聯(lián)合設(shè)計(jì)合作建設(shè) 助力EPR快速發(fā)展中國第三代核電技術(shù)的又一選擇

1、“聯(lián)合設(shè)計(jì)、合作建設(shè)” 助力EPR快速發(fā)展-中國第三代核電技術(shù)的又一選擇作者：李崢隨著2009年12月21日臺(tái)山核電合營有限公司的正式成立，EPR成為了中國第三代核電技術(shù)的又一選擇，而“聯(lián)合設(shè)計(jì)、合作建設(shè)”的建設(shè)模式使得該項(xiàng)目刷新了中國在引進(jìn)技術(shù)建設(shè)首座核電站中的自主化、國產(chǎn)化紀(jì)錄，而中國又朝著第三代核電技術(shù)自主化的目標(biāo)邁出了一大步。關(guān)于EPR現(xiàn)今具有代表性的第三代核電技術(shù)大致有6種堆型。分別是美國西屋電氣公司的先進(jìn)非能動(dòng)壓水堆(AP1000）、法國阿?，m公司的歐洲壓水堆（EPR）、美國通用電氣公司的先進(jìn)沸水堆（ABWR）和經(jīng)濟(jì)簡化型沸水堆（ESBWR）、日本三菱公司的先進(jìn)壓水堆（APWR）和

2、韓國電力工程公司的韓國先進(jìn)壓水堆（APR1400）。其中最具代表性的就是AP1000和EPR。EPR為單堆布置四環(huán)路機(jī)組，電功率1525 MWe，設(shè)計(jì)壽命60年，雙層安全殼設(shè)計(jì)，外層采用加強(qiáng)型的混凝土殼抵御外部災(zāi)害，內(nèi)層為預(yù)應(yīng)力混凝土。EPR主要的設(shè)計(jì)特點(diǎn)如下。安全性高EPR通過主要安全系統(tǒng)4列布置，分別位于安全廠房4個(gè)隔開的區(qū)域，簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，擴(kuò)大主回路設(shè)備儲(chǔ)水能力，改進(jìn)人機(jī)接口，系統(tǒng)地考慮停堆工況，來提高縱深防御的設(shè)計(jì)安全水平。EPR滿足法德兩國核安全當(dāng)局提出的“加強(qiáng)防范可能損壞堆芯的事件，緩解堆芯熔化的放射性影響”兩方面的要求，具有更高的安全性。安全殼具有非常高的密封性EPR的密封水平是

3、國際上唯一的，反應(yīng)堆廠房非常牢固，混凝土底座厚達(dá)6m，安全殼為雙層，內(nèi)殼為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，外殼為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，厚度都是1.3m。2.6m厚的安全殼可抵御墜機(jī)等外部侵襲。即使發(fā)生概率極低的熔堆事故，壓力殼被熔穿，熔化的堆芯逸出壓力殼，熔融物仍封隔在專門的區(qū)域內(nèi)冷卻。這一專門區(qū)域的內(nèi)壁使用了耐特高溫保護(hù)材料，能夠保證混凝底板的密封性能。EPR的熔堆事故影響嚴(yán)格限制在反應(yīng)堆安全殼內(nèi)，核電站周邊的居民、土壤和含水層都受到保護(hù)。降低運(yùn)行和檢修人員的輻照劑量EPR運(yùn)行和檢修人員的輻射防護(hù)工作將進(jìn)一步加強(qiáng)：集體劑量目標(biāo)與目前經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織國家核電站的平均劑量相比，將降低一倍以上。EPR考慮內(nèi)部事件的

4、堆芯熔化概率6.3×10-7/堆年，在電站壽期內(nèi)可用率平均達(dá)到90%，正常停堆換料和檢修時(shí)間16天，運(yùn)行維護(hù)成本比現(xiàn)在運(yùn)行的電站低10%，經(jīng)濟(jì)性高。建造EPR的投資費(fèi)用低于1300歐元/kW，發(fā)電成本低于3歐分/kWh。經(jīng)濟(jì)性高EPR的發(fā)電成本很低，比N4系列反應(yīng)堆低10%。主要優(yōu)化措施是：（1）EPR的功率（約1600 MW）比近期建設(shè)的反應(yīng)堆功率（約1450 MW）更高。（2）建設(shè)周期更短：從建造至商業(yè)運(yùn)行計(jì)劃用57個(gè)月。（3）能量效益提高到36%，這是輕水反應(yīng)堆最好的指標(biāo)。（4）EPR技術(shù)壽期將達(dá)到60年。（5）提高燃料的利用率。在發(fā)電量相同的條件下，EPR將減少使用15%的鈾

