核电站的作用精编5篇
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核电站的作用范文1
今年是中国核事业创建50年,也是中国加入国际原子能机构20周年。国防科工委副主任、国家原子能机构主任张华祝9月1日在北京说,近日,国务院就进一步推进我国核电建设作出决策,批准了浙江三门、广东岭澳扩建项目,各建设两台百万千瓦压水堆核电机组;广东阳江项目和浙江秦山二期扩建项目正在报审过程中。
逐步提高核能在能源供应总量中的比例
张华祝说,中国把核电作为国家能源战略的重要组成部分,逐步提高核能在能源供应总量中的比例。在经济发达、电力负荷集中的沿海地区,核电将成为电力结构的重要支柱。中国核电建设在以我为主,中外合作,引进技术,推进自主化的方针指导下,统一技术路线,采用先进技术,不断提高核电机组的安全水平和经济性,实现大型核电机组建设的自主化和本地化,提高核电产业的整体能力。
2003年,中国大陆核电的累计发电量438亿千瓦时,上网电量415亿千瓦时。在浙江、广东两省,核电上网电量均超过本省总发电量的 13 %,核电成为当地电力结构的重要支柱,为促进当地社会经济的发展作出了重要贡献。运行的核电机组安全情况良好,核电厂周围环境的辐射水平一直保持在环境本底水平。
他说,中国核能事业创建于1955年,在较短的时间里,以较少的投入,走出了一条适合中国国情的发展道路,取得了举世瞩目的成就。上世纪80年代以来,中国在核电技术的研究开发、工程设计、设备制造、工程建设、营运管理等方面,具备了相当的基础和实力,能自主设计建设30万千瓦和60万千瓦压水堆核电机组,也具备了以我为主、中外合作建设百万千瓦级压水堆核电机组的能力。
据张华祝介绍,中国自主设计建设的第一座核电站――秦山核电站于1991年建成投产,结束了中国大陆无核电的历史。1994年建成投产的大亚湾核电站开创了中外合作建设核电站的成功范例。1996年开始,中国自主设计建设了秦山二期核电站;与国外合作建设了岭澳核电站、秦山三期核电站和田湾核电站。截至2004年7月,共有9台核电机组投入运行,总装机容量701万千瓦;建设中的江苏田湾核电站2005年将全部建成投运,届时核电总装机容量将达到913万千瓦。
积极开展其他形式核能利用的研究
张华祝说,在发展核电的同时,中国积极开展其他形式核能利用的研究,现已成功地完成了低温核供热的工程试验研究,由国家863计划支持的高温气冷堆于2003年年初达到满功率,中国实验快堆正在建造中。在核电建设的带动下,核燃料循环实现了较大幅度的技术进步。核电站燃料组件制造实现了国产化;乏燃料处理工厂在建设中; 两个专门处理中低放射性固体废物的处置场建成并投入使用;放射性固体废物深地层处置研究也在积极开展。
他说,中国的核燃料立足国内,将同步建设与核电发展相适应的核燃料循环产业。核电燃料组件依靠国内生产,天然铀资源利用国内外“两种资源、两个市场”。中国采用闭式核燃料循环的路线,通过对核电站乏燃料的处理,提取钚制成铀钚混合燃料供核电站使用,并为以后快中子堆核电站的发展创造条件。
他还说,中国同位素与辐射技术在医疗卫生、工业、农业、环境保护和公共安全等方面得到广泛的应用。到2003年底,全国从事核技术应用的单位有300多家,总产值约400亿元人民币。预计到2010年,全国同位素和辐射技术应用的产业规模将超过1000亿元人民币。
关注核能的安全重视对外合作
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核电站的作用范文2
核电站财产损失险是核保险中的主要险种之一,定价是核保险的核心问题,定价的科学与否,直接关系到核保险的健康发展。由于核保险定价存在许多特殊性,导致核保险定价与一般保险定价存在很大的不同,因此研究核保险的定价具有非常重要的理论意义与实践价值。研究核保险定价的意义主要表现在以下几方面:
(一)大数法则在核保险定价中无法采用
保险定价的一般原理是依据数学概率论中的“大数法则”,通过长期的保险事故统计,确定某类保险标的的出险概率,损失规模,进而确定此类保险标的的费率。根据“大数法则”定律,承保的危险单位越多,损失概率的偏差越小;反之,承保的危险单位越少,损失概率的偏差越大。因此,保险人运用“大数法则”就可以比较精确地预测危险,合理地厘定保险费率。保险人为了保持其财务稳定性,必须扩大承保保险标的的数量,从而使自己的业务规模符合大数法则的要求。
核电站定价的方法并不能完全使用一般的保险定价原理,其主要原因在于核电站数量太少,很难满足大数法则对保险标的数量要求的最小值。核电站保险只有50多年的历史,全世界现在运行的核反应堆只有435个,即便包括已退役的核反应堆,也只有600多个,WANO组织统计的反应堆运行时间累计只有12000堆年左右。在这种状况下,大数法则失效,导致核电站的定价不同于一般的保险定价方法。
(二)核保险属于高风险业务,有可能酿成巨灾风险
核巨灾风险发生,会导致大量费用发生:核泄漏会造成严重的污染,涉及到非常高的清污费用;由核巨灾风险而触发的核责任险还具有保险责任长期性的特点。核保险的这些特殊性,是核保险定价中必须要考虑的因素。
(三)吸收与借鉴国外核保险定价的最新研究成果,指导我国核保险的科学定价
虽然有关保险定价的文献比较多,如李冰清、田存志(2002)利用资本资产定价模型(CAPM),从资本市场的角度研究巨灾保险产品的定价,以便更合理地解释巨灾保险产品的定价问题;毛宏、罗守成、唐国春(2003)介绍了资本资产定价模型和期权定价模型及其在保险定价中的应用;张勇(2004)阐释了保险产品定价的效用理论;曾娟、王文(2006)通过对我国现行财产保险领域费率计算方法的研究,认为财产保险领域费率厘定技术的改进非常关键,并探讨财产保险领域费率计算方法的新途径。但是有关核保险的研究文献非常少,关于核保险如何定价的文献目前是一项空白,核电站如何定价一直是核保险中的一大技术难题。
从核保险的实践来看,我国核保险业务开始于1994年,至今只有13年的发展历史。虽然我们已经掌握了核保险定价的基本技术与方法,考虑到核保险在国外已有50多年发展历史的现状,国外关于核保险定价无论在理论上还是在实践上,都有许多可以吸取与借鉴的成果。随着核保险业务的不断发展,国外核保险定价的方法也在不断发展,继续吸收与借鉴国外最新的研究成果,有利于丰富与充实我国核保险定价的理论,并且能够指导我国核保险科学的定价。
二、核电站财产损失险定价原理
(一)核电站危险单位的划分
