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中国核电发展概况 前景与发展方向

时间:2019-09-18 16:45      来源:未知   浏览量:

中国核电发展概况 前景与发展方向

截至2019年6月30日,我国大陆运行核电机组共47台,装机容量4873万千瓦;在建机组11台,装机容量约1134万千瓦,多年来保持全球首位。中国核能行业协会统计报告显示,2018年,我国大陆共44台商运核电机组,总装机容量4464.516万千瓦,占全国电力总装机容量的2.35%;全年核发电为2865.11亿千瓦时,约占全国累计发电量的4.22%,全年核电设备平均利用小时数为7499.22小时,设备平均利用率为85.61%。与燃煤发电相比,核发电相当于减少燃烧标准煤8824.54万吨,减少排放二氧化碳23120.29万吨,减少排放二氧化硫75.01万吨,减少排放氮氧化物65.30万吨。
 
经过30多年持续不断的发展,中国核电从无到有、从小到大,自主建设和引进消化吸收再创新同步进行,实现了三代核电技术设计自主化、重要关键设备国家产化;具有四代核电特征的高温气冷堆示范工程已进入工程最后阶段,预计在明年实现装料,60万千瓦霞浦示范快堆于2017年开工,目前工程推进顺利;在聚变堆研究方面,作为重要成员之一,中国积极参加国际热核聚变反应堆计划(ITER),并在关键领域取得了重要进展。
 
切尔诺贝利事故和日本福岛核事故为世界核电界敲响了警钟,也促使中国核电行业进一步优化设计、加强安全监管和日常运行管理,不断提升核电安全运行水平。
 
长期以来,我国核电安全运行一直保持良好业绩,根据世界核电运行协会(WANO)的综合指数统计,2017年,全球有57台机组获得满分100分,中国有11台;2018年,全球53台机组获得满分100分,中国有12台。我国是世界上少数几个拥有完整核燃料循环体系的国家,几十年来核电建设步伐没有停止,积累的核电建造能力居世界前列,包括AP1000、EPR在内的主要的三代核电率先在中国建成投运,自主三代核电华龙一号全球首堆福清5号已于今年4月提前50天启动冷试全面转入调试阶段,海外华龙首批项目(巴基斯坦卡拉奇2、3号机组)推进顺利。
 
核电的前景与发展方向
 
核电起步于上世纪50年代,在60多年的发展历程中,核电技术经历了原型堆、一代、二代、二代改进型等不同的技术发展阶段。随着BWER(美日)、APR1400(韩国)、VVER(俄罗斯)、AP1000(美国)、EPR(法国)等核电机组投运,以及我国华龙一号机组建设顺利推进,三代核电逐步成为当前及今后一段时间内的主力军;高温气冷堆、快堆等具有四代特征的核电技术正在中国示范建设,国际社会也正在组织对核聚变技术进行合作攻关,核电为人类解决未来能源大规模安全稳定供给问题提供了长远的解决思路。
 
与传统能源形式相比,核电具有低碳、清洁、高效、换料周期长(12-18个月换料)、使用寿期长(二代改进型及三代设计寿命已达60年)、运行成本低等属性,是目前唯一能够大规模替代化石能源的基荷能源形式。尽管核电发展面临核安全、公众接受等诸多挑战,但长远看,随着人类科技进步、管理升级,核电将越来越安全。譬如,核电行业正在开发耐事故核燃料,这种燃料与锆结合后不容易过热,也很少产生氢气,从而避免发生类似福岛事故那样的氢气爆炸;一些单位正在研究用其他材料取代锆或者二氧化铀,进一步提升核电安全性。可以预见,核电将会与水电、风电、太阳能等清洁能源以及传统的化石能源有机组合,为人类社会提供更加安全稳定的能源供应。核电的未来与人类社会和谐发展紧密相关,有着光明的未来。
 
那么,未来的核电、核能是什么样,又会以什么方式来满足人类社会对安全清洁电力供应的需求,以缓解气候变化、环境保护等问题。要回答这些问题,首先要回头看核能的本质属性,其次要思考未来社会的对能源的需要。
 
众所周知,1千克铀(U235)全部裂变放出的能量相当于2700吨标准煤燃烧释放出的能量,核聚变效率比核裂变还要高出好几倍,核能高效,且裂变、聚变过程均无温室气体或其它有害气体产生,因此,一代代科学家和工程技术人员潜心于和平利用核能,为人类社会服务。展望未来,核电或者核能将以大、中、小、微等多种方式服务于人类社会。
 
首先,在清洁能源供应方面,核电将为人类解决大规模安全稳定的电力供应问题提供解决方案。以中国为例,目前可以提供30万千瓦、60万千瓦、百万千瓦及以上的各种类型成熟核反应堆技术,设备国产化率可达85%以上。
 
其次,人类核电站技术主要利用核裂变机理,从原型堆发展到目前开始示范的具有四代核电特征的快堆、高温堆技术。同时,包括中国在内的世界各主要核电国家均在研发核聚变堆。按照科学分析,核聚变技术将为人类终极解决电力供应问题提供可靠选择。
 
第三,随着中小型反应堆技术的发展和成熟,核电将在满足岛屿、海洋平台、远洋运输、偏远地区等特殊环境下的电力或动力供应发挥独特作用。近年来,模块化小型堆研发广受关注。美国能源部支持mPower、Nuscale两种模块化小型堆设计;俄罗斯KLT40S浮动核电站处于调试阶段,预计今年完工,RITM——200核动力破冰船首艘“北极号”2013年开工、2016下水。韩国SMART模块化小型堆完成设计,正在开展工程可行性研究。我国模块化小型堆ACP100已完成初步设计,具备工程条件;浮动核电站ACP25S、ACP100S,ACPR50S均在开展初步设计;“燕龙”低温供热堆正在开展方案设计,清华大学低温供热堆已完成初步设计。
 
另外,利用放射性同位素衰变机理研发的放射性同位素电池(核电池)已成功用作航天器、心脏起搏器、海底电缆中继器等的电源。核电池取得实质性进展始于20世纪50年代未,由于其具有体积小、重量轻和寿命长等特点,且其能量大小、速度不受外界环境如温度、化学反应、压力、电磁场等影响,可在很大温度范围和恶劣环境中工作。随着同位素利用技术的不断进步,核电池将在航天航空、深空探测、深海探测、交通运输、电动机械等领域广泛利用。
 
总之,核能是二十世纪人类最伟大的发现之一。核科学与技术已广泛应用于能源、工业、农业、医学等广泛领域,随着人类科学技术不断进步,未来的核能必将以其独有优势发挥独特作用,服务于人类对于和平美好生活的需要。

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