核电市场开发与项目建设,在竞争与合作的过程中学习提高自身在研发、设计、制造、建设等各环节的技术能力与水平。

中国核电之走出发展困境 第6篇

—中国核电发展问题及解决方案的探讨报告

摘要: 目前,中国已将核电放在重要能源部署地位上,加大对核电的政策支持和资金支持。作为不产生温室气体的清洁能源,核电站在环境的至高点之上,再加上核电站发电固有的优点—发电的的可连续性,长期性,稳定性,中国核电发展的广阔天空指日可待。与此同时,我国核电站还存在一些方面的缺陷。技术的成熟,新一代反应堆的研发,经济的竞争性,资金安排,天然铀资源的稳定持续供给,以及公众接受性都是影响我国建造新核电站,核电繁荣发展的关键因素。因此,公众对能源选择和相关环境问题的选择程度与接受程度,即公众接受革新型设计的相关宣传和教育必须引起巨大关注。并且要继续保持核电站运行的高度责任心,持续强化安全文化,提高核电技术先进程度保有量等,保证核电有能力对未来能源战略做出贡献„„问题的解决将是解开中国核电发展瓶颈限制,走出发展困境的根本方法与道路。

关键词:核电站,发展困境,解决方案,公众可接受性,核安全,天然铀资源缺乏问题,核电成本

引言:

温家宝在哥本哈根气候变化大会领导人会议中发表讲话:“中国承诺实现‘到2020年的二氧化碳排放强度降低40%-45%’的目标,以《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》为指南,在可持续发展框架下实现节能减排。”中国的“哥本哈根态度”展示了一个负责任的大国形象,在经济平稳发展的同时兼顾能源可持续发展性。不容置疑地,核电作为一种有巨大发展潜力的清洁而安全的能源提到中国能源战略体系的重要议程中来,日益在节能减排方面发挥巨大的作用。核电与火电相比,不排放二氧化硫,烟尘,氮氧化物和二氧化碳,有利于提高大气质量,减少温室气体的排放。同时,在当代中国发展核电有利于一次能源的多元化,为国家能源安全战略提供重要保证,发展核电可改善我国的能源供应结构,有利于保障国家能源安全和经济安全。再者,发展核电可以提高我国装备制造业水平,促进科技进步。加快核电自主化建设,有利于推广应用高新技术,促进技术创新,对提高我国制造业整体工艺,材料和加工水平将发挥重要作用。

由此可见,核电在中国未来发展之路中是有巨大潜能,必将发挥重大作用的。然而,核电在发展道路中也存在一些问题,而这些问题处理的好坏直接影响核电发展前景。核电只有走出发展困境,拨开发展迷路,才能优化中国能源体系,引领中国可持续能源之路,走出自身的“发展陷阱”。

(一)公众的可接受性

公众意见会强烈影响建造新核电站的决定,同时,公众对核电站的排斥势必会引起社会的恐慌与**,从而影响核电的发展前景。据心理学家分析,人们对一个事物的看法与评价大多取决于对这个事物负面消息的接收,人们当接触到某事物的瑕疵时,便会潜意识地定义  此事物必然是不好的。而对于核电站,大多数民众的印象停留在美国的三里岛核事故,苏联切尔诺贝利核核事故以及日本福岛核事故的惨烈情形中,而且不少民众对核电站释放的核辐射有巨大恐惧与不安,因此,我们便看见了在福岛核事故后,我国出现的轰轰烈烈的抢盐**。抢购盐**不是个偶然事件,类似的情况在中国历史上也曾出现。如上世纪70代就风靡过鸡血疗法;2003年SARS期间抢购板蓝根以及去年的抢购绿豆**。造成这些事件的主要原因是,公众对公共卫生问题越来越关心,但相关的公共卫生知识却相对缺乏,一旦有人为了商业利益借此制造谣言,就极易使民众产生公众心理,引起恐慌。由于人们把可能发生的灾难性后果将恐惧放大,把“可能”变成“必然”,从而民众“谈核色变”引发生的的“群体恐慌”,真真实实地对核电造成了巨大的社会压力。