在对核电站进行定价时,事先要明确危险单位的划分。核风险保险事故下的核电站的危险单位是指,一次核风险保险事故对一个保险标的造成的最大的可能损失范围。根据核电站的设计特点,一次核风险保险事故最小可限于核反应堆内,最大可导致包括核电站现场以外的方圆几百公里范围。在确定核电站核风险保险事故危险单位时,实践中有三种划分法:第一,把整个核电站视作一个危险单位,而不论该核电站拥有1座或2座以上反应堆;第二,以一张保单作为一个危险单位,该保险单可以覆盖地点不同的数十个反应堆,并且这些反应堆共享一个保险单限额,如英国、法国、韩国;第三,同一保险标的由多张保单保障,如财产损失险、核第三者责任险、核物质运输责任险、核恐怖责任险、利损险等,不论这些险种是单独出单还是作为附加险出单,所有险种的保险责任应累加在同一保险标的下,即承保能力不能重复使用。大多数国家包括我国采用的是第一种划分方法,因此本文在对核电站财产损失险定价时,以整个核电站视作一个危险单位。
(二)核电站财产损失险理论费率的确定
1.纯费率的确定
保险费率可以分成两部分:纯费率与附加费率两部分。纯费率主要是根据保险标的风险的高低来确定,它是保险费率的基础与主要构成部分。保险费率的厘定,关键在于纯费率的确定。
保险是对风险的保险,因此风险的高低以及风险的不确定性是保险在厘定价格时所考虑的最主要因素。在核电站定价中,准确地划分以及估计风险因素发生的概率,是厘定核电站费率的基本工作。
核电站可能遭受的风险是制定纯费率需考虑的最主要因素,识别与估计出核电站的关键风险及其发生概率,就为制定合理的保险费率奠定了重要的基础。根据40多年来全世界核电站的运行记录,核电站事故发生的概率有明显的规律性。从1962年至2004年,全世界核电站共发生了800多次保险事故,其中只有10%的损失是由核事故引起的,其它大部分的损失是由火灾、机器损坏和电器设备损坏造成的。也就是说,核电站发生特大事故的概率是极小的,大部分事故是几百万至几千万美元的损失。核电站所面临的关键风险主要包括以下几个方面:
(1)机器损坏。机械故障是核电站保险业务中引起保险损失的最主要因素,发生频率约为25%,损失金额一般占总损失的34%。损失区域主要集中在汽轮机、发电机、变电站、装卸料机、备用柴油发电机,以及各类型泵等。
(2)火灾。火灾是引起核电站保险损失的关键风险因素之一,发生频率约占损失事故的22%,损失金额一般占总损失的19%。
(3)电气事故。电气事故是核电站保险损失的常见因素,这类损失的发生频率为23%,损失金额约占总损失的30%。
(4)核事故。指发生与核泄漏有关的核损害事故,其损失还包括人员疏散、除污、核电站彻底关闭、余热排除等系列后果损失。这类损失的发生频率为10%,损失金额占总损失的13%。目前核事故损失的概率为a×l0-5~10-7,a≤3,其含义是安全性最好的核电站每运行100万年,才可能出现不高于3次堆芯熔化事故,而安全性最差的核电站每运行1万年,就可能出现不高于3次的堆芯熔化事故,可见不同的核电站核事故发生的概率差异较大。世界上迄今只发生了两次重大核事故,一次是美国的三厘岛核电站事故,一次是前苏联的切尔诺贝利核电站事故。
(5)其他风险。主要指自然灾害、意外事故等引发的物质损失赔偿,发生频率约为20%,累积损失程度占比约为4%。
此外,在实际确定纯费率时,为了安全起见,还要在预期损失率基础上考虑一定的安全系数,纯费率=预期损失率×(1安全系数)。
2.附加费率的确定
附加费率主要包括保险公司的运营成本以及保险公司期望的合理利润率,它由费用率、营业税率和利润率构成。一般来讲,保险公司的成本费用率为30%左右,但是考虑到核电站保险是一类特殊的保险,它不同于常规保险,核电站保险涉及到许多常规保险所没有的风险检验、风险测定环节,因此核电站保险的成本费用一般要高于常规保险的成本费用,核电站保险所需的成本费用在35%左右。
假设用r表示纯费率,用k表示附加费率,用R表示理论保险费率,则三者的关系可以表示为:R=r/1-k
(三)核电站财产损失险实际费率的确定
以上计算出来的保险费率仅仅是理论费率,由于影响核电站财产保险定价的因素非常多,在实际定价时还需要综合考虑这些复杂因素,合理地选择不同的实际费率确定方法才能制定出比较符合实际的实际费率,这些因素主要包括:
1.核保险市场供求状况。核保险的供给方包括国际核共体、美国核自保组织(NEIL)、欧洲核自保组织(EMANI)三家。随着国际核自保组织的发展,境外核保险市场呈现三足鼎立的局面。从上世纪80年代后期开始,随着国际核保险市场的竞争日趋激烈,以及世界核电站的安全运行水平的不断提高,国际核保险市场费率呈缓慢下降的趋势。
2.保险单的保障范围,包括责任限额、免赔额、除外责任、特殊条款、附加险等都会对保险费率产生影响。如含有营业中断险的财产损失险保单,必须单独确定营业中断险的费率。最新的保单条款内容体现了对核电站安全运行水平的重视,世界核电营运者协会(WANO)的强制损失率(ForcedLossRate)指标被首次引入英国的核物质损失险保单中,强调了安全运行好的核电站可以享受更加优惠的费率水平。纯益手续费、无赔款退费、停堆退费等条款广泛使用,使得保费水平更加接近核电站的实际风险水平。
3.被保险人的损失记录。被保险人以往的损失情况不但反映了核电站的风险状况,而且也反映了核电站的风险管理水平,这些会影响到对核电站的风险评估,进而对费率的确定产生影响。
4.核保险责任准备金。由于核保险有可能产生巨灾风险,巨灾风险一旦产生,其赔偿额是非常巨大的。因此,国外的核共体一般都要从保费当中提取一定比例的巨灾保险准备金,比例高的占到保费的75%,低的占到保费的50%左右,这也会影响到保险费率的水平。
5.出单核共体。出单核共体的实力、地位、经验及其它与再保险接受人的合作关系及谈判技巧等,决定了出单核共体在定价方面是否拥有足够的话语权,也是影响保险费率的重要因素。
6.常规保险市场对核保险市场的影响。核保险市场虽然相对独立于常规保险市场,但是仍然会受到常规保险市场的影响。当常规保险市场竞争过度激烈时,保险利润减少,部分保险人就会进入核保险市场,提高核保险的总体承保能力,从而引起核保险市场费率的下降;反之,当核保险市场利润下降时,部分保险人就会离开核保险市场,也会引起核保险市场费率的上升。
7.核电站保险费率在核电站不同运行阶段具有不同的费率水平。一个核电站的生命周期一般设计为40年,运行的前5—10年与最后5—10年是风险高发期,相应的保险费率也较高;中间20多年属于运行的稳定期,风险较低,相应的保险费率也较低。从核电站的生命周期来看,一个核电站的保险费率大致呈U形,处于不同生命周期核电站的保险费率显然就存在差异。
可见,核电站的定价非常复杂,以上仅是核电站定价的一般原理。不同核电站的风险状况存在一定的差异,所处的市场状况不同,即使风险因素完全相同的两个核电站,其保险定价也是相差很大的。
三、核电站财产损失险定价模式
根据纯费率确定方法的不同,核电站财产损失险定价的方法可以划分为三类模式。
(一)关键风险因素定价模式
关键风险因素定价模式的原理是依据分类法中纯保费法计算保险费率的方法。纯保费是以每一危险单位的平均损失概率乘以最大损失可能(或被保险标的的重置价格),计算公式为:P=S×F
其中,S为最大损失可能(或被保险标的的重置价格),F为每一保险标的的平均损失概率,P为纯保费。
