核电能量密度大、机组可用率高,可连续稳定提供可靠岀力,目前我国已经具有了第三代核电技术,核电已然成为国之重器,那么核电的第几代技术是按照什么划分的?“国和一号”和“华龙一号”两大核电国之重器如何发挥作用?碳中和背景下,核电未来又会如何发展?
上世纪50年代,苏联就建立了第一座装机容量为5兆瓦的奥布宁斯克核电站。1991年,全世界近30个国家和地区建成的核电机组有423套。而此时我国核电工程才刚刚起步,各方面技术都相对落后,处处受制于人。
1991年12月15日,秦山核电站并网发电,装机容量30万千瓦,使我国成为世界上第七个自主设计建造核电站的国家,被誉为“国之光荣”,中国核电从这里开始起步。
经过30多年的连续不间断地建设、运营,中国先后掌握了30万、60万、100万千瓦级别的核电技术,形成了完整的核电工业体系,已率先实现由二代向三代核电技术的跨越,跻身世界核电大国行列,成为全球少数几个拥有完整核工业体系的国家。
如今的秦山核电站已经有9台运行机组,总装机容量为660万千瓦,年发电量约500亿千瓦时,是目前我国核电机组数量最多、堆型品种最丰富、装机容量最大的核电基地。
经常提及的核电第三代技术属于什么级别的技术?核电的第几代技术是按照什么区分的呢?
核电的第几代技术主要是按照两大指标进行区分,一个是发生大规模放射性泄露的指标,另一个就是熔堆的可能性(反应堆损坏,熔化),以此区别几代。安全性能增高,就提升一级,严格来讲第几代技术跟堆型(压水堆、重水堆)没有关系。
安全是核电发展的前提,世界各国目前核电建设重点是采用更安全、更先进的第三代核电机组,第三代核电站的安全性明显高于第二代核电站。
目前,我国已经构建了立体化的核电技术体系,已经拥有具有自主知识产权的“华龙一号”和“国和一号”第三代核电技术和具备第四代技术特征的高温气冷堆技术。
国际上,美国非能动AP1000核电站、法国EPR核电站同样都属于第三代核电技术。我国三门核电一号机组为美国AP1000全球首堆,台山核电一号机组为法国EPR全球首堆。
华龙一号是中核集团和中广核集团在我国30余年核电设计、制造、建设和运行经验的基础上,推出的三代核电技术,采用“能动+非能动”安全设计理念,拥有自主知识产权。
华龙一号设计寿命为60年,反应堆采用177堆芯设计,堆芯设计换料周期18个月,创新采用“能动和非能动”相结合安全系统及双层安全壳等技术,在安全性上满足国际最高安全标准要求。
去年,“华龙一号”全球首堆福清核电 5号机组实现并网发电。2021年,华龙一号海外首堆机组也实现了首次并网成功发电。
国和一号,也称作CAP1400,是我国在引进消化吸收国际先进三代核电技术的基础上,依托国家大型先进压水堆核电站重大专项开发的、具有自主知识产权的大型先进核电型号。
国和一号采用“非能动”安全设计理念,单机功率达到150万千瓦,成功超越了AP1000技术引进合同设置的1350兆瓦的技术门槛,是我国自主设计的最大功率的核电机组。
国和一号核电机组设计寿命也可达60年,发生严重事故的概率相比二代核电机组降低100倍,单台机组每小时最多可以发电150万度电。
这两大核电技术虽然采用不同的技术路线,都代表着我国核电技术和装备制造的最高水平。
核能是一种低成本,高效率的清洁能源,然而经过一系列的核安全事件后,如切尔诺贝利事件、日本的福岛事件,核电站的建设一度被诟病,社会各界许多人认为核能开发弊大于利,一时间核电站建设的脚步缓慢下来。
核电专家指出,在核电站建设上,一半的投资是用来保证核能安全。如华龙一号独有的 “177堆芯”技术,能动与非能动系统的应用以及双层安全壳设计,确保了核能的安全利用,即使反应堆发生意外事故也能确保放射性物质不会外漏,坚硬的外壳还能抵抗龙卷风、海啸、地震等自然灾害,甚至能抵抗住大飞机的撞击。
据中国核能行业协会统计,2020年1-12月全国累计发电量为74170.40亿千瓦时,运行核电机组累计发电量为3662.43亿千瓦时,占全国累计发电量的4.94%。核电在全社会用电量中的比重仍偏低。
2021年国家两会报告提出“在确保安全的前提下积极有序发展核电”,也体现了鲜明的政策导向,核电行业前景预期良好。据有关机构预测,预计到2035年,我国核电发电量约占全国发电量的10%左右。加快能源绿色转型,建设清洁、低碳、高效的现代能源体系,未来15年核电仍处于我国能源发展的重要战略机遇期。
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聚核一成功,这些核电站基本成了难以清除的垃圾