然而,核电站正常运转时放射性的排放量对周围环境的影响是极其有限的,甚至比同等规模的燃煤电厂还小。在一座100万kw核电站附近的居民每年受到的辐射剂量不到0.02毫希,而一座同等规模的燃煤电厂烟尘排放的放射物质使附近居民受到的剂量每年约0.05毫希。若以每天看电视2小时计,一年受到的辐射量为0.01毫希;做一次X光检查接收的剂量为0.5-2毫希。人类居住在地球上,从宇宙射线中每年至少接受0.28毫希(海拔越高,剂量越大);从地壳辐射每年接受得剂量为0.3-0.2毫希。一般规定,居民的允许辐照计量为5毫希,核电站的辐射只占几百分之一。可见,核电放射性对人体的影响,远远低于其他污染源或天然辐射的影响。法国,比利时和加拿大等国的核电站的周围就是居民区,离大城市只有15-25km。因此,民众对核电站运转中辐射污染的担忧是多余的。

另外,整个社会中绝对的安全是没有的。总的来说,核电事故发生的概率是极小的。美国科学曾对核电站有可能发生的10万中事故进行了系统分析,认为在美国每年每人死于核电站事故的概率仅为死于汽车车祸概率的7.6万分之一,100座核电站给美国人带来的风险只及闪电雷击带来风险的0.04%。

针对民众对核电站安全的质疑与恐慌,首先,政府,媒体应该大力在民众中普及核电知识,公平客观地介绍核电问题,加强科普工作。其次,民众对核电站的恐慌也一部分源于信息不透明,如果我国不准确地公布核电站的信息,“就算是物理学家也会感到恐慌”。因此,举国的“谈核色变”还在于体制透明化的问题,毕竟当一个人面临灾难时,“即便只给他一根稻草,他也会死死抓住的”。所以政府部门要建立正规的信息披露机制,让公众参与核电政策的制定与实际情况,让公众在参与其中并全面了解的情况下减少对核电的恐慌。再者,核工业界也更应完善自己的安全机制,注意严重事故的防范和缓解,进一步技术开发具有高安全水平的未来核电站。

(二)天然铀资源缺乏问题

目前,中国现在已探明的铀矿储量只够2020年1/3的用量,国家环保部核安全管理司副司长王中堂认为,"中国铀矿储量基本满足2020年核电装机容量达到4,000万千瓦的需要。如果得不到足够的  铀矿资源,不管建多少核电站,最终都将面临停产的困境。铀资源争夺将成为中国大力发展核电能源的必经战役。”而与此同时铀矿的贸易严格受IAEA的监控,从澳大利亚、加拿大等国进口铀矿需要涉及政治、军事等更加复杂的国际关系,并且由于全球各国为应对气候变化,都可能重新发展核电,如果对燃料需求速度增长过快,必然会影响国际价格。由于全球核燃料的供需存在结构性失衡,目前全球主要铀矿生产商已经垄断市场,随着未来国际潜在需求量的不断扩大,价格上涨的趋势不会改变,天然铀的成本将是我国核电发展的制约因素。

因此,中国核电发展必须考虑资源的瓶颈,在努力保证充足通畅的燃料的同时,大力研究开发快堆技术。

在“核能卷”第230页的“主要结论中,对铀资源对中国核电的制约给出这样的回答:“铀资源不是我国核电发展的制约因素,通过努力是完全可以克服的”。一方面,我国是潜在铀资源比较丰富的国家之一,而不是贫铀国家,有较大的发展潜力与前景。因此,我国应该加大投入力度,加强国内勘察,从而提高我国铀资源的保障能力。另一方面,利用国内国外市场的两种资源,加强国家的统筹安排,形成有强有力的团队,在国际市场上获得持续而廉价的铀资源供给,加强与铀资源丰富国家的贸易合作和投资,建立长期合作,降低我国因天然铀资源对外依存度高而对能源安全的威胁。

与此同时,我国要坚定不移地走循环经济的道路,实现铀钚的再循环复用和快中子增殖核燃料增殖,通过研发快中子核电站技术,将我国现有天然铀资源的利用率扩大60倍,从而提高铀资源利用度,大幅缓解对天然铀的需求,实现核燃料供应的可持续发展。再者,快中子反应堆还可以利用快中子将热中子反应堆中产生的长寿命放射性元素烧掉,减少对环境的污染和对后代的威胁。