关键风险因素定价模式是指将核电站所面临的风险首先分为几个大类,在每个大类之下再具体考虑可能存在的各类风险的发生概率,在此基础上测算出各具体风险的保险费率,通过汇总各个具体风险的保费从而得到每一大类风险保费,再汇总各大类的保费从而得到纯保费的定价方法。假设核电站所面临的风险主要划分为五大类:机器损坏风险、火灾风险、电气事故风险、核风险、其它风险。具体方法为:
假设可能引发机器损坏的因素表示为m1,m2,…mn,每个因素的最大可能损失表示为Lm1,Lm2,…Lmn,每个因素发生损失的年度频率为fm1,fm2,…fmn,则每年因机器损坏这一关键因素而收缴的纯保费为:
假设可能引发火灾的因素表示为f1,f2,…fn,每个因素的最大可能损失表示为Lf1,Lf2,…Lfn,每个因素发生损失的年度频率为ff1,ff2,…ffn,则每年因火灾这一关键因素而收缴的纯保费为:
假设可能引发电气事故的因素表示为e1,e2,…en,每个因素的最大可能损失表示为Le1,Le2,…Len,每个因素发生损失的年度频率为fe1,fe2,…fen,则每年因火灾这一关键因素而收缴的纯保费为:
假设可能引发核事故的因素表示为n1,n2,…nn,每个因素的最大可能损失表示为Ln1,Ln2,…Lnn,每个因素发生损失的年度频率为fn1,fn2,…fnn,则每年因核事故这一关键因素而收缴的纯保费为:
假设可能引发保险损失的其他因素表示为o1,o2,…on,每个因素的最大可能损失表示为Lo1,Lo2,…Lon,每个因素发生损失的年度频率为fo1,fo2,…fon,则每年因其他因素而收缴的纯保费为:
则核电站财产损失险的纯保费为:
(二)区位划分定价模式
国际上流行的核电站财产损失险保单主要有两种:一种是列明风险的保单,另一种是一切险保单。当所使用的保单不同时,核电站的定价方法也不同,关键风险因素定价模式主要适用于列明责任的保单,而核电站区位划分定价法主要适用于一切险保单。
当核电站保单采用一切险保单时,保单的责任范围扩大,风险因素增加,虽然在理论上我们仍然可以使用关键风险因素定价模式对核电站进行定价,但是由于存在许多不确定性的风险因素,使用关键风险因素定价模式存在一定的缺陷,这样所计算出来的价格有可能不能真实地反映核电站所潜在的各种关键风险因素。在这种条件下,核电站定价的方法应该使用第二种模式:即区位划分定价模式。所谓区位划分定价模式,其基本的原理是按照核电站不同区域存在的放射性高低差异,将核电站分成高放区(highradioactivityzone)、低放区(lowradioactivityzone)、零放区(zeroradioactivityzone)三部分。
高放区主要是指核岛中的部分财产,指核燃料装入反应堆后的反应堆压力容器、核燃料、反应堆内部构件和控制棒(但不包括控制机械),此外还包括核燃料处理厂房的部分区域等;低放区依据不同类型的核电站而有所不同,以压水堆核电站为例,主要是指热交换器、稳压器、控制棒的控制机械、循环系统泵、通风系统、装卸料机、核物质传输机械、核物质运输起重机、控制室、乏燃料水池等;零放区主要指常规岛和办公区域,包括汽轮机厂房、应急柴油发电机厂房、变电站、开关站、消防站、重要厂用水系统、一般材料仓库、油库、车库、厂区办公楼、餐厅、道路、围墙等。
核电站保险与一般电站保险的最大不同在于:核电站存在一定的放射性风险,一旦发生核泄漏,处理核污染所花费的成本是非常高昂的,清污费用构成了核电站保险定价当中所必须要考虑的一个重要因素。显然,发生核泄漏,核电站三个不同区域所遭受的污染程度会有很大不同。清污费用是涉及到整个核电站甚至核电站方圆几百公里范围的,发生的清污费用也会有很大差异。因此不同放射性区域的风险状况是不同的,可以通过风险检验确定不同区域的风险概率,从而确定出纯费率。在此基础上,再考虑其它可扣除因素,从而确定核电站保险价格。
(三)分段定价模式
以上两种定价模式适用于正常运营的核电站的财产损失险定价,但是在建安工险向核保险交接过程中的核电站,由于尚未进入正常的运营阶段,其定价不能使用正常运营的核电站的定价方法。在从建筑安装完成到正常运营之前,要经历几个关键阶段:第一阶段,装料前阶段;第二阶段,装料阶段;第三阶段,临界点阶段;第四阶段,并网发电阶段;第五阶段,满功率运行阶段。在不同阶段,风险状况不同,保险费率也不同:在第一阶段,由于还没有加装核燃料,核保险尚未开始,这时核保险的费率为0;在第二个阶段,核保险正式开始,由于仅仅开始加装核燃料,尚未进入自动裂变反应阶段,风险因素比较小,因此这一阶段的保费率仅占到正常运营阶段保费率的25%左右;在第三个阶段,加装的核燃料达到了维持链式反应的临界阶段,风险因素开始增加,因此核保险费率也相应地提高到占正常运营费率的50%;在第四个阶段,核电站已经进入了并网发电阶段,风险因素进一步增加,保费率提高到占正常运营的90%;在第五阶段,核电站已经达到满功率运营,与正常运营的核电站一样了,所收取的保费率达到最高,为正常运营核电站的100%。每一阶段的保费按该阶段的实际天数占全年天数的比例收取,核电站的总保费是各阶段保费的总和。
四、对我国的启示
核电站财产损失险定价是非常复杂的问题,核电站所处的地理位置、核电站建造所使用的技术、核电站运行的时间、反应堆的类型等因素,都会对定价有影响。在对国外大量文献归纳整理的基础上,结合多年工作经验的积累,我们归纳出核电站财产损失险定价的三种基本模式。通过对这三种定价模式的理论分析,我们认识到准确、科学地对核电站财产损失险进行定价,必须要做到以下三个方面:
(一)必须要有健全、完善的核保险风险数据库
核电站财产损失险定价需要大量样本的长期统计数据,国外核共体拥有比较完备的各国核电站风险损失以及赔偿的数据,这些数据成为他们进行定价的原始依据。我国应继续充实与完善核保险风险数据库,以拥有比较完善的核保险风险数据,作为核保险定价的基础。在此基础上,才可能建立符合我国核风险特征的定价模型,进而制定出较为科学的核电站财产损失险费率。
(二)必须要有较强的风险检验能力
在核电站定价时,核电站的风险水平是由核能检验工程师所出具的风险检验报告为依据的,核电站风险检验水平的高低,直接影响到核电站保险定价的准确性。我们可以通过对外交流,在国内外培训的方式与方法,提高风险检验的理论水平;通过积极参加国际核能检验工程师风险检验实践的方式,在“干中学”里进一步提高我国对核电站风险检验的现场能力。
(三)必须灵活运用核保险定价的方法与综合考虑定价的因素
本文仅仅归纳了核电站财产损失险定价的三个基本模式。在实际工作中,由于不同核电站,风险状况不同,保单条款设计不同,定价的方法可能相差很大。核电站的定价虽然有一定的规律可循,但是在确定各个因素对费率影响时,方法的选择、保险人自身的风险分析能力、定价经验等都会对定价产生重要的影响。要针对不同的电站,灵活运用准确的定价方法;在对电站进行定价时,要考虑不同的因素在不同电站定价中的重要性。而不能机械地照搬照套现成的定价模型,这样才能够制定出符合电站实际情况的费率。
