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2023年7月31日，國務院常務會議審議核準6臺三代核電機組，三代核電批量化建設穩(wěn)步推進。
隨著我國核電技術(shù)不斷成熟完善，尤其是當前最先進的主流商用核電技術(shù)——三代核電技術(shù)的批量建設，中國核電技術(shù)已具有自主知識產(chǎn)權(quán)，安全性能優(yōu)勢凸顯，從技術(shù)“追趕者”變?yōu)榧夹g(shù)“并跑者”，部分環(huán)節(jié)已是“領跑者”。
當前，我國在運核電機組超過50臺，上網(wǎng)電量占比逐年上升，核能發(fā)電量占總發(fā)電量的5%左右，而全球核電占比約10%。在“雙碳”戰(zhàn)略目標下，我國核電發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>
隨著三代核電技術(shù)的成熟應用，核電行業(yè)迎來高質(zhì)量發(fā)展黃金期。
中國三代核電技術(shù)躋身世界前列
20世紀，蘇聯(lián)切爾諾貝利、美國三里島等核事故發(fā)生后，美國、法國、俄羅斯等國針對核電設計、運行安全等方面提出一系列改進、增強安全性的措施，第三代核電技術(shù)應運而生。
與第二代核電技術(shù)相比，第三代核電技術(shù)滿足“預防和緩解嚴重事故”的各類技術(shù)標準，安全性能明顯提高。
我國從2003年起啟動第三代核電技術(shù)的招標工作，并于2006年決定引進美國西屋公司AP1000三代核電技術(shù)，從2009年首臺機組開工建設，經(jīng)歷十余年技術(shù)引進、消化、吸收和再創(chuàng)新，共建有浙江三門核電一期、山東海陽核電一期共4臺機組。
目前，我國主要在發(fā)展的三代核電技術(shù)有五種，分別為美國AP1000、歐洲EPR、俄羅斯VVER，以及“華龍一號”和“國和一號”(CAP1400)，后兩者擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。
“華龍一號”是中核ACP1000和中廣核ACPR1000+兩種技術(shù)的融合;“國和一號”(CAP1400)是我國在消化、吸收、全面掌握AP1000的基礎上，開發(fā)出的功率更大的核電機組技術(shù)。
2021年1月30日，全球第一臺“華龍一號”核電機組福建福清核電5號機組完成滿功率連續(xù)運行考核，投入商業(yè)運行。“這標志著我國在三代核電技術(shù)領域躋身世界前列。”中核集團董事長余劍鋒說，“中國成為繼美國、法國、俄羅斯等國家之后又一個掌握自主三代核電技術(shù)的國家。”
核電站最核心的部分是堆芯，第二代核電技術(shù)采用“能動”系統(tǒng)為堆芯降溫，也就是通過外部電能提供動力，驅(qū)動冷卻水循環(huán)降溫，而“華龍一號”給堆芯上了“雙保險”，創(chuàng)新采用“能動和非能動”相結(jié)合安全系統(tǒng)及雙層安全殼等技術(shù)。
《瞭望》新聞周刊記者采訪了解到，福清核電5號機組堆芯上方安置了3個千噸級的超大水箱，假如能動系統(tǒng)無法使用，水箱里的數(shù)千噸水可以依靠重力自然循環(huán)為堆芯降溫。此外，核島被巨型混凝土殼所包裹，分為兩層，內(nèi)殼厚1.3米，外殼厚1.8米，全部采用高強度預應力混凝土建造。
據(jù)了解，作為世界最先進的第三代核電技術(shù)之一，安全性是“華龍一號”的最大優(yōu)勢，不僅能把放射性物質(zhì)牢牢鎖住，還可抵御目前經(jīng)歷過的所有級別的臺風、9級地震及大型飛機的外部撞擊。
在近20年的研發(fā)工作中，“華龍一號”研發(fā)團隊共開展了54項科研攻關項目，其自主知識產(chǎn)權(quán)覆蓋了設計、燃料、設備、建造、運行、維護等領域，在反應堆堆芯設計、能動和非能動安全技術(shù)、燃料技術(shù)、計算分析軟件等方面，掌握了核心技術(shù)。
