核電技術(shù)

　　核電技術(shù)發(fā)展史

　　第一代核電技術(shù)

　　第一代核電技術(shù)即早期原型反應(yīng)堆，主要目的是為通過試驗示范形式來驗證核電在工程實施上的可行性。

　　前蘇聯(lián)在1954年建成5兆瓦實驗性石墨沸水堆型核電站；英國1956年建成45兆瓦原型天然鈾石墨氣冷堆型核電站；美國1957年建成60兆瓦原型壓水堆型核電站；法國1962年建成60兆瓦天然鈾石墨氣冷堆型核電站；加拿大1962年建成25兆瓦天然鈾重水堆型核電站。這些核電站均屬于第一代核電站。

　　第二代核電技術(shù)

　　第二代核電技術(shù)是在第一代核電技術(shù)的基礎(chǔ)上建成的，它實現(xiàn)了商業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化等，包括壓水堆、沸水堆和重水堆等，單機(jī)組的功率水平在第一代核電技術(shù)基礎(chǔ)上大幅提高，達(dá)到千兆瓦級。

　　在第二代核電技術(shù)高速發(fā)展期，美、蘇、日和西歐各國均制定了龐大的核電規(guī)劃。美國成批建造了500至1100兆瓦的壓水堆、沸水堆，并出口其他國家；前蘇聯(lián)建造了1000兆瓦石墨堆和440兆瓦、1000兆瓦VVER型壓水堆；日本和法國引進(jìn)、消化了美國的壓水堆、沸水堆技術(shù)，其核電發(fā)電量均增加了20多倍。

　　美國三里島核電站事故和前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站事故催生了第二代改進(jìn)型核電站，其主要特點是增設(shè)了氫氣控制系統(tǒng)、安全殼泄壓裝置等，安全性能得到顯著提升。此前建設(shè)的所有核電站均為一代改進(jìn)堆或二代堆，如日本福島第一核電站的部分機(jī)組反應(yīng)堆。我國目前運(yùn)行的核電站大多為第二代改進(jìn)型。

　　第三代核電技術(shù)

　　第三代核電技術(shù)指滿足美國“先進(jìn)輕水堆型用戶要求”（URD）和“歐洲用戶對輕水堆型核電站的要求”（EUR）的壓水堆型技術(shù)核電機(jī)組，是具有更高安全性、更高功率的新一代先進(jìn)核電站。

　　第三代先進(jìn)壓水堆型核電站主要有ABWR、System80+、AP600、AP1000、EPR、ACR等技術(shù)類型，其中具有代表性的是美國的AP1000和法國的EPR。中國已引進(jìn)AP1000等技術(shù)，分別在浙江三門和山東海陽等地開工建造。

　　第四代核電技術(shù)

　　第四代核電是由美國能源部發(fā)起，并聯(lián)合法國、英國、日本等9個國家共同研究的下一代核電技術(shù)。目前仍處于開發(fā)階段，預(yù)計可在2030年左右投入應(yīng)用。第四代核能系統(tǒng)將滿足安全、經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)發(fā)展、極少的廢物生成、燃料增殖的風(fēng)險低、防止核擴(kuò)散等基本要求。[1]

　　第四代核電技術(shù)的解釋

　　(1)第四代核電技能的概念

　　把五、六十年代締造的驗證性核電站稱為榜首代；70、80年代標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、批量締造的核電站稱為第二代；第三代是指90年代開發(fā)研討老練的領(lǐng)先輕水堆；第四代核電技能是指待開發(fā)的核電技能，其主要特征是避免核分散，具有更好的經(jīng)濟(jì)性，安全性高和廢物發(fā)作量少。

　　(2)開發(fā)第四代核電技能的意圖

　　美國政府對核電界共同研討開發(fā)的第三代核電技能不行滿足的是：未思考避免核分散的需求，經(jīng)濟(jì)性不行抱負(fù)。為了強(qiáng)化避免核分散的需求和進(jìn)一步改進(jìn)經(jīng)濟(jì)性，提出要研討開發(fā)第四代核電站。

　　(3)第四代核電技能的功能需求

　　2000年5月，由美國能源部建議、美國阿貢實驗室安排的全世界約100名教授進(jìn)行了研討，提出了第四代核電站14項基本需求。關(guān)于經(jīng)濟(jì)性的有3條：要有競爭力的發(fā)電本錢，其母線發(fā)電本錢為3美分/kWh；可承受的出資危險，比出資小于1000美元/kW；締造時刻(從澆注榜首罐混凝土至反應(yīng)堆發(fā)動實驗)少于3年。有5條是關(guān)于核安全和輻射安全的：十分低的堆芯破損概率；任何可信初因事故都經(jīng)驗證，不會發(fā)作嚴(yán)峻堆芯損壞；不需求場外應(yīng)急；人因容錯功能高；盡可能小的輻射照耀。關(guān)于核廢物有3條：要有完好的解決方案；解決方案被大眾承受；廢物量要最小。關(guān)于防核分散的有3條：對兵器分散分子的吸引力小；內(nèi)涵的和外部的避免核分散能力強(qiáng)；對避免核分散要通過評價。

　　由上看出，第四代核電站的需求突出了避免核分散難題，沒有思考核燃料循環(huán)和核資源難題，而這兩個難題是觸及核能可持續(xù)展開的重大難題。

　　(4)想象展開發(fā)展

　　當(dāng)時的主要任務(wù)是研討斷定第四代核電的功能需求，逐漸由準(zhǔn)則需求，經(jīng)細(xì)化為詳細(xì)目標(biāo)，在此基礎(chǔ)上再展開堆型的研討開發(fā)。估計2020年前能有一個或幾個演示電站建成運(yùn)轉(zhuǎn)；到2030年今后再推行締造。在2001年到2030年這段時刻內(nèi)，將締造一批第三代的領(lǐng)先輕水堆核電機(jī)組。

　　“二代加”核電技術(shù)

　　2003年，國務(wù)院核電自主化工作領(lǐng)導(dǎo)小組成立，要求實現(xiàn)設(shè)計、建造、運(yùn)營、管理四個自主以及設(shè)備國產(chǎn)化。在嶺澳核電二期、秦山核電二期擴(kuò)建等工程中，出現(xiàn)了中國“自主設(shè)計、自主制造、自主建設(shè)、自主運(yùn)行”的“二代加”核電技術(shù)。其中，2005年12月開工、2011年8月建成投產(chǎn)的嶺澳核電二期項目，作為國家核電技術(shù)自主品牌CPR1000示范工程，在中國核電發(fā)展中具有承上啟下的作用，加快了中國全面掌握第二代改進(jìn)型百萬千瓦級核電站技術(shù)，基本形成自主技術(shù)品牌核電站設(shè)計自主化和設(shè)備制造國產(chǎn)化能力。目前，以CNP1000和CPR1000為代表的、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的“二代加”核電機(jī)型，占據(jù)了中國在運(yùn)和在建核電機(jī)組的絕大多數(shù)。