5、，廢物產(chǎn)量因此降低。同樣，也降低了核燃料循環(huán)（從鈾濃縮到后處理等各個(gè)環(huán)節(jié)）的費(fèi)用。（6）EPR降低了運(yùn)行費(fèi)：由于提高了人機(jī)接口的質(zhì)量和主控室的功效，操作簡化，通過運(yùn)行支持系統(tǒng)，提升自動(dòng)化水平；設(shè)備布局更合理，便于進(jìn)入工作區(qū)，簡化了檢修，縮短了工期；可進(jìn)行不停運(yùn)的標(biāo)準(zhǔn)化保養(yǎng)維修；停堆換料期減至16天；反應(yīng)堆壽期內(nèi)可利用率可達(dá)到91%，法國在役反應(yīng)堆的平均使用率為82%。（7）EPR的發(fā)電成本將降至30歐元/MWh，比天然氣低20%。發(fā)電成本包括各種外部費(fèi)用：研發(fā)費(fèi)、乏燃料后處理費(fèi)、廢物處置費(fèi)、設(shè)施退役費(fèi)。與之相比，化石能源發(fā)電成本不含外部費(fèi)用。儀控系統(tǒng)和主控室的成熟設(shè)計(jì)EPR的儀控系統(tǒng)和主控室采

6、用成熟的設(shè)計(jì)，充分吸取已運(yùn)行電站數(shù)字化儀控系統(tǒng)、人機(jī)接口等經(jīng)驗(yàn)反饋，吸取先進(jìn)技術(shù)設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)。儀控采用4列布置，分別位于安全廠房的不同區(qū)域，避免發(fā)生共模失效。主控室與N4機(jī)組的高度計(jì)算機(jī)化控制室相同，專門設(shè)有用于維護(hù)和診斷工作的人機(jī)接口。雖然核電被認(rèn)為是是代替火電廠、減少溫室氣體以及減少廢氣污染的最有效手段。但目前全世界很多國家都有團(tuán)體和專家反對(duì)建核電站，主要是對(duì)核電安全問題的擔(dān)憂。實(shí)際上成本問題才是核電發(fā)展會(huì)遇到的最大困難。臺(tái)山核電站繼引進(jìn)美國西屋公司AP1000后，EPR成為中國第三代核電技術(shù)的又一選擇。2009年12月21日上午，人民大會(huì)堂，在國務(wù)院副總理李克強(qiáng)及法國總理菲永的見證下，中廣

7、核與法國電力公司合資的臺(tái)山核電合營有限公司正式成立。167.4億元的注冊(cè)資本，超過500億的投資總額，使得這家公司成為中法最大的清潔能源合資企業(yè)，也是目前國內(nèi)電力領(lǐng)域投資規(guī)模最大的中外合資企業(yè)。按計(jì)劃，臺(tái)山核電合營公司由中廣核和法國電力公司按70和30的比例投資和占股，首期工程將采用法國阿?，m公司的第三代核電技術(shù)建設(shè)2臺(tái)EPR型壓水堆核電機(jī)組。而臺(tái)山核電也是中國首座、全球第三座采用EPR三代核電技術(shù)建設(shè)的大型商用核電站。另外兩座在建的EPR堆型核電站有法國的弗拉芒維爾核電站，芬蘭的奧爾基盧奧托核電站此次核島設(shè)計(jì)供貨由阿?，m與中廣核工程公司、中廣核設(shè)計(jì)公司組成的聯(lián)合體承擔(dān)，中方承擔(dān)的設(shè)計(jì)工作和供

8、貨份額超過50%，主設(shè)備國產(chǎn)化比例達(dá)到50%；汽輪發(fā)電機(jī)組由東方電氣集團(tuán)與阿爾斯通(ALSTOM)組成的聯(lián)合體承擔(dān)，中方份額達(dá)到2/3；常規(guī)島設(shè)計(jì)供貨由中廣核工程公司、中廣核設(shè)計(jì)公司、阿爾斯通及廣東電力設(shè)計(jì)院組成的聯(lián)合體承擔(dān)。臺(tái)山核電站是繼大亞灣核電站之后，國內(nèi)第二個(gè)采用中外合資模式建設(shè)的核電項(xiàng)目。項(xiàng)目主體工程建設(shè)已開始動(dòng)工，預(yù)計(jì)到2013年底，首臺(tái)機(jī)組就將可以投入商業(yè)運(yùn)行。第三代核電技術(shù)的中國博弈法國電力公司與中廣核淵源頗深。在1984年至1994年期間，中廣核興建其第一家核電站大亞灣核電廠時(shí)，法國電力公司就是技術(shù)責(zé)任方。而在大亞灣投產(chǎn)以后，法國電力公司繼續(xù)作為廣東核電合營公司的運(yùn)行顧問。此