批量化建設穩(wěn)步推進
我國三代核電技術(shù)的自主創(chuàng)新，帶動了高端裝備制造業(yè)升級。“華龍一號”涉及5300多家設備供貨廠家，分布全國各地，各項組件共計6萬多臺套設備，所有核心設備實現(xiàn)國產(chǎn)，設備國產(chǎn)率達到88%以上。
一大批核電裝備和零部件生產(chǎn)企業(yè)伴隨“華龍一號”迅速成長，我國核電建造隊伍也已全面掌握自主建造三代核電站的核心技術(shù)和建設經(jīng)驗。
當前，我國在建三代核電機組超過20臺，呈現(xiàn)多基地、多機組同時在建態(tài)勢。
2023年3月25日，中國西部地區(qū)首臺“華龍一號”——中廣核廣西防城港核電站3號機組投產(chǎn)發(fā)電。迎峰度夏期間，該機組保持安全穩(wěn)定運行，源源不斷為廣西及周邊提供清潔電力。目前，防城港核電站4號機組已完成反應堆壓力容器本體役前檢查工作，預計將于2024年上半年高質(zhì)量投產(chǎn)。
在廣東，中廣核太平嶺核電項目1號機組核島、常規(guī)島主設備安裝工作順利推進，項目2號機組核島主設備及其他安裝吊裝工作正全面開展;陸豐核電項目5號機組，周邊廠房首層墻體基本完成，常規(guī)島汽輪機廠房筏基澆筑完成，項目建設現(xiàn)場安全穩(wěn)定有序。
福建漳州核電項目，整體規(guī)劃建設6臺百萬千瓦級核電機組，并留有擴充兩臺核電機組建設的位置。1號機組于2019年10月開工，計劃明年10月建成投產(chǎn);2號機組于2020年9月開工，計劃2025年建成投產(chǎn);3號機組計劃今年開工。整個項目計劃于2035年完成，建成后每年可發(fā)電720億千瓦時……
在國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈支撐下，我國已具備同時開工近20臺“華龍一號”核電機組建設能力，還積極聯(lián)合核電產(chǎn)業(yè)鏈上下游5000多家企業(yè)，開發(fā)新技術(shù)，研制新裝備，輸出管理經(jīng)驗，協(xié)助搭建完善的質(zhì)保體系，有效促進了國內(nèi)裝備制造業(yè)和施工產(chǎn)業(yè)鏈的整體能力提升。
“依托‘華龍一號’批量化建設，中國一重(3.080, 0.01, 0.33%)完成了二代到三代的核電設備更新迭代，實現(xiàn)了企業(yè)由單件小批量到智能化、批量化的產(chǎn)能升級發(fā)展。”中國第一重型機械股份公司副總經(jīng)理許崇勇說。
核電投資大、效益高，三代核電批量化建設將為中國經(jīng)濟發(fā)展注入“核動力”。福建寧德核電有限公司董事長田輝宇介紹，寧德核電項目二期5、6號機組預計投資約415億元，單臺機組能夠滿足100萬人口的生產(chǎn)生活用電需求;伴隨著二期工程建設，高峰期預計有超過15000名建設者同時在項目現(xiàn)場，將進一步帶動周邊經(jīng)濟發(fā)展。
在山東省榮成市石島灣核電廠址，“國和一號”(CAP1400)示范工程正在穩(wěn)步建設中，工程現(xiàn)場有萬余名建設者日夜奮戰(zhàn)。該項目一期規(guī)劃建設2臺“國和一號”機組，兩臺機組單機發(fā)電功率153.4萬千瓦，設計壽命60年。
“國和一號”批量化建設也于2022年提速。2022年，國務院共核準10臺核電新機組，“國和一號”占比過半——三門核電二期、海陽核電二期、廉江核電一期共6臺機組均采用該技術(shù)路線。
2023年核準的6臺三代核電機組中，福建寧德核電項目5、6號機組和山東石島灣核電廠擴建一期工程項目1、2號機組，4臺機組采用“華龍一號”;遼寧徐大堡核電項目1、2號機組，2臺機組采用“國和一號”。
