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中国“华龙一号”走出国门,它是何由来

中国“华龙一号”走出国门,它是何由来

作者: 咸鱼飞翔的梦 | 来源:发表于2020-04-29 11:32 被阅读0次

    2020年4月,位于巴基斯坦卡拉奇核电站K2核岛外穹顶第十四层混凝土浇筑完成,标志着“华龙一号”海外首堆核岛厂房顺利实现全部封顶,核岛土建工程主体结构全线完工。我国自主设计、拥有完整自主知识产权的第三代核电技术“华龙一号”成功走出国门,并且成为中国走向世界的新名片。“华龙一号”究竟是何由来?

    19世纪末期,贝克勒尔发现了天然放射性衰变,这是人类第一次观察到核变化的现象,并且成为核物理发展的开端。此后三四十年,是核物理发展的初期阶段,主要从事放射性衰变规律、射线性质的研究、利用射线研究原子核等。1919年,卢瑟福通过α粒子散射实验,成功建立了原子核的核式结构模型,为后续核物理的发展奠定了坚实的基础。1939年,哈恩和斯特拉斯曼发现了核裂变现象,1942年,费米领导建立第一个链式反应堆并命名为“芝加哥一号堆”,这是人类核能利用的开端。1957年,苏联建成了世界上第一座商用核反应堆—奥布灵斯克核电站。

    世界上第一座商用核反应堆—奥布灵斯克核电站

    由于核能清洁、高效的特点,此后美国、俄罗斯、法国中国、日本等相继开展对核能技术的研究。核电技术发展至今,各项技术已经趋于完善,并且按照时间历程,核电技术一般分为四代:

    第一代(GEN-I)核电站是早期的原型堆核电站,即1950年前后开发的轻水堆核电站,如美国1957年建成的希平港压水堆(PWR)以及英国1956年建成的镁诺克斯(Magnox)石墨气冷堆等。这些反应堆的建成证明了安全利用核能的可行性。此后核电技术进入快速发展阶段。

    美国1957年建成的希平港压水堆(PWR)

    第二代(GEN-Ⅱ)核电站是1960年到20实际末在第一代核电站基础上设计、建设的大型商用核电站,发电功率由一代核电站的10万千瓦提升至30万千瓦以上,如美国西屋公司的Model系列、沸水堆(BWR)、法国的CPY,P4等均属于第二代核电技术。目前,世界上运行的绝大多数核电站均在这一时期建成,我国自行设计、建造和运营管理的第一座30万千瓦压水堆秦山核电站于1991年底并网发电。自此,我国成为继美、英、法、前苏联、加拿大、瑞典之后世界上第7个能够自行设计、建造核电站的国家。

    我国自行设计、建造和运营管理的第一座压水堆秦山核电站

    但是核电的发展也不是一番风顺。1979年3月28日凌晨4时,美国三里岛核电站因为人为操作的失误发生五级核电事故;1986年4月26日凌晨1点23分,乌克兰切尔诺贝利核电站因为反应堆设计缺陷发生七级核电事故;2011年3月12日,日本福岛核电站受地震影响发生七级核电事故。这三次核电事故的发生导致核电的安全性再次被人们所质疑,我国核电的发展也进入了低谷期。

    切尔诺贝利核电站爆炸切伦科夫辐射照亮天空

    为了解决事故带来的负面影响以及保证核电的安全性,世界各国对核电事故的预防和后果解决进行了更为周全的考虑,美国和欧洲先后出台“先进轻水堆用户要求”文件和“欧洲用户对轻水堆核电站的要求”(URD、EUR),进一步明确了防范与缓解严重事故、提高安全可靠性和改善人因工程等方面的要求。通常把安全性指标达到URD、EUR要求的核电站称为第三代(GEN-Ⅲ)核电站。第三代核电站采用标准化、最佳化设计和安全性更高的非能动安全系统,如欧洲压水堆(EPR)、美国西屋公司的AP1000等。我国也在自身技术积累和美国AP1000项目的合作下,相继开发了具有完整自主知识产权的三代压水堆核电品牌ACP1000和ACPR1000+。

    2013年,核电“走出去”在中国上升为国家战略。实现中国由核电大国向核电强国的转变,一个重要标志是拥有自主知识产权的核电技术,并实现“走出去”。中国政府对核电“走出去”高度重视,在2013年中央经济工作会议上,中国国家主席习近平和国务院总理李克强都提到要把核电和高铁作为重要出口项目,加以推动落实。于是2013年4月25日,中国国家能源局主持召开了自主创新三代核电技术合作协调会,中广核和中核同意在前期两集团分别研发的ACPR1000+和ACP1000的基础上,联合开发“华龙一号”。2014年8月22日,“华龙一号”总体技术方案通过国家能源局和国家核安全局联合组织的专家评审。专家组一致认为,“华龙一号”成熟性、安全性和经济性满足三代核电技术要求,设计技术、设备制造和运行维护技术等领域的核心技术具有自主知识产权,是目前国内可以自主出口的核电机型,自此“华龙一号”正式开发完成。目前,中广核防城港核电站3、4号机组和中核福清5、6号机组正是“华龙一号”国内示范项目,也标志着我国核电技术进入新时代,有力推动“核电技术走出去”战略的实施。

    防城港核电站完成混凝土浇筑

    第四代(GEN-Ⅳ)是防止核扩散、待开发的安全性更高的核电站。2000年1月,在美国能源部的倡议下,美国、英国、瑞士、南非、日本、法国、加拿大、巴西、韩国和阿根廷等十个有意发展核能利用的国家,联合组成“第四代国际核能论坛”(GIF),并于2001年7月签署了合约,约定共同合作研究开发第四代核能系统。位于我国山东省威海市的石岛湾在建核电站,是全球首座将四代核电技术成功商业化的示范项目,也是中国“十二五”获批的第一个核电项目。

    无论是ACP1000、ACPR1000+和“华龙一号”的核电技术还是防城港核电站、福清核电站和石岛湾核电站等示范项目,都无疑标志着中国的核电技术已经走到了世界前列,并且逐渐得到国际的认可。


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