9、后，中廣核開發(fā)的嶺澳核電站一期和二期也繼續(xù)聘請(qǐng)法國電力公司提供技術(shù)服務(wù)。由于中廣核長期使用法國技術(shù)，員工也都是法方幫助培訓(xùn)的，這為中廣核最終選擇引進(jìn)法國阿?，m集團(tuán)的EPR技術(shù)埋下了伏筆。而此次中法合資成立臺(tái)山核電站，無疑是法國在與美國對(duì)中國第三代核電技術(shù)的競爭中扳回了重要的一局。法國阿?，m公司的EPR技術(shù)與美國西屋公司AP1000代表了當(dāng)今第三代核電技術(shù)的兩大主流。自2003年起，針對(duì)中國第三代核電技術(shù)的招標(biāo)，兩家公司就展開了激烈爭奪。2006年末，國家核電技術(shù)招標(biāo)機(jī)構(gòu)在經(jīng)過長達(dá)3年的招標(biāo)程序后，最終決定引進(jìn)西屋電氣的AP1000技術(shù)來建設(shè)浙江三門和山東海陽的4臺(tái)百萬kW級(jí)的核電機(jī)組。2007

10、年7月，中國與西屋公司達(dá)成了最終合同，同時(shí)約定AP1000技術(shù)必須100轉(zhuǎn)讓完整，AP1000關(guān)鍵設(shè)備也將100國產(chǎn)化。中美簽定核電世紀(jì)大單使法國遭到了重大打擊，但阿?，m絕不愿放棄中國這個(gè)巨大的市場。有人士認(rèn)為，緩解中美貿(mào)易逆差是中方?jīng)Q定選擇美國西屋公司的重要原因之一。但出于各方利益平衡的考慮，中國會(huì)做出第二選擇。果不其然，在西屋獲得合同幾個(gè)月之后，2007年底，阿?，m集團(tuán)終于敲開了中國核電市場大門，獲得了中廣核臺(tái)山項(xiàng)目的兩個(gè)第三代核反應(yīng)堆合同，除此之外中廣核還與阿?，m達(dá)成了關(guān)于鈾礦投資等方面協(xié)議。總價(jià)值80億歐元的一攬子協(xié)議，成為全球涉及金額最大的民用核電合作協(xié)議。全盤技術(shù)轉(zhuǎn)讓對(duì)于法國阿?，m

11、公司此前在第三代核電技術(shù)招標(biāo)的落敗，曾參與招標(biāo)的專家透露，一個(gè)重要原因在于當(dāng)時(shí)阿海琺在技術(shù)轉(zhuǎn)讓上的態(tài)度不如西屋公司徹底。而為了不徹底被中國這個(gè)大市場所拋棄，法國人最終還是選擇接受了全盤技術(shù)轉(zhuǎn)讓的條件。據(jù)阿?，m中國區(qū)高層解釋，阿?，m對(duì)中國的技術(shù)轉(zhuǎn)讓事項(xiàng)包括核島部分和核燃料組建的技術(shù)。具體操作時(shí)，為了消化技術(shù)，阿?，m將和中廣核成立聯(lián)合體，阿?，m把技術(shù)轉(zhuǎn)讓給聯(lián)合體。為此，阿海琺將和中廣核將組建相關(guān)合資公司。這合資公司的股權(quán)比例，雙方還在繼續(xù)談判，阿海琺希望能持有50%的股份。這種操作方式與美國西屋聯(lián)合體AP1000“落地”中國的方式相似。為了消化AP1000技術(shù)，中國專門成立了國家核電技術(shù)有限公司，

12、它的任務(wù)，主要就是引進(jìn)、吸收、消化和創(chuàng)新第三代核電技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)中國自主設(shè)計(jì)第三代核電項(xiàng)目的目標(biāo)。對(duì)于阿?，m來說，最重要的是，通過與中廣核合作，將使EPR技術(shù)終于得以進(jìn)入中國市場，與西屋公司主導(dǎo)的AP1000技術(shù)共同爭奪未來的中國第三代核電市場。可以說阿?，m同意轉(zhuǎn)讓技術(shù)，法國電力公司與中廣核組建合資公司，不僅是看中臺(tái)山這個(gè)項(xiàng)目，更是想通過這個(gè)項(xiàng)目為法國的第三代核電技術(shù)EPR在中國打開市場空間。核電自主化迎機(jī)遇2009年以來，陸續(xù)有消息稱，2020年的核電目標(biāo)有望調(diào)整為7000萬kW，乃至8600萬kW?！半m然目前來看，2020年的核電目標(biāo)是最終調(diào)整為多少還沒有定論。但無論調(diào)整為多少，比原定目標(biāo)會(huì)有較大幅度增長，這是大勢所趨?！眹夷茉淳忠晃回?fù)責(zé)人在近期表示。無論從能源資源和環(huán)境角度，中國迫切需要發(fā)展核電。按照目前的經(jīng)濟(jì)增長態(tài)勢無約束發(fā)展，20