核电站的作用范文3
关键词:核能发电原理;核电现况;发展规划
中图分类号:TM623文献标识码:A
随着当今社会的日益发展,我们国家也面临着煤炭、石油、天然气等能源燃料日益匮乏的境况,核能作为高效、清洁能源,不仅在安全性、稳定性以及对环境的保护性上具有明显优势,还是一种更为经济的能源,它目前在我国正在逐步的推行和发展,未来必将成为新一代的能源支柱。
一、核电站的发电原理
核能发电是利用核反应堆中核裂变所释放的热能进行发电的方式。核能发电的能量来自核反应堆中可裂变材料(核燃料)进行裂变反应所释放的裂变能。裂变反应指铀-235、钚-239、铀-233等重元素在中子作用下分裂为两个,同时放出中子和大量能量的过程。反应中,可裂变物的原子核吸收一个中子后发生裂变并放出两三个中子。若这些中子除去消耗,至少有一个中子能引起另一个原子核裂变,使裂变自持地进行,则这种反应称为链式裂变反应。实现链式反应是核能发电的前提。核电堆型种类很多,但技术比较成熟且投入商业营运的,主要有以下几种堆型:压水堆、沸水堆、重水堆、气冷堆、压力管式石墨沸水堆、快中子增殖堆。在目前,核电站中以压水堆、沸水堆所占的比例最大。
虽然目前核电站都是采用的核裂变反应堆,但是许多国家包括我国都投入大量的人力物力在积极探索研制核聚变反应堆,核聚变是两个较轻的原子结合形成一个较重的原子,在这个过程中将会产生比核裂变更多的能量,这种能量是一种更加安全、清洁、经济的能源,且有可能实现能量直接转换,具有极高的热效率。相比于裂变所需的铀、钚等重元素原料,核聚变却可以利用氘、氚等储存量更大,分布更广泛的轻元素,在放射性方面也降低了很多。
核电站的核心设备是核反应堆,核反应堆中最重要的部分是堆芯,由核燃料组件和控制棒组件组成,堆芯堆载在压力容器中。核燃料组件是由圆柱状的二氧化铀芯块做成的燃料棒,然后按照一定顺序组装起来。控制棒组件控制核反应堆的开、停以及功率的变化,控制棒内的材料能强烈吸收中子,可以控制反应堆内链式裂变反应的进行,通过调节控制棒的高度来控制反应速度。安全壳是核电站必不可缺的建筑,核聚变反应所用的原料具有很强的放射性,所以需要安全壳来进行保护,安全壳是由钢筋混凝土制成,有很大的强度,能承受各种冲击,并确保核反应堆内的放射性物质不逸入环境。
二、我国核电站现况
我国第一个核电站是秦山核电站,秦山核电站也是我国自行设计和建造的第一座实用型核电站,秦山核电站具有三期工程,总装机容量290万千瓦,第一期仅具有试验性质,它采用了当时国际上成熟的压水型反应堆技术,建设单台30万千瓦发电机组,并由中国自主承担整个电站的设计、建造、设备提供和运营管理工作,1991年12月首次实现并网发电;第二期工程仍然是我国自主设计、建造和运行,采用压水型反应堆技术,安装两台60万千瓦发电机组,于2004年建成;第三期工程由中国和加拿大政府合作,采用加拿大提供的重水型反应堆技术,建设两台70万千瓦发电机组,于2003年建成。
我国目前共有四座核电站投入运行,其它三座是大亚湾核电站,田湾核电站,岭澳核电站。大亚湾核电站和岭澳核电站共同组成一个大型核电基地,有五台发电机组,总装机容量290万千瓦,四台机组均为压水型反应堆,1994年大亚湾核电站投入运行,岭澳核电站2002年投产。田湾核电站是由中、俄两国合作于1999年10月20日正式开工建设,一期工程建设2台单机容量106万千瓦的俄罗斯AES-91型压水堆核电机组,设计寿命40年,年发电量达140亿千瓦时,是我国“九五”期间开工建设的重点工程之一,同时也是中国核电三大基地之一。
现在四座核电站的发电量占我国发电总量不到6%,我国目前仍是采用火力发电和水力发电,这两种发电方式对于能源的消耗以及对于环境的破坏是十分巨大的,我们国家的煤炭可开采量每年都在锐减,而水电也已经达到了一个比较高的利用率,单单依靠火力发电和水力发电是不能满足我国迅速腾飞的经济需要。我国对于核电的需要是十分迫切的。
三、我国核电的发展规划和前景
在《新中国建国60周年能源发展报告》中,对于我国未来能源发展做了规划,根据中国核电产业发展规划,从沿海的广东、浙江、福建到内陆的湖北、湖南、江西将建设数十座核电站。到2020年,中国将建成13座核电站,拥有58台百万千瓦级核电机组,核电总装机容量达4000万千瓦,核电年发电量将超过2600亿千瓦时,核电占中国全部发电装机容量的比重4%左右,发电量比重占全国发电量的6%以上。
目前在建和规划的核电站有位于浙江省南部的三门核电站,广东省的阳江核电站和台山核电站,山东省的海阳核电站和华能石岛湾核电站,辽宁省的红沿河核电站,湖南省的桃花江核电站,广西省的防城港核电站,福建省的宁德核电站和福清核电站,海南省的昌江核电站,湖北省的咸宁核电站,江西省的彭泽核电站,安徽省的芜湖核电站。
核电不会像化石燃料会释放大量的污染物质到大气中,不会造成环境污染,核能发电不会加剧地球温室效应,目前核能发电所用的铀原料能量密度大,所以发出同样的电量,核燃料所占的体积小,便于运输和储存,另外,核燃料所占的费用比例比较少,不会像石油等其它能源价格一直浮动较大,核能发电的成本相比较稳定。
随着核电技术越来越成熟,核电将凭借其突出的优点逐步提升它在总发电量中的比例,进而会在未来的能源产业中占据主要地位,我们有理由相信核电的发展前景是光明的。
参考文献:
核电站的作用范文4
1.我国核电站保险的险种不健全,覆盖面低
险种的设置体现了核电站保险体系的健全程度和保险的成熟程度。我国核电站保险发展较晚,与美国等一些发达国家相比,在险种设置方面,我国缺少一些重要的典型险种,核电站保险的覆盖面存在着差距。其中以核电企业营业中断利润损失险的缺失尤为明显。随着我国经济和核能利用的快速发展,核电企业营业中断利润损失险必将出现大量的市场需求。该险种的缺失毫无疑问会带来诸多不利的影响。这会使企业在发展核电的时候得不到充分的资金保障,后顾之忧仍然存在,进而降低企业发展核能的积极性,阻碍我国核能事业的进一步发展。
2.我国核电站保险的赔偿限额与外国相比存在巨大的差距
赔偿限额体现了一国核电站保险的综合实力。赔偿限额越高,说明核电站保险为核能应用提供的护航能力就高,企业在发展核能的时候,就会减少后顾之忧,积极性就会比较大,这会促进我国核能应用的发展。我国核电站第三者责任保险的限额为3亿元人民币,远低于《巴黎公约》所规定的7亿欧元标准,更低于邻国日本1200亿日元的限额。这在某种程度上说明了,我国的核保险赔偿限额远没有达到市场需求的标准,没有提供足够的承保能力,我国的核保险在分散风险、弥补损失等方面没有发挥出预期的作用,存在着进一步发展提升的空间。
3.我国核电站保险的对外依存度过高