實現(xiàn)“走出去”，是我國從核大國走向核強國的關鍵指標。2023年7月14日，巴基斯坦恰希瑪核電站5號機組破土動工，成為我國成功“走出去”的第3臺“華龍一號”核電機組。在此之前，2015年8月開建的巴基斯坦卡拉奇2號核電機組，是繼福建福清5號機組之后全球第二個開建的“華龍一號”核電項目，已于2021年5月20日正式投入商業(yè)運行。
多元化應用加速
2023年7月，全球首個開工的陸上商用模塊化小堆“玲龍一號”核心模塊完成出廠驗收，標志著我國在全球率先邁出了模塊化小堆工程落地關鍵一步。建成后年發(fā)電量可達10億千瓦時，滿足52.6萬戶家庭生活所需。同時相當于減少二氧化碳排放88萬噸、植樹造林750萬棵。
“十四五”規(guī)劃明確推動模塊式小型堆等先進堆型示范和核能綜合利用，意味著核能的多元化應用、多用途發(fā)展按下加速鍵。
小型模塊化核反應堆造價更低、建造周期短、更安全靈活。“玲龍一號”是中核集團研發(fā)的陸上商用模塊化、多用途小型堆，除了發(fā)電，還具有熱電聯(lián)供、水電聯(lián)供、城市區(qū)域供熱、海水淡化、工業(yè)工藝供熱、自備電廠等多用途。
當前，我國積極推進核能與核技術(shù)在供熱、制氫、海水淡化、綠色電動車、醫(yī)療、環(huán)保、太空航行、深海探測、海島供能、核動力與常規(guī)動力混合驅(qū)動的大型運輸艦船等多方面的綜合利用。
2022年11月1日，遼寧紅沿河核電站核能供暖示范項目正式投運供熱，項目覆蓋大連市瓦房店紅沿河鎮(zhèn)，惠及當?shù)亟鼉扇f居民。據(jù)測算，項目投運后每年將減少標煤消耗5726噸，減排二氧化碳1.41萬噸、煙塵209余噸、二氧化硫60余噸、氮氧化物85噸多、灰渣2621噸，將有效改善供暖區(qū)域大氣環(huán)境。
2022年12月15日，秦山核電供熱項目在浙江海鹽正式建成投用。這是我國南方首個核能供熱示范工程，開創(chuàng)了我國南方核能供熱的先河，供暖面積達46萬平方米，惠及近4000戶居民。
在中核集團，核技術(shù)應用產(chǎn)業(yè)主要包括同位素及其制品、核醫(yī)療、核醫(yī)藥、放射源及工業(yè)應用、輻射加工、核儀器儀表等。比如，在放射性藥物方面，中核集團占全國市場規(guī)模70%以上，生產(chǎn)的碳-13、碳-14呼吸檢測試劑，碘-125籽源，甲亢、甲癌治療用碘-131藥物，骨癌鎮(zhèn)痛治療用鍶-89等藥物的應用處于世界領先地位。
核能供汽是利用核電廠熱量，解決石化產(chǎn)業(yè)用汽需求，降低綜合能耗和消除環(huán)境污染的一種新途徑。2022年5月27日，田灣核電蒸汽供能項目全面拉開建設帷幕。該項目以田灣核電3、4號機組蒸汽作為熱源，在物理隔絕的情況下，通過多級換熱，最終通過工業(yè)用汽管網(wǎng)，將蒸汽輸送至連云港石化產(chǎn)業(yè)基地進行工業(yè)生產(chǎn)利用，安全可靠、清潔高效。
在山東榮成，“國和一號”融合核電與地方經(jīng)濟、社會、環(huán)境的綜合協(xié)調(diào)發(fā)展，著力打造集核能供熱、海水淡化、核風光等綜合智慧能源于一體的“國和一號+”智慧核能綜合利用示范工程。
該工程包括“核能供熱”工程：可解決威海市2700萬平方米的供熱需求，助力山東省清潔供暖產(chǎn)業(yè)發(fā)展;“海水淡化”工程：日產(chǎn)1萬噸海水淡化項目作為戰(zhàn)略備用水源，未來將擴容至日產(chǎn)10萬噸，實現(xiàn)周邊供水;“海上風電”項目：打造集“海上風電+海水制氫+海上牧場+海上觀光”于一體的海洋資源立體化開發(fā)示范項目……
專家表示，未來，大型核電機組及小型反應堆疊加風能、光伏、儲熱聯(lián)合經(jīng)濟運行，可以同步緩解城市清潔取暖和水資源制約發(fā)展等諸多難題，助力“雙碳”目標的實現(xiàn)。（王豐）
責任編輯：張棟鈞
校對：高慧君
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