CAP1400 和華龍一號(hào)三代大型核電積極推進(jìn)

　　源于 AP1000，強(qiáng)于 AP1000，CAP1400 是我國(guó)自主研發(fā)的三代核電非能動(dòng)機(jī)組。CAP1400 是我國(guó)在引進(jìn)的美國(guó)西屋公司 AP1000 的基礎(chǔ)上消化、吸收再升級(jí)的非能動(dòng)大型先進(jìn)壓水堆核電機(jī)組。相比于 AP1000，CAP1400 的機(jī)組功率提高 20%，進(jìn)一步降低 了堆芯熔化概率，提高了抗擊大型商運(yùn)飛機(jī)撞擊能力，優(yōu)化了放射性廢物處理系統(tǒng)。我 國(guó)在 2010 年 6月完成了 CAP1400 示范工程概念設(shè)計(jì)，并在當(dāng)年 12 月通過(guò)了國(guó)家能源局審查；在 2012 年 CAP1400 的出版設(shè)計(jì)基本完成，并于 2014 年 1 月通過(guò)了國(guó)家能源 局審查。2016 年 4 月，CAP1400 通過(guò)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu) IAEA 的通用安全審評(píng)，取得國(guó)際認(rèn)可。

　　CAP1400 的總體設(shè)計(jì)目標(biāo)是要提高電廠容量等級(jí)、優(yōu)化電廠總體參數(shù)、平衡電廠 設(shè)計(jì)、重新進(jìn)行全廠安全設(shè)計(jì)工程設(shè)計(jì)和關(guān)鍵設(shè)備設(shè)計(jì)與驗(yàn)證、全面推進(jìn)設(shè)計(jì)自主化與 設(shè)備國(guó)產(chǎn)化、積極應(yīng)對(duì)福島事件后的國(guó)際國(guó)內(nèi)技術(shù)政策、實(shí)現(xiàn)當(dāng)前最高安全目標(biāo)、滿足 最嚴(yán)環(huán)境排放要求，進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)性，從而使綜合性能達(dá)到三代核電的世界領(lǐng)先水平。 根據(jù)設(shè)計(jì)升級(jí)，CAP1400 的機(jī)組功率比 AP1000 提高 20%，同時(shí)進(jìn)一步降低了堆芯熔化 概率，提高了抗擊大型商運(yùn)飛機(jī)撞擊能力，優(yōu)化了放射性廢物處理系統(tǒng)。

　　六大試驗(yàn)課題為 CAP1400 提供技術(shù)支持。核電專項(xiàng) CAP1400 示范工程六大試驗(yàn)是核電重大專項(xiàng)支持設(shè)立的基礎(chǔ)類重大驗(yàn)證課題，屬于支撐論證三代非能動(dòng)核電關(guān)鍵系統(tǒng)運(yùn)行及重要設(shè)備性能的機(jī)理研究，包括 CAP1400 非能動(dòng)堆芯冷卻系統(tǒng)性能研究及試驗(yàn)、 CAP1400 熔融物堆內(nèi)滯留（IVR）研究及試驗(yàn)、CAP1400 非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)性能試 驗(yàn)、CAP1400反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)水力模擬試驗(yàn)、CAP1400 堆內(nèi)構(gòu)件流致振動(dòng)試驗(yàn)和 CAP1400 蒸汽發(fā)生器及關(guān)鍵部件性能試驗(yàn)。六大試驗(yàn)均為系統(tǒng)性試驗(yàn)，需要各類設(shè)備和零部件構(gòu) 成后共同作用。六大試驗(yàn)在于驗(yàn)證各系統(tǒng)的可靠性，確保各部分達(dá)到預(yù)期效果。