对外依存度体现了一个国家核电站保险的独立自主程度。对外依存度越高,说明核电站保险的发展独立自主地位就越强,这样在发生事故的时候,不会受到或较小受到外国的限制。保险是一个国家金融实力和经济实力的重要标志,对外依存度过高削弱了我国核电站保险的独立自主地位,限制了我国的核保险甚至核能的发展。虽然我国的核电站保险发展迅速,但是与其他发达国家相比,我国的核电站保险和核共体在影响力上仍然存在着巨大的差距。这导致我国核电站保险在发展过程中容易受到国际核共体体系的影响,在一些方面会受到国际核共体体系的限制。这不利于我国的保险安全,进而会对我国的金融安全和经济安全产生消极的影响。这会在一定程度上限制和阻碍我国核能事业的进一步发展。
二、我国核电站保险发展建议
1.完善核电站保险的相关制度
制度问题是需要解决的首要问题,良好的制度是发展的前提。我国的核电站保险要想进一步发展,制度的完善是必不可少的环节。完善的制度可以为我国核电站保险的发展提供方向上的指导,让我国核电站保险的日常工作都做到有章可循。目前,国际上的核电站保险制度已经比较成熟,在欧洲有巴黎公约和维也纳公约,在美国和日本等发达国家也有相应的法律规定。与之相比,我国核电站保险的相关制度尚不健全,相关的法律法规仍然处在摸索阶段。从我国的国情出发,形成一套具有中国特色的核电站保险制度。对一些关系发展全局的问题要直接作出规定,形成一套行之有效的涉及到各个方面的法律法规。切实做到与时俱进,开拓创新,为核电站保险的发展提供根本的保障。
2.健全我国核共体的组织机构和工作机制
目前,我国核共体的基本工作制度是年会制度。每年召开一次年会,商谈和讨论有关我国核电站保险和国际核电站保险市场的重大事项。然而,不可否认的是,我国核保险共同体的成员在平时缺乏有效的沟通,这在一定程度上降低了我国核共体的办事效率和工作水平,不利于我国核共体职能的充分发挥,不利于我国核电站保险的发展。因此,我们要加快建立平时的沟通机制和协调工作机制,各个成员单位负责核电站保险方面的主要负责人可以建立固定的交流机制。在固定的时间一起探讨我国核电站保险在发展中存在的问题,一起研究我国核电站保险的发展方向和发展模式。制定出在每一阶段的具体的工作任务,相互学习,相互补充,做到资源共享。这样可以较快的提高我国核电站保险的整体水平,在出现大的问题时也能够及时有效的处理。健全的组织机构和工作机制会在我国核电站保险的发展过程中发挥载体的作用。
3.积极研发适合我国国情的新型核电站保险模式
核电站保险可以有多种模式,我们要积极研发,找到适合我国国情的新型模式。适合我国国情的模式才能在最大程度上促进我国核能事业的发展。目前,在国际上存在着两种核电站保险模式,一种是核保险共同体形式,另外一种是核自保组织形式。在许多专家看来,成立专门的核电保险公司成为了我国核电站保险发展的必然选择。顾名思义,核电保险公司,就是由国内发展核电的企业与保险公司共同发起成立核电保险股份有限公司,采用商业化的股份公司的方式进行经营和管理。像其他的股份公司一样,核电保险公司初期需要数目较大的核保险基金。这可以通过金融市场由参与发起的保险公司和核电企业共同筹措,也可以适当的由国家财政进行补贴。在核电保险公司正常运作之后,可以每年从经营收益中提取固定的专项巨灾风险准备金,以应付未来可能发生的核电站事故。未发生事故的年份积累保费,可以用于银行存款、股票、债券、固定资产等方面的投资,来扩大投资收益,增强偿付能力和应对巨大事故的能力。目前,这种模式仍在探索论证阶段,相信这会为我国核电站保险的发展提供思路。
4.加强我国核电保险的独立自主性
核电站的作用范文5
核电,能以很少的核燃料,产生大量的电能,且运输压力小,几乎零排放。其巨大的经济效益、清洁性以及可持续性,对于满足经济和社会发展不断增长的能源需求、缓解环境污染、节能减排具有非常重要的意义,吸引了世界各国领导者、研究者、能源工业界和公众的目光。
反应堆堆芯是核电站的心脏。先进的反应堆堆芯设计、堆芯燃料管理及燃料技术的应用是核电站最核心的技术,也是核电站实现可持续发展的关键环节,是我国实现核电技术自主化必须要解决的首要难题。
迄今为止,我国有15台核电机组在运行,其中百万千瓦级压水堆核电站是主流。经过20多年的引进、消化、吸收和再创新,我国在百万千瓦级压水堆核电站(M310、CPR1000、CPR1000+、ACPR1000等)的堆芯设计和燃料管理改进与创新管理实践中取得了令国内外瞩目的成绩:低中子泄漏高富集度堆芯设计、延伸运行设计、18个月换料堆芯设计、高燃耗1/4换料堆芯设计、首炉一体化含钆燃料18个月换料堆芯设计、从AFA-2G(第2代先进燃料组件)到AFA-3G/MSMG(带半跨距中间搅混格架的第3代先进燃料组件)、从AFA-3G到全M5 AFA-3G(M5合金包壳及骨架材料的第3代改进型先进燃料组件)等。这些创新项目均实现了从概念、理论到实际应用的跨越,水平在国内遥遥领先,有的甚至世界第一,且已经在中国广东核电集团有限公司(以下简称“中广核集团”)的大亚湾核电站、岭澳核电站、宁德核电站等得到应用,产生了巨大经济效益和社会效益。
为了深入再现和发掘中国百万千瓦级压水堆核电站核心技术创新的宝贵经验,本刊特别采访了取得这些业绩的主要实践者和当事人—肖岷。
肖岷,中广核集团中科华核电技术研究院副总工程师(反应堆工程设计与燃料管理研究中心首任主任),部级专家,长期从事反应堆堆芯设计与燃料管理研究,所取得的技术创新成果和创造的效益得到了核电行业和国家的认可,是我国该研究领域的优秀代表人物之一。
30年核工业战线的工作经历,20年在中广核集团坚守燃料管理岗位,风雨不移。让我们通过肖岷的经历,回顾中国核电在核心技术领域不平凡的发展变迁,回望那条既艰难又卓有成效的创新之路,同时展望中国核电的未来。
宁德首炉一体化含钆燃料18个月换料开创世界首例
2012年,中广核集团在百万千瓦级核电站堆芯设计核心领域获得又一重大科技创新成果:在宁德核电站首炉18个月换料项目核燃料装料在即的时刻,“中国压水堆核电站百万千瓦机组首循环堆芯装载方法”获得国家知识产权局发明专利授权。
该发明的特点是首次将一体化含钆可燃毒物燃料组件用于百万千瓦级核电机组的首循环18个月换料堆芯装载,其工程应用将大大增强核反应堆的反应性控制能力,提高机组安全性能,并减少放射性废物,有利于环境保护。该发明专利是百万千瓦压水堆核电站首炉堆芯设计的重大创新的一个突出标志,而且相关技术已经在宁德核电站首循环堆芯设计中获得工程应用,项目完成后,将建成世界上首例在首循环批量使用一体化含钆可燃料毒物燃料的百万千瓦级商用反应堆核电站。同时,相关信息刊登在了国资委2012年9月《央企要情》上。
记者经过专利查询了解到,以“中国压水堆核电站百万千瓦机组”冠名的国内外核电发明专利仅有两例,另一例是“中国压水堆核电站百万千瓦机组18个月换料方法”,主要发明人也是肖岷。
肖岷是宁德核电站首炉18个月换料项目的策划者、发起人和组织者。据他介绍,在宁德核电站之前,我国的商用百万千瓦压水堆核电站首炉堆芯设计几乎都是翻版设计,采用分离式硼玻璃可燃毒物组件,产生大量的高放废物,且是12个月换料。在大亚湾核电站于2001年成功实施18个月换料及岭澳核电站于2007年成功实施高燃耗先进燃料管理(1/4换料)以后,中国百万千瓦级压水堆核电站的堆芯设计与燃料管理改进开始转向新建的改进型压水堆核电站。目前几个百万千瓦级反应堆堆芯及燃料组件的重大设计改进项目及新建核电项目都在按照既定计划向前推进,宁德首炉一体化含钆燃料18个月换料堆芯设计是其中最突出的一个。
