從引進國外技術,到消化吸收和誕生自主品牌,中國核電的創(chuàng)新之路正在提速。
日前,中國自主品牌核電ACP100和CAP1400先后通過國際原子能機構反應堆通用技術審查(GRSR),加上此前已經(jīng)通過該審查的ACPR1000+(概念設計)和ACP1000,中國先進三代壓水堆技術均已滿足IAEA關于先進核電技術最新設計安全要求,幾乎都拿到了參與國際競爭至關重要的一枚印章。
“創(chuàng)新是中國核電發(fā)展的主旋律,也是‘十三五’期間的主要任務。提高我國核電產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新能力,突破三代技術的瓶頸,是中國核電批量化規(guī)?;l(fā)展的需要,也是中國核電走出國門,提高國際競爭力的必由之路。”中國核能行業(yè)協(xié)會專家委副主任徐玉明日前在重慶舉行的“核應急技術裝備發(fā)展供給側與需求側技術交流會”上做出如是論述。
徐玉明指出,要加強科技創(chuàng)新、自主創(chuàng)新、原始創(chuàng)新,全面掌握并不斷優(yōu)化三代核電技術,開展先進核電技術研發(fā)和工程化驗證,從核電大國不斷邁向世界核電強國。
資料顯示,上世紀90年代以后,世界各大核電供應商通過改進和研發(fā)形成了多種三代核電堆型。在壓水堆方面,誕生了美國的AP1000,法國的EPR,韓國的APR1400、俄羅斯的VVER1000和VVER1200,以及日法合作的Atmer-1等。這些先進的堆型通過采用非能動系統(tǒng)、增加安全系列、設置完善的嚴重事故預防和緩解措施、增強對外部事件的防御能力提高了核電的安全性,也通過增大容量、簡化設計、延長設計壽命和換料周期等手段提高了核電的經(jīng)濟性。
目前,除了韓國的APR1400已實現(xiàn)并網(wǎng),上述其他堆型基本都處于建設階段。業(yè)內(nèi)分析指出,未來5-15年,URD(美國《先進輕水堆用戶要求文件》)和EUR(《歐洲用戶要求文件》)仍然是先進壓水堆設計需要全面參考的依據(jù)。福島核事故之后,IAEA、西歐和中國進一步提高了對未來新建核電的安全要求,主要包括:提高縱深防御獨立性、增強包括多重失效在內(nèi)的超設計基準事故應對能力、實際消除大量放射性釋放從而減緩場外應急需求,增強內(nèi)部和外部事件防護能力等。
中國核學會日前發(fā)布的《核科學技術學科發(fā)展報告(2014-2015)》顯示,未來提高核電安全的總體思路和方向包括:保證四道屏障的完整性(尤其安全殼完整性)、保證五層縱深防御的有效性、采用耐事故燃料元件、先進堆芯設計、提高安全措施的可靠性、放射性廢物最小化、采用先進的智能儀控系統(tǒng)、延長操作員不干預時間和廠外支持時間,加強嚴重事故堆芯熔融機理研究,實際消除大規(guī)模放射性釋放,增強固有安全性,最終目標是在技術上實現(xiàn)或者不需要廠外應急。
“我國核與輻射安全法規(guī)標準依據(jù)IAEA的安全標準制定,與世界接軌,并持續(xù)改進、不斷提高。福島事故后,我國安全改進行動要求與國際保持一致,并得以全面實施。” 《核科學技術學科發(fā)展報告(2014-2015)》指出。
“作為成熟的,已經(jīng)處于建造并能夠出口的壓水堆機型,華龍一號和CAP1400在滿足國內(nèi)、國際安全標準上毋庸置疑。持續(xù)的技術改進和創(chuàng)新,是要從根本上避免嚴事故發(fā)生,保證反應堆安全,以及實現(xiàn)‘實際消除大規(guī)模釋放的可能性’。” 一位業(yè)內(nèi)專家向記者表示,“此外,模塊化小堆技術正是壓水堆創(chuàng)新研發(fā)的集中體現(xiàn),國內(nèi)企業(yè)在這方面正在積極推進。”
除了壓水堆,我國在快堆、高溫氣冷堆、熔鹽堆、超臨界水堆、加速器驅(qū)動次臨界系統(tǒng)(ADS),以及核聚變研究、混合聚變堆方面目前均有不同程度進展。
信息顯示,隨著實驗快堆建成,下一步我國將依據(jù)“實驗快堆、示范快堆和商用快堆”三步走發(fā)展策略穩(wěn)步推進,預期將于2025年建成示范快堆CFR600。在此之前,需完成相關研究和關鍵設備研制。此外,在高溫氣冷堆示范工程基礎上,將繼續(xù)開展60萬千瓦高溫氣冷堆總體設計并力推產(chǎn)業(yè)化,以及進行超高溫氣冷堆技術預研等。而超臨界水堆基礎技術研究已經(jīng)完成,下一步將進行關鍵技術攻關,全面掌握設計技術和設計方法,完成工程試驗堆研究設計。
同時,中科院在熔鹽堆和ADS研究領域已經(jīng)形成規(guī)劃:在熔鹽堆方面,釷鈾循環(huán)核數(shù)據(jù)、結構材料、后處理技術等基礎研究主要展開。預計2030年左右,我國全面掌握釷基熔鹽堆系統(tǒng)(TMSR)設計技術,基本完成工業(yè)示范堆建設,并發(fā)展小型模塊化熔鹽堆技術,進行商業(yè)化推廣;ADS研究已經(jīng)從基礎研究向工程實施階段過渡,若得到國家及時穩(wěn)定的支持,有望在2022年左右基本完成乏燃料循環(huán)利用驗證、ADS燃燒器原理樣機等階段性工作,引領國際核裂變創(chuàng)新發(fā)展。