(三)核电安全问题

核电站虽然与原子弹一样都利用了核裂变的原理,但其采用低浓度裂变物质作燃料,且分散在反应堆内,在正常情况下都不会自我爆炸。更何况在设计和建设过程中又多方采用现代科学技术,能根据需要使裂变反应有控制地进行,并能随时中止反应。所以,只要严格遵守操作规范,核电站的安全性是有充分保障的。此外,为确保安全性,核电站设置了3套屏障来防止放射性物质的外逸,还有一系列纵深的防御措施,如对核电站的设计,制造,施工,人员培训等都有严格的审批制度,以确保安全运行;核电站有一套完整的保护系统,该系统以假想的最严重的事故作为安全设计的依据,万一发生事故,能自动采取许多应急措施,甚至自动紧急停堆,等等,以确保核电站的安全和把核电站事故的影响缩到最小。

但是,绝对的安全是没有的,总的来说,核电安全性=飞机安全性,核电事故的几率约为100个核电站运行2500年,可能会发生一次事故。1979年三里岛事故和1986年切尔诺贝利事故以及福岛核泄漏事故在人们心中产生了极为广泛而严重的影响。而核电站不能避免极小概率的安全问题主要以下几点:

(1)核电站的超期服役问题。如日本核危机的背后便隐藏着超期服役的重大原因,据新华社报道,今年2月,根据东京电力公司对福岛核电站1号机组的分析报告显示,该机组已经服役40年,出现了一系列老化的迹象。虽然专家分析,在日本这样多地震的国家,仍然使用福岛第一核电站这样的老式沸水堆机组,十分不妥当,但在2010年—其40年使用寿命已到后,福岛第一核电站不知何故又比原本计划延寿20年,如果美欧此次事件发生,第一核电站的正事退役需要到2031年。

(2)人为隐患:操作技术人员的安全意识淡漠,没有严格履行管理规定,以及一连串的失误。法国人眼里,造成切尔诺贝利核泄漏事故的另一个原由,是前苏联核电组织机构和运作方面的重大缺陷:运行人员的行为不符合运行规程,该核电站也没有独立的管理体系。“毕果认为,切尔诺贝利和日本曾发生的核事故并不是人员的警惕性不够,主要是培训不足,反应过度造成,实际是对技术没有充分的理解”。

(3)设计缺陷,且核电站的抗灾害能力较弱。我们可以仔细对比分析历史上核事故,事故很大的原因都是因为核电站的自身设计存在问题。如最近发生的福岛核事故,一重要原因就是福岛第一核电站设计有缺陷。在去年3月11日的大地震后,核电站反应堆关机键“通风”功能瘫痪,致使压力无法释放,进而产生外壳爆炸,加剧放射性物质的泄漏。

而这些问题致命地影响了核电安全,对民众也产生巨大的生命安 

全。为了让核电的安全事故降低到最小以致全无,我们迫切的需要建立核电的安全机制,并采取以下措施:

(1)核电站的安全隐患进行排查,淘汰设备落后,老化的机组。(4)人员的安全素质培养,提高技术修养,目前中国核电站的最重要安全因素,就是专业人才的缺乏。而福岛危机提醒我们:人为错误可能会比全球变暖更灭亡世界。

(3)新一代核电站的研究,竭力弥补其技术缺陷。

(4)应急响应计划,并做好相应的应急响应准备工作,以在万一发生严重事故,大量放射性物质泄漏到外部环境的情况下,能够保障周围公众的健康与安全。我国的核应急工作实施国家,省市自治区和核电站三级管理体制,实行“备不懈,积极兼容,统一指挥,大力协同,保护公众,保护环境”的工作方针。

(四)核电站的经济竞争力问题

核电的建设成本极高,资金不足是制约我国核电发展建设的主要因素。面对这一因素,我国应将在将建造期间降低成本的成熟方式落到实处,以减少成本的制约,提高经济竞争能力。方法列举如下:“达到经济规模;流水线式建造方法,标准化和系列化建造;缩短建造周期;多机组建造;简化电站设计改进电站布置,使用模式化建造;有效的采购与合同;成本和质量控制;有效的项目管理;与相关法规管理当局密切配合与合作。”