那是2006年,当时的中广核工程公司已经与国内承担新建核电站反应堆核岛与堆芯设计的某研究院设计院按翻版设计(12个月换料)签订了合同,首炉18个月换料自主创新本来已经失去了机会。这也就意味着中广核乃至中国,将失去在新建的改进型百万千瓦级压水堆核电站中实施先进堆芯设计和燃料管理自主创新的良机(后续同类核电机组将按同一模式批量设计建造)。
想在这种情况下扭转局面,其难度和风险可想而知。要么根本不可能扭转局面,要么即使扭转局面也存在很大困难和风险:若处理不好,有可能危及设计进度,影响项目的安全审评进度甚至造成工程进度延误。然而机不可失、时不我待。基于大亚湾、岭澳等核电站实施先进燃料管理的成功实践经验和工程判断,宁德核电站是实施首炉18个月换料千载良机的信念在肖岷心中始终没有动摇。
但来自各方面的压力使得这一想法的实现异常艰难。原本按照12个月换料的设计已经向国家核安全局提交了安全审评和建造申请,若要实施首炉18个月换料,除了在法律手续上要进行复杂的执照申请变更外,已经完成的设计文件和分析论证,都要在十分有限的时间内更新甚至重新分析论证,由此涉及到的堆芯设计、燃料管理、热工水力分析、核岛系统分析、安全系统分析、设备容量分析等方面的系统超过百个,文件成千上万份。
除此以外,由于12个月换料的翻版设计合同已经存在,实施宁德首炉18个月换料还要另外花钱重新设计,宁德业主公司为此吃了只“大螃蟹”,在核岛堆芯设计上花了两倍的代价。
功夫不负有心人,在集团公司大力支持下,工程公司、设计公司、宁德业主公司及中科华核电技术研究院共同协调配合,经过肖岷及其团队的不懈努力,成功实现了宁德核电站首炉堆芯设计合同的重大变更和替代。最终由中广核自主设计的首炉一体化含钆燃料18个月换料项目取代了原签约的12个月换料项目,并得到各方面认可。
2008年,宁德首炉18个月换料项目分析论证和核燃料采购正式启动,再没有退路。肖岷带领团队在时间紧迫的情况下克服了难以想象的困难,完成了所有的分析论证和新文件体系的建立,并经过了国家核安全局组织的历时4年多、累计8次的正式审评对话会以及若干专题对话会。2011年12月,通过国家核安全中心核安全专家委员会严格地最终审查,宁德首炉18个月换料获得了国家核安全局正式批准。这标志着宁德首炉18个月换料完成了项目论证和执照审评工作,是宁德核电站装载核燃料的重要里程碑。
该项目实现了18个月换料的直接、快速过渡。经过国家核安全局批准后,工程已于2012年10月2日完成了核燃料装料。该项目不仅是国内首个新建的百万千瓦级核电站的首炉一体化含钆燃料18个月换料项目,而且是世界上首个同类项目。中国百万千瓦级压水堆核电站的先进堆芯设计与燃料管理已早于三代核电站投入应用。法国设计的三代欧洲先进压水堆核电站EPR首炉也采用一体化含钆燃料18个月换料,预计2013年底,世界首台EPR将在台山建成。
宁德首炉一体化含钆燃料18个月换料项目改写了宁德核电站初始堆芯设计的历史,也开创了中国百万千瓦级压水堆核电站自主化先进堆芯设计和实际应用的新历史和新格局。此外,作为示范项目,宁德首炉18个月换料还为中广核在后续新建的百万千瓦级核电机组(如ACPR1000等)中推广首炉一体化含钆燃料18个月换料设计奠定了基础。
项目的成功离不开中广核领导层令人钦佩的高远见识和运筹帷幄的决策能力,离不开以提高核安全水平与运行业绩为导向的良好核安全文化传统。而作为反应堆设计与燃料管理团队代表的肖岷,能够在如此复杂、具有如此先进水平的技术和项目中游刃有余,也绝非偶然,而是来自于他们数十年如一日的勤奋与坚持,来自在中广核20多年不断的基础理论学习、消化吸收再创新与项目实践经验的积累。
“黄金人”学成归国技术实力初显
早在30年前大学毕业之后,肖岷就投入核电事业,在中国核动力研究设计院从事核电站设计研究,在积累一定的工作经验之后,又继续攻读硕士学位。1988年,肖岷师从我国反应堆与传热领域著名前辈和专家陈学俊院士,攻读与反应堆堆芯密切相关的两相流不稳定性及传热领域博士学位,1991年以优异成绩毕业后到大亚湾核电站工作。
1992年,为系统学习和掌握压水堆核电站反应堆堆芯设计技术,中广核集团派出4人前往位于美国宾夕法尼亚州匹兹堡市的西屋电器公司总部接受为期一年的在岗培训,内容主要包括压水堆堆芯设计、热工水力设计、燃料管理和安全分析。肖岷就是4人中的一位,而且也是迄今唯一一位在中广核20年如一日始终坚守在堆芯设计与燃料管理领域的“黄金人”。
之所以被称作“黄金人”,是因为当年集团派他们出去学习,成本非常高,堪比黄金价值(运行人员在法国培训,堆芯设计在美国培训)。也正是当年在美国对反应堆与燃料管理技术较为系统的学习,为他后来一系列的技术创新打下了坚实的基础。
1993年,肖岷学成回国。从那时起至今的20年间,肖岷一直致力于将美国西屋公司的先进技术应用于大亚湾和岭澳核电站M310、CPR1000、CPR1000+、EPR和ACPR1000等的反应堆燃料管理、堆芯设计、安全分析与换料安全评价等核心技术工作,策划、组织并发起了一系列重大设计改进项目,并成功实施,使大亚湾和岭澳核电站的核燃料堆芯管理水平、核燃料运行业绩达到或超过了世界先进水平。
大亚湾核电站安注系统设计改进和应用
1996年,经过独立分析,肖岷发现大亚湾核电站的重要安全系统之一—高压安注浓硼系统原始设计不合理,存在安全隐患:21000ppm(百万分比浓度)的硼浓度极易造成硼结晶而堵塞管道,影响安注系统的可用性乃至核电站运行的可靠性和安全性。但作为中国首座百万千瓦级压水堆核电站,大亚湾核电站的设计、建设和运营主要是照搬和学习法国技术,要想独立对法国M310核岛安全系统的设计提出改进,并得到核电站业主和国家核安全局的认可,是十分困难和难以想象的事情,重大改动甚至须征得法方的同意。因此,对大亚湾核电站安注系统的设计缺陷进行改造需要魄力,更需要实力。尽管如此,肖岷仍然坚持提出对高压安注浓硼系统进行重大自主改进设计。
在随后的两年间,经过可行性研究、独立分析计算和执照审评,终于得到核电站决策者和国家核安全局的认可,方案经过国家核安全局批准后成功实施,最终将21000ppm浓硼系统降低为7000ppm。这一举措,不仅节约了几百万美元的改造资金,更重要的是在保证安全的前提下,大幅度提高了大亚湾核电站安注系统的可用率、核电站的可用率和安全性。这一重大设计改进超越了法国同类机组,同时,其WANO可靠性指标由改进前的低于世界平均水平,提升到了世界先进水平并保持至今。
此项设计改进还获得国防科技成果奖、国家发明专利,并已成为我国百万千瓦级压水堆核电站安注系统新的标准设计。
大亚湾核电站18个月换料项目
