時間：2023-05-30 10:35:52
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇三門核電站，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
【關(guān)鍵詞】AP1000；核電站；常規(guī)島；技術(shù)管理
0.引言
浙江三門核電站是國家首先確定的建造國際上最先進(jìn)的第三代核電技術(shù)的廠址之一，其核島供應(yīng)于2004年9月正式向國際招標(biāo)，于2007年2月正式確定采用美國西屋聯(lián)隊的AP1000核電技術(shù)，其常規(guī)島部分采用三菱-哈動設(shè)備。三門核電廠健跳廠址規(guī)劃建設(shè)容量為6臺百萬千瓦級核電機組，一次規(guī)劃、分期建設(shè)。一期工程建設(shè)規(guī)模為2×1251MW機組，設(shè)計壽命為60年。我公司主要承擔(dān)一期工程常規(guī)島及BOP的安裝施工任務(wù)。
浙江省火電建設(shè)公司三門核電項目施工技術(shù)室作為項目技術(shù)管理的歸口管理部門，其主要職責(zé)是主持項目各專業(yè)技術(shù)活動，協(xié)調(diào)處理各項技術(shù)問題，并負(fù)責(zé)項目對外的技術(shù)聯(lián)系、協(xié)調(diào)等工作。其目的是通過積極貫徹國家電力建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理制度，嚴(yán)格執(zhí)行業(yè)主和公司的技術(shù)管理制度，以技術(shù)措施為保障，科學(xué)規(guī)范地進(jìn)行管理，力保施工安全、質(zhì)量和進(jìn)度控制穩(wěn)定有序。
綜合考慮各項影響因素，三門核電廠常規(guī)島施工技術(shù)管理主要有以下特點。
1.堅持四個凡事，重點在落實
結(jié)合核電的技術(shù)要求和核安全文化編制管理程序、工作程序及施工方案，通過落實、宣貫、技術(shù)交底等措施，統(tǒng)一工藝標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)要求和施工規(guī)范。做到核電質(zhì)保的“四個凡事”即：凡事有章可循、凡事有人負(fù)責(zé)、凡事有人驗證、凡事有據(jù)可查。先后編制了《圖紙會檢管理程序》、《技術(shù)交底管理程序》、《焊接過程管理程序》、《施工過程控制管理程序》、《焊接工藝評定管理程序》、《開工報告管理程序》、《工作程序、施工方案的編制管理程序》、《現(xiàn)場技術(shù)澄清及設(shè)計變更管理程序》、《現(xiàn)場材料代換管理程序》、《現(xiàn)場二次設(shè)計管理程序》等施工技術(shù)相關(guān)的管理程序。前期策劃并形成了“圖紙催交計劃”、“設(shè)備催交計劃”、“適用國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范清單”、“施工方案和工作程序編制計劃”、“過程控制策劃表”、“設(shè)備安裝過程拍攝計劃”、“施工工藝標(biāo)準(zhǔn)示范手冊”、“焊接分項工程一覽表”等文件。對于各施工方案及工作程序，按具體內(nèi)容劃分為一般方案、重要方案及重大方案，分別采取不同層次的編制、審核、批準(zhǔn)模式。各項管理要求及計劃策劃內(nèi)容重點宣貫、定期檢查，確保落實到位。
2.強化圖紙會審，熟悉施工接口界限、設(shè)計分工界限、設(shè)備供貨界限
AP1000核電技術(shù)作為國際上最先進(jìn)的第三代核電技術(shù)，三門核電廠作為全球首個三代核電技術(shù)示范工程，整個工程的設(shè)計是以美國西屋公司為首的聯(lián)合團(tuán)隊共同完成的，設(shè)計團(tuán)隊主要包括美國西屋公司、美國紹爾公司、上海核工程研究設(shè)計院、日本三菱重工、華東電力設(shè)計院等。在我公司承擔(dān)的一期工程常規(guī)島及BOP施工范圍內(nèi)的施工圖紙，涉及到上述所有設(shè)計單位，圖紙來源廣泛，各施工圖紙設(shè)計風(fēng)格迥異、接口眾多。同時，不同于以往常規(guī)火電項目各系統(tǒng)由一家設(shè)計單位獨立完成，三門核電廠多數(shù)工藝系統(tǒng)由一家設(shè)計院來做系統(tǒng)設(shè)計、多家設(shè)計院分工完成施工圖紙。而對于某些連接核島廠房與常規(guī)島廠房的工藝系統(tǒng)，又存在多家施工單位共同完成的情況，這些系統(tǒng)中的設(shè)備、管道、閥門等由三門核電業(yè)主、核島承包商、常規(guī)島承包商三方多家共同供貨。這樣的情況對于布置于常規(guī)島廠房的核島14個系統(tǒng)（即NI14個系統(tǒng)：是指本應(yīng)布置于核島廠房，因廠房空間受限而布置于常規(guī)島廠房的14個系統(tǒng)）尤其普遍。因此，加強圖紙會審，熟悉施工界限、設(shè)計分工界限、設(shè)備供貨界限，了解各個系統(tǒng)的接口，顯得非常重要。針對上述特殊情況，我們積極參加各種設(shè)計交底會，工程施工協(xié)調(diào)會，設(shè)備供貨盤點會，加強外部技術(shù)溝通、內(nèi)部技術(shù)管理，將各技術(shù)問題在工程施工前盡量解決，推動整個工程的進(jìn)展。
