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    第三代核電技術助核電走得更遠
    發布時間:2009.08.24 新聞來源:江蘇中邦輸送帶有限公司 瀏覽次數:

    核電與火電、水電一起,并稱為世界三大電力支柱,目前核能發電約占全世界總發電量的16%,是當今世界上大規模可持續供電的主要能源之一。截至2009年1月底,全世界共有438臺運行中的核電機組,總裝機容量達到3.7億千瓦,有44臺建設中的核電機組。其中美國有運行核電機組104座,總裝機容量1億千瓦;法國有運行核電機組59座,總裝機容量6326千瓦,日本有運行核電機組55座,總裝機容量4759千瓦。

    核電技術在探索中前進

    自1954年,前蘇聯建成電功率為5兆瓦的實驗性核電站以來,核電技術的發展可以劃分為三個階段。

    第一代核電技術是和平利用核能研發階段的試驗堆和原型堆。各國在上世紀五十年代開發建設了實驗性原型核電站,證明了利用核能發電的技術是可行的。以第一代核電技術為基礎的核電站有1954年前蘇聯建成的奧布涅斯克實驗性核電站、1956年英國建成的卡德豪爾石墨冷氣堆原型核電站、1957年美國建成希平港壓水堆原型核電站、1962年加拿大建成的重水堆原型核電站等。

    第二代核電技術被廣泛應用于上世紀七十年代至今仍在運行的大部分商業核電站,它們大部分已實現標準化、系列化和批量建設,主要種類有壓水堆(PWR)、沸水堆(BWR)、重水堆(CANDU)和蘇聯設計的壓水堆(VVER)和石墨水冷堆(RBMK)等。

    第二代核電站技術證明了發展核電在經濟上是可行的。但是前蘇聯切爾諾貝利核電站和美國三哩島核電站嚴重事故的發生,引起了公眾對核電安全性的質疑,同時也讓人們意識到第二代核電技術的不完善性,許多國家的核電發展也都因此一度停滯。

    第三代核電技術的誕生

    針對公眾對核電安全性、經濟性的疑慮,美國電力研究院在美國能源部和核管會的支持下,對進一步大力發展核電的可行性進行了研究,根據其研究成果制定出了《美國用戶要求文件(URD)》,對新建核電站的安全性、經濟型和先進性提出了要求。隨后,歐洲也出臺了《歐洲用戶要求文件(EUR)》,表達了與URD文件相似的要求。

    第三代核電技術就是指滿足URD或UAR,具有更好安全性的新一代先進核電站技術。它具有在經濟上能與聯合循環的天然氣機組相競爭、在能源轉換系統方面大量采用二代成熟技術的優勢。第三代技術與第二代技術最為根本的一個差別,就是第三代核電技術把設置預防和緩解嚴重事故作為了設計核電站必須要滿足的要求。

    截然相反的AP1000與EPR

    現今具有代表性的第三代核電技術大致有6種堆型。分別是美國西屋電氣公司的先進非能動壓水堆(AP1000)、法國阿海琺公司的歐洲壓水堆(EPR)、美國通用電氣公司的先進沸水堆(ABWR)和經濟簡化型沸水堆(ESBWR)、日本三菱公司的先進壓水堆(APWR)和韓國電力工程公司的韓國先進壓水堆(APR1400)。其中最具代表性的就是AP1000和EPR。

    作為第三代核電技術的代表,AP1000和EPR有一些不同。AP1000是在AP600的基礎上產生的,因此與AP600有許多相似,但是它更加簡潔,更多利用非能動技術。可以說,AP1000采用的是“減法”設計思路。它采用“非能動技術”理念,從根本上革新、利用自然界物質固有的規律來保障安全。利用物質的重力、流體的自然對流、擴散、蒸發、冷凝等原理在事故應急時冷卻反應堆廠房和帶走堆芯余熱。按這種思路做出的設計,既簡化了系統,減少了設備和部件,又大大提高了安全性。

    而EPR的產生思路與AP1000相反,它采取的是“增加專設安全系統”的“加法”思路。它在第二代的基礎上再增加和強化專設安全系統,同時增設堆芯熔融物捕集和冷卻系統以防止安全殼熔穿等。這樣安全性能提高了,不過相應地核電站系統也就更為復雜,設備更多,工程量也更大了。

    第三代核電技術成為發展主流

    從目前的核電發展情況來看,說第三代核電技術是當今國際上核電發展的主流一點也不為過。因為世界上核電發達國家目前已經開工建設和已向核安全當局申請建設許可證的核電機組幾乎都是第三代。而目前已向核安全當局申請建設許可證、在建和已運行的第三代核電站中,美國占了26座,日本有14座,俄羅斯有2座,法國和芬蘭各有1座。其中美國有12臺AP1000機組已向美國核監管委會申請建造運行許可證。6臺AP1000機組的建造已經簽訂了總承包合同,其中三臺計劃在2016年商業運行;而法國更是宣布不會再新建第二代核電站。

    如今,第四代核電技術也進入了人們的視野,多個國家都在進行第四代核能利用系統的研究和開發。相信隨著核電技術的不斷發展,人類對核能的利用也會越來越好,核電也會迎來更大的發展。

     
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