　　從 AP1000 到 CAP1000，再到 CAP1400，我國(guó)核電裝備制造能力大幅提升，美國(guó)對(duì)華出口禁令難擋中國(guó)走向核電強(qiáng)國(guó)之路。我國(guó)在引進(jìn) AP1000 之初，便開始了 AP1000 的國(guó)產(chǎn)化標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，同時(shí)全程介入 AP1000 依托工程的裝備和關(guān)鍵部件的研發(fā)生產(chǎn)。隨 著 AP1000 關(guān)鍵設(shè)備的研制和國(guó)產(chǎn)化深入，我國(guó)在 2011 年突破了 AP1000 蒸汽發(fā)生器的 關(guān)鍵技術(shù)；并在 2018 年 9 月 11 日，我國(guó)沈陽(yáng)鼓風(fēng)集團(tuán)和哈電集團(tuán)成功研制了 AP1000屏蔽電機(jī)主泵，成為繼美國(guó)之后第二個(gè)具備 AP1000 生產(chǎn)能力的國(guó)家。隨著 AP1000 設(shè) 備國(guó)產(chǎn)化的深入，我國(guó)裝備制造能力得到大幅提升，我國(guó)也開始了 CAP1400 的關(guān)鍵設(shè)備 國(guó)產(chǎn)化。美國(guó)當(dāng)?shù)貢r(shí)間 10 月 11 日，美國(guó)能源部發(fā)布《美國(guó)對(duì)中國(guó)民用核能合作框架》（US. Policy Framework on Civil Nuclear Cooperation with China），計(jì)劃對(duì)出口到中國(guó)的民用核能科技進(jìn)行限制，主要是針對(duì)我國(guó)日漸強(qiáng)大的核電技術(shù)進(jìn)行反制，主要限制的 是 1）核電輕水小堆；2）非輕水先進(jìn)堆；3）2018 年 1 月 1 日以后的新技術(shù)。目前我國(guó) CAP1400 主要設(shè)備均在國(guó)產(chǎn)進(jìn)程中。美國(guó)對(duì)我國(guó)的核反制只會(huì)倒逼我國(guó)核產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展。

　　中核、中廣核技術(shù)融合，“華龍一號(hào)”孕育而生。1999 年中核集團(tuán)啟動(dòng) CNP1000 概念設(shè)計(jì)，并在消化吸收引進(jìn)了 AP1000 技術(shù)之后，完成了具有完整自主產(chǎn)權(quán)的三代核電 ACP1000。同時(shí) 2005 年中廣核以法國(guó)引進(jìn)的百萬(wàn)千瓦級(jí)堆型——M310 型為基礎(chǔ)，推出 了 CPR1000 并在此基礎(chǔ)上對(duì)安全性與成熟性等方面進(jìn)行了多項(xiàng)創(chuàng)新，成功研發(fā)出擁有自 主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 ACPR1000+。2014 年 8 月 22 日，中核與中廣核正式簽署《關(guān)于自主三 代百萬(wàn)千瓦核電技術(shù)“華龍一號(hào)”技術(shù)融合的協(xié)議》，雙方同意在 ACP1000 和 ACPR1000+ 技術(shù)基礎(chǔ)上各取所長(zhǎng)，聯(lián)合開發(fā)，設(shè)計(jì)成一套擁有我國(guó)自主品牌的三代路線，自此“華 龍一號(hào)”正式孕育而生。2017 年 5 月，福清 5 號(hào)機(jī)組吊裝成功，標(biāo)志著“華龍一號(hào)”全 球首堆全面進(jìn)入設(shè)備安全階段?！叭A龍一號(hào)”的發(fā)展標(biāo)志著中國(guó)核電從“中國(guó)制造”走到 了“中國(guó)創(chuàng)造”，中國(guó)核電的“強(qiáng)國(guó)夢(mèng)”正在實(shí)現(xiàn)。