1998年起,在各级领导的大力支持下,肖岷作为主要组织者之一,策划和组织了大亚湾核电站18个月换料工程的堆芯设计论证和新型核燃料组件的技术转让合同谈判,以及18个月换料工程的实施。该项目摒弃了之前的年度换料,采用了若干先进的堆芯设计先进技术和先进燃料组件,使大亚湾核电站的核燃料管理达到世界先进水平,并实现了国产核燃料组件从AFA-2G到AFA-3G的升级换代,提高了核燃料经济性和电厂可用率,使每年经济效益新增加约3000万美元。大亚湾核电站18个月换料已经成功运行12年,至今仍是国内唯一实施了18个月换料的核电站,年发电量从实施前的130亿千瓦时左右提高到了150亿千瓦时以上,累计经济效益已经超过数十亿元人民币。
该项目获得国防科技成果奖,“中国压水堆核电站百万千瓦级机组18个月换料方法”也获得国家发明专利。
岭澳核电站先进燃料管理项目(1/4换料)
1998年起,作为核电站燃料管理的基层干部,肖岷全面负责包括岭澳核电站在内的整个广东核电核燃料管理工作。他将大亚湾核电站燃料管理的成功经验快速应用于岭澳核电站,提出了混合堆芯、提高燃料浓缩度和延伸运行的一揽子改进方案,并分析论证、推动实施,使岭澳核电站燃料管理水平在较短的时间内得到了较大的提高,节约了大量成本。
2000~2004年,开展了岭澳先进燃料管理改进的策划与可行性研究。根据岭澳核电站的技术特点和广东的特点,提出了不同于大亚湾核电站的先进燃料管理(AFM)策略,并首次采用了3D堆芯功率能力分析和3D弹棒事故分析等先进设计技术,经过近6年的努力(可行性研究、项目论证和执照审评),于2007年成功实施,使岭澳先进燃料管理改进的实施步伐比大亚湾快了3~4年。岭澳核电站先进燃料管理项目每个燃料循环仅更换1/4的核燃料(普通燃料管理每次换料更换超过1/3的燃料),每批燃料在反应堆中要使用4个循环,采用全M5 AFA-3G,批卸料燃耗达近50GWd/tU(燃耗率。燃耗越高,单位燃料在反应堆里发出的总能量越大),最高组件燃耗为57GWd/tU,是目前国内唯一的,也是燃料组件燃耗最高的堆芯设计项目,达到国际先进水平。
岭澳先进燃料管理(1/4换料)在保证发电量的前提下,既减少了新燃料,又减少了乏燃料,做到了高效的节能减排。项目的实施使岭澳核电站的燃料经济效益达到每年2000万美元以上,技术和经济效益上均超过法国同类核电机组。该项目是迄今为止国内外同类型核电站唯一的高燃耗1/4先进燃料管理,被法国核电巨头AREVA公司誉为“国际参考设计”,成为国际样板。该项目获得中国核能行业协会科技成果奖,“压水堆核电站百万千瓦机组四分之一换料”也获得国家发明专利。
经过一步步的创新,中广核具备了根据不同情况因地制宜地实施多种先进燃料管理的能力和实践经验。中广核的后续新建核电站,如红沿河核电站、阳江核电站、防城港核电站等,都将实施先进堆芯设计和燃料管理。中广核在堆芯设计与燃料管理的创新实践也辐射到国内其他核电站,秦山二期核电站(65万千瓦)和田湾核电站等的18个月换料项目,将分别在2013~2014年开始实施。
岭澳核电站的堆芯设计模式也在不断发展,目前18个月换料的分析论证与安全审评工作已圆满结束,预计2013年开始实施。
大亚湾核电站严重事故管理导则(SAMG)开发与实施,CPR10000严重事故导则研究及严重事故IVR试验室建立。
核电站的建设和运行安全可控,是发展核电的首要前提。早在1998年,肖岷就首次提出了大亚湾核电站在严重事故管理方面的改进计划。随后的几年间,他带领团队完成了大亚湾核电站严重事故管理的可行性研究报告,完成了严重事故管理导则(SAMG)的研制和缓解严重事故工程改进的分析论证。该项目于2004年实施,填补了国内核电站在SAMG研制和实施方面的技术空白,达到国际先进水平、国内领先,得到了国家核安全局和国际同行的好评,是国家核安全局在严重事故管理方面的首个示范项目。
2007年,在大亚湾核电站SAMG成功实施的基础上,肖岷又策划组织了二代改进型百万千瓦级压水堆核电站CPR1000严重事故管理导则的研制和推广。结合CPR1000的设计改进,对严重事故管理导则进行了改进和优化,进一步增加了非能动的氢气复合器,并经过分析计算得到了安全壳的失效概率曲线,该失效压力大大高于安全壳的设计压力,为严重事故下安全壳的过滤排放奠定了理论基础。岭澳核电站的严重事故管理导则开发已经完成并于2011年成功实施。该项目获得中国电力科技成果奖,“改进型百万千瓦级压水堆核电站严重事故处理方法”也获得国家发明专利。
同时,肖岷还策划建立了国内首个严重事故研究所,并策划建立了国内首个压力壳严重事故下的堆芯内熔融物滞留热态试验装置(IVR),为严重事故的进一步预防和缓解研究打下基础,该IVR试验装置已经于2011年建成。
岭澳核电站延伸运行项目
延伸运行是在燃料循环末,通过降低一回路冷却剂温度等技术措施,使核电站继续满功率运行的技术,有利于加深燃料燃耗,更重要的是有利于调节不同核电站的大修停机时间窗口。但在技术上比较复杂,涉及到系统参数变更、保护定值的调整、安全分析论证和设备能力验证等。经过充分的可行性研究,肖岷提出在岭澳核电站实施延伸运行的立项并得到批准,他组织和带领团队开展分析论证,使岭澳核电站的延伸运行项目得到国家核安全局的批准,在第二循环顺利实施,显著提高了核电站运行业绩和经济效益。该项目获得国防科技成果奖。
除此之外,鉴于我国的核能政策是燃料闭式循环,肖岷还带领团队成员在可持续发展的燃料循环、后处理工艺、MOX燃料、焚烧堆等燃料循环及后处理研究方面进行了广泛深入的研究。他还积极开展、参与先进燃料循环领域的国际研讨会,加深国际交流,促进了国内相关技术的发展。2007年,第51届国际原子能机构大会期间,肖岷曾作为中国代表团选定的唯一专家,向时任国际原子能机构总干事长巴拉迪系统地介绍中国核电的发展。
2009年10月,第一届“中法核燃料循环国际研讨会”在北京举行,参会人数达200人,会议就核燃料循环的先进技术和经验进行了深入交流,引起国内业界广泛关注。该会议的策划者正是肖岷。
而肖岷也因贡献突出,得到业界和国家认可,先后被评为“深圳十大杰出科技工作者”、“深圳市杰出专家”、首届中国“新世纪百千万人才工程”部级专家、深圳市认定的“部级人才”,成为中央组织部管理专家,享受国务院政府津贴。
以实际应用为目的促进研究开发应用一条龙发展
2007年,中广核中科华核电技术研究院成立,同期,以参与大亚湾核电站18个月换料改造项目、岭澳核电站1/4换料项目的骨干技术人员为班底的反应堆工程设计与燃料管理中心(以下简称“反应堆中心”)正式成立。肖岷任反应堆中心首任主任。
反应堆中心从成立初期就将紧密服务于新建核电项目和在运核电站作为技术研发、开拓创新和提高核心能力的出发点及最终目的。无论是已成功实施的大亚湾18个月换料、岭澳高燃耗1/4换料项目,还是2012年10月完成装料的宁德首炉18个月换料项目、岭澳一期18个月换料,无一不是以实际应用为最终目的,研究开发应用(产学研)一条龙为共同特点。