另外,在核废料的处理问题,这也是成本高昂的领域,制约了我国核电站与其他能源方式的经济竞争。相关数据显示,每百万千瓦核电站每年可产生约550立方米的低放固体废物。以未来我国7000万千瓦核电装机计算,每年可产生约3.85万立方米的低放固体废物,就需要巨大的地下空间对这些核废料进行掩埋,这将对我国的核废料处理能力提出巨大考验。据公开资料显示,目前中国已建有两座中低放射核废料处置库,一座位于甘肃玉门,另一座竟然在广东大亚湾附近的北龙。根据中国核电发展规划,我国将在2015-2020年左右,确定永久性高放射核废料处置库的库址。因此,我国在建设放射核废料处置库的同时,将经济效益最大化,降低土地成本,研发新技术,新材料。

而从我国发电平均综合成本来看,火电最低,水电,核电紧随其后,水电,核电相较于风电,光电更具备大规模开发的成本优势,在运行中,更具经济竞争力。况且,相对于成本而言,能否长时间,稳定,不受环境影响地供电,是各类发电方式最重要的竞争力。在发电过程中,风电受风力,季节影响;水电受气候,汉语影响;光电则受制于四季,昼夜及阴晴。只有核电和火电能维持稳定的发电,而火电有对环境污染大的致命弱点,会渐渐降低在能源体系下的地位。因此。核电的发电成本低而具有持续性,稳定性优势。

由此可见,核电的经济竞争力主要受制于建设成本和核废料处理成本,只要我国在这两方面多下工夫,在减少成本的同时,优化集资  手段,扩大集资范围,使核电凭借着运行成本低,发电效益高,产出效果好的优势,从而富有极强的经济竞争力。

小结:

目前,我国核能在当前能源构成中仅占极小的比例。铀资源也比较缺乏,公众对核电的态度偏差,建设成本与核废料处理成本高,安全问题也有待完善。总的来说,我国核电正处于起步阶段,尚未形成一条确定的技术发展路线。但这一点反而成为有利条件,我国可以立足于当前世界最新技术基础与发展核能的优点上,来规划我国的核能。国家在政策层面上,应该做到:

1.推进体制改革和机制创新。核电企业要按照社会主义市场经济的总体要求,建立健全现代产权制度,规范企业法人治理结构,推进体制改革和机制创新。通过规划核电项目的建设,逐步推进现有国内技术力量和设备制造企业重组,以适应大规模核电建设的需要。

2.加大设备研发力度。成立国家核电技术公司,负责统一引进技术,消化吸收和创新,在国内企业实现技术共享;将核电设备制造和关键技术纳入国家重大装备国产化规划,形成设备的成套能力。对关键的设备,包括大型铸锻件,集中力量,重点突破。

3.完善核电安全保障体系,加快法律法规建设。坚持“安全第一,质量第一”的原则。依法强化政府核电安全监督工作,加强安全执法和监管。加大对核安全监管工作的人,才,物的投入,培育先进的核安全文化,积极开展核安全研究,继续加强核应急系统建设,制定事  故预防和处理措施,建立并保持对辐射危害的有效防御体系。

4.加强运行与技术服务体系建设,加快核电人才培养。按照社会化,市场化和专业化的思路,重点围绕核电站的开发,设计,建造,调试,运行,检修,人员培训,安全防护等方面,进行相应地科研和配套条件建设,建立和完善核电专业化运行与技术服务体系,全面提高核电站的安全,稳定运行水平,为更多企业投资建设核电站创造条件。

相信通过政府的努力,技术人员的支持,核电站先进管理体制的完善,社会大众的认同,核电的发展能在这肥沃政策,社会土壤的栽培下,告别发展难题,走出发展困境,迎来中国核电的盛夏。

引注:

1摘自新华社《哥本哈根会议之中国立场摘要》 ○2《可持续能源发展战略》 赵媛著;社会科学文献出版社;2001年○版

3《苏联核电安全报告》,强玉才,中国人民出版社,2003年版 ○4摘自《维基解密》 ○5《中国能源未来发展规划》,贺亮,军工大学出版社,2006年版 ○6《世界核电复兴的里程碑-中国核电发展前沿报告》,王秀清编著,○科学出版社,2008年版

7《中国能源战略思考》,庆承瑞主编,北京师范大学出版社集团,○2009年版

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