　　堅(jiān)持國(guó)產(chǎn)化路線，是我國(guó)核事業(yè)的主旨。始終堅(jiān)守國(guó)產(chǎn)化路線，是我國(guó)核電技術(shù)能夠真正獨(dú)立自主、不受國(guó)外制約的唯一途徑。在“華龍一號(hào)”所有國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程中，最艱難的 是被稱作為核電站“心臟”的主泵，我國(guó)核電站 2008 年以前使用的主泵皆是國(guó)外進(jìn)口 的，為發(fā)展自己的核心競(jìng)爭(zhēng)力，中核公司結(jié)合以往參與的各類項(xiàng)目與自身自主設(shè)計(jì)的技 術(shù)優(yōu)勢(shì)，對(duì)全球市場(chǎng)上的主泵做了詳細(xì)的分析與研究，目前已實(shí)現(xiàn)主泵大部分核心關(guān)鍵 部件完全國(guó)產(chǎn)化，國(guó)產(chǎn)主泵泵殼壽命也提升至 60 年，目前，“華龍一號(hào)”技術(shù)設(shè)備國(guó)產(chǎn) 化率已超 85%預(yù)計(jì)未來(lái)隨著技術(shù)與研發(fā)的不斷投入，“華龍一號(hào)”國(guó)產(chǎn)化率還將不斷提升。

　　核電模塊化和小堆亦是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

　　模塊小型堆具有高參數(shù)，可滿足核能發(fā)電、工業(yè)工藝供熱、城市區(qū)域供熱、海水淡化等 多種用途所需的熱能參數(shù)要求。國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）將“小型先進(jìn)模塊化多用途反 應(yīng)堆（小堆）”定義為 30萬(wàn)千瓦以下的反應(yīng)堆。小堆相較于大堆型，小型核電反應(yīng)堆采 用一體化、模塊化的設(shè)計(jì)方式，并結(jié)合高安全性特點(diǎn)，使得小堆具有很好的環(huán)境適應(yīng)性 以及選址優(yōu)勢(shì)。這讓小堆可以建立在人口密集地區(qū)周邊，靠近用戶，實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)和分 布式供電等多種能源需求供給。同時(shí)海上小堆的研發(fā)可以為海上油氣田開采、海島開發(fā) 等供給能源，還能開發(fā)核動(dòng)力破冰船和核動(dòng)力商船。

　　十三五規(guī)劃聚焦小堆發(fā)展，國(guó)內(nèi)小堆技術(shù)發(fā)展迅速。我國(guó)政策大力支持小堆技術(shù)發(fā)展。《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》要求“在核電建設(shè)方面，堅(jiān)持熱堆、快堆、聚變堆‘三步 走’技術(shù)路線，以百萬(wàn)千瓦級(jí)先進(jìn)壓水堆為主，積極發(fā)展高溫氣冷堆、商業(yè)快堆和小型 堆等新技術(shù)”；《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出要開展小型智能堆、商業(yè)快堆和熔鹽堆 等先進(jìn)核能技術(shù)研發(fā)；《能源技術(shù)創(chuàng)新“十三五”規(guī)劃》也表示將建設(shè)模塊化小型堆和低 溫供熱堆示范工程納入示范實(shí)驗(yàn)類進(jìn)行重點(diǎn)發(fā)展。我國(guó)的小堆主要技術(shù)路線為中國(guó)核工 業(yè)集團(tuán)公司開發(fā)的的 ACP100。為了結(jié)合海洋環(huán)境，采用鋼安全殼、長(zhǎng)壽期棒控堆芯和 反應(yīng)堆處海面下等措施的 ACP100S 和 ACP25S 相繼推出。ACP100S 和 ACP25S 能確保換 料周期超兩年、事故時(shí)非能動(dòng)余熱導(dǎo)出、反應(yīng)堆絕對(duì)安全。目前我國(guó)的“ACP100S 大型 海上核動(dòng)力浮動(dòng)平臺(tái)示范項(xiàng)目”已在膠東開工建造。這個(gè)平臺(tái)共包括 2 個(gè)大型海上浮動(dòng)核電站系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)采用雙堆布置，單堆 12.5 萬(wàn)千瓦，發(fā)電總量可達(dá) 30 萬(wàn)千瓦，每 年大概可以供應(yīng) 4000 萬(wàn)度電，1600 萬(wàn)噸高溫蒸汽、1000 萬(wàn)噸淡水以及 200 噸濃鹽水， 每年可以減少燃煤消耗 500 萬(wàn)噸。