肖岷介绍,之所以做这样一个定位,是因为它符合党中央在新时期对科技创新的定位—企业是创新的主体,而创新的根本目的和生存基础在于实际应用。这也是中广核可持续发展技术创新的切身体会。反应堆中心承担的绝大部分研发工作,基本都是以具体的工程应用项目(市场)为依托的,这使科技研发工作目的明确、计划性强,保证所有改进和创新都直接服务于和运用到核电机组的生产中。
岭澳核电站18个月换料项目,是中广核首次全面自主承担设计论证的百万千瓦级核电站18个月换料重大设计改进项目;宁德核电站首炉18个月换料项目更是集团首次独立承担初始堆芯的工程设计项目,是检验中广核在新建百万千瓦级压水堆核电站中全面承担自主化堆芯工程设计的标志性工程。这些实际应用的创新项目都是对反应堆中心技术能力和项目管理能力的磨练和考验。通过这些项目,也能够进一步推进技术能力的提升和科技创新能力的发展。
这样一条研发与应用理念和体系的建立,极大地促进了反应堆中心堆芯设计核心能力和驾驭工程实践能力的提升,同时也在实践中为后续项目积累了宝贵的经验,核心技术与能力亦得到很好的验证。
中科华研究院成立以来,经过不断发展,已具备了先进燃料管理和堆芯设计能力、热工水力设计和安全分析、燃料设计、严重事故管理等多项国内领先的技术水平与资质,在百万千瓦级核电站的堆芯设计和燃料管理上实现了多项重大突破。反应堆中心也由最初20余人的小团队,发展为目前超过100人的精干,有实力,掌握关键技术的堆芯设计、燃料设计和安全分析队伍,为承担的后续工程项目设计工作做足了人才准备。
走引进、消化、吸收、再创新之路持续提升技术创新能力
实施“高起点起步”,走引进、消化、吸收、再创新之路,不仅是中广核多年核电建设的经验所得,同时也是集团在堆芯设计与燃料管理领域的良好实践结果。这条路就是中广核在堆芯设计与燃料管理方面发展的路线图,也引领了我国先进燃料管理和燃料技术的创新方向。
过去的20多年间,中广核集团在堆芯设计与燃料管理领域度过了一段在实践中成长的黄金时期。在这段时间里,中广核由最初的配合国内外设计单位开展换料堆芯设计和燃料组件设计,到逐步全面接手百万千瓦级的堆芯设计、燃料管理、燃料设计、换料安全评价和安全分析等研究设计工作,最终自己掌握了核心技术,实现了堆芯设计与燃料管理的自主化、国产化,并通过创新和实践最终与国际接轨。
在提升自身燃料管理水平和加速实现先进堆芯设计与燃料管理应用的同时,通过系统性地实施改进堆芯设计和燃料管理项目,推动了上游核燃料生产领域、工艺技术和生产技术的升级和改造。在国家国防科工局的大力支持下,他们与国内核燃料制造企业(中核建中核燃料公司)联合攻关,通过引消吸和再创新,实现了国内燃料制造水平跨越式发展,推动了国产燃料组件制造技术的迅速升级,完成了从AFA-2G到AFA-3G的国产化和产业升级,以及AFA-3G和全M5 AFA-3G的国产化技术创新,及时满足了我国百万千瓦级压水堆核电站先进堆芯设计和燃料管理的需要,该项目获得国家国防科技成果一等奖及中国核工业科技成果一等奖。
有核心技术才能在先进反应堆堆芯设计中占有一席之地。创新项目的成功实施和发明专利的取得是核心技术的主要载体。肖岷及其团队从1990年代开始就在引进、消化和吸收的基础上,通过一个又一个堆芯设计项目的实践,研究并开发了百万千瓦级核电站在堆芯设计、燃料管理和燃料组件设计方面的创新技术,并获得了若干重要(顶层)的国家发明专利技术。仅在反应堆堆芯设计方面,就有“中国百万千瓦级压水堆核电站首炉堆芯设计及燃料装载方法”、“中国百万千瓦级压水堆核电站18个月换料设计方法”、“非对称轴向钆棒燃料组件设计”、“压水堆核电站百万千瓦机组四分之一换料”等,这些自主知识产权为百万千瓦级压水堆核电站的进一步完善和创新奠定了重要的基础。
虽然中国在百万千瓦级核电站堆芯设计和燃料管理方面取得了突出的技术进步和创新业绩,但这绝非终点,而是新的起点。中国的百万千瓦级核电站还要运行40~60年,要保证这些核电站长期、安全和经济运行绝非易事,其中必然充满挑战,但也正是技术创新的用武之地和市场机会之所在。技术进步永无止境,继续创新和改进的空间是巨大的。如何利用我们的技术优势、实践经验和已经取得的自主知识产权,去开发新的创新设计,应用到在运核电站和新建核电站中,从而满足新的核电安全标准要求,是未来必须回答的问题。
燃料组件是核电站的心脏。美国西屋公司在RFA燃料组件之后又开发成功了NGF(下一代燃料组件),是又一次跨越式创新。该组件进一步创造性地改进了中间搅混格架,使得热工裕度在RFA的基础上大幅度提高。面对西屋推出NGF,中国有没有对策?中国是否永远跟着别人走?
值得一提的是,早在2008年,中国国家专利局接受了来自肖岷团队的“新型半夸距流动搅混格架燃料组件”的发明专利申请,并于2012年5月予以批准。该燃料组件发明专利与西屋公司最新推出的NGF理念一致,如出一辙,属于顶层设计专利(即整体结构特征专利),因此上述燃料组件发明专利就是中国的“下一代燃料组件”,这是燃料组件知识产权上的跨越。如果中国的下一代燃料组件开发成功并投入应用,中国的百万千瓦级压水堆核电站(157堆芯或177堆芯,在运或新建的)可进一步大幅度提高安全裕度和运行性能。
中国能否实现燃料组件开发上的超越,使专利变成产品,研制出属于中国的下一代燃料组件?值得我们共同期待!
紧抓核电发展黄金时期持续改进核电安全,迎接新的挑战
中国正在走向大国复兴之路。在全面建设小康社会的关键时期,在我国重要的发展机遇期,核电作为可以大规模利用的高科技清洁能源,能够有效缓解化石能源枯竭带来的危机,其可持续性将成为我国能源发展和能源安全的重要支撑,成为我国经济高效平稳发展的巨大动力。
对于核电发展来说,安全问题是最大考验。去年福岛核事故再次敲响安全警钟,减缓了各国的核电发展速度。但肖岷认为,这也不完全是坏事,因为“每一次事故后,人们都会总结经验教训,采取改进措施,全球的核电安全技术水平都会提高一大步”。这也充分证明:人类的智慧完全可以做到在核能应用中控制好风险。而各主要核电国家,也都表示将会继续发展核电,中国政府也已在2012年10月24日批准了《核电中长期发展规划(2011—2020)》,重新开启核电站建设。
肖岷指出,从世界核电发电应用情况来看,法国核电发电量占全国总发电量的比例超过70%,日本(福岛事故前)超过30%,韩国超过1/3,美、英约20%,俄罗斯约16%;而中国仅仅2%,远低于世界平均水平17%。从这个角度来说,中国发展核电的潜力和市场是巨大的。而先进核技术的不断发展,将成为未来能源发展美好蓝图实现的最有力支撑。
目前,中广核在运核电机组发电能力占全国核电总发电能力的约50%,在建核电机组占全球的26%,在助力中国核电实现腾飞的路上,任重道远。
当前,世界核电技术创新速度快,技术自主创新之路异常艰辛。如何更高效组织资源,在堆芯设计、燃料管理理论与实践方面保持国内的领先地位,是中科华核电技术研究院和中广核集团面临的新挑战。
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