3.汽輪發(fā)電機廠房為半地下式建筑物、多層布置，設(shè)備眾多，拖運方案需統(tǒng)籌考慮
三門核電常規(guī)島汽輪發(fā)電機廠房為半地下式建筑物，廠房按六層布置，地下兩層，地上四層。各層相對標(biāo)高分別為FL-16.05m、FL-7.5m、FL0m、FL8.5m、FL15.5m、FL23.2m。且不同于其它核電站的是，在汽輪發(fā)電機廠房與核島輔助廠房之間，增設(shè)了一個五層的混凝土構(gòu)筑物，與汽輪發(fā)電機廠房相連，稱之為汽機房第一跨，主要用于布置NI14個系統(tǒng)的設(shè)備。該跨各層相對標(biāo)高分別為FL-7.5m、FL0m、FL5.4m、FL10.7m、FL16.2m，軸線跨度為7682mm。整個汽輪發(fā)電機廠房結(jié)構(gòu)復(fù)雜、空間緊湊，在0m層及其以下，布置有眾多的設(shè)備，與常規(guī)火電廠相比，增加了設(shè)備拖運的困難。因而在這些設(shè)備安裝之前，必須要結(jié)合其安裝位置及整個廠房的結(jié)構(gòu)，整體規(guī)劃每個設(shè)備的拖運通道。
經(jīng)過統(tǒng)籌規(guī)劃，對于汽機房地下結(jié)構(gòu)內(nèi)布置的設(shè)備，主要通道有四條：1.汽機房擴(kuò)建端0m層吊物孔；2.經(jīng)汽機房擴(kuò)建端0m層吊物孔吊至8.5m層，通過高壓缸基礎(chǔ)孔向下吊裝拖運；3.經(jīng)汽機房擴(kuò)建端0m層吊物孔吊至8.5m層，通過凝結(jié)水泵吊物孔向下吊裝拖運；4.經(jīng)汽機房擴(kuò)建端0m層吊物孔吊至8.5m層，通過#4樓梯口向下吊裝拖運（#4樓梯緩建）。如下圖1所示。
對于汽機房0m層設(shè)備，主要通道有四條：1.汽機房擴(kuò)建端0m層吊物孔；2.汽機房F排外，T4～T5軸處臨時通道；3.汽機房第一跨外E～F排處臨時通道；4.汽機房A排外，T4～T7軸處臨時通道。如下圖2所示。
對于同一拖運通道上的設(shè)備，還必須考慮先后拖運順序，并將這一信息及時反饋給業(yè)主物資處，確保設(shè)備供貨滿足一定的邏輯關(guān)系，避免部分設(shè)備到貨后而不能及時拖運就位。
4.大件、重件設(shè)備多，要求配備大型起吊機械，并重點考慮設(shè)備運輸、拖運通道
三門核電廠二回路主蒸汽性能參數(shù)較低（設(shè)計壓力8.17MPa，設(shè)計溫度316℃），而電廠的最大電功率為1251MW，勢必主蒸汽流量很大，這樣造成了各輔助設(shè)備尺寸較大、重量較重。事實上三門核電廠多項設(shè)備的尺寸、重量均創(chuàng)造了世界之最。如除氧器水箱外形尺寸為（外徑×長度）為Φ4768×43617mm，重約250t，發(fā)電機定子外形尺寸為（長×寬×高）11.8×5.62×5.46m，重約445t。整個電廠中吊裝運輸困難最大、最復(fù)雜的屬凝汽器，AP1000凝汽器采用模塊化供貨，由膨脹節(jié)、將軍帽、凝汽器本體3部分共6塊組成，其中膨脹節(jié)整體重量約為45t，將軍帽由3塊組成，各部分重量為52t、19t、52t，凝汽器本體由2塊組成，每部分重量均為220t。組合完成后的凝汽器整體尺寸約為（縱向長度×上部橫向?qū)挾取料虏繖M向?qū)挾取粮叨龋?0×10×18×19.2m。
在整個核島廠房和常規(guī)島汽輪發(fā)電機廠房的地下四周，設(shè)計布置有綜合管廊，管廊內(nèi)部布置有電纜橋架及全廠生活水管道、生產(chǎn)水管道和消防水管道等工藝系統(tǒng)，綜合管廊本體除覆土載荷外只考慮了20kN/㎡的地面均布載荷。而大件設(shè)備吊裝時必須要經(jīng)過已完成的綜合管廊，吊裝時設(shè)備及車輛對地載荷大大超過了綜合管廊能承受的均布載荷，因而必須要考慮對綜合管廊進(jìn)行加固。凝汽器的吊裝還必須占用部分變壓器區(qū)域場地，由于整個吊裝工期較長，會對電廠倒送電節(jié)點的按時完成帶來一定的影響。因此，我們綜合汽輪機廠房周邊區(qū)域的施工情況，重點考慮設(shè)備運輸、拖運方案，合理安排進(jìn)度，完成了各項設(shè)備的吊裝就位。
5.重視工藝小管道、儀表管、小橋架的二次設(shè)計
三門核電一期工程設(shè)計院在進(jìn)行施工圖紙設(shè)計時，對于口徑小于2寸的工藝小管道、明敷φ50以下的儀表管及200mm以下的小橋架均不出施工圖紙，而是由承包商根據(jù)現(xiàn)場實際情況進(jìn)行二次設(shè)計。不同于以往常規(guī)火電模式，上述施工范圍在施工前，承包商必須先將二次設(shè)計圖紙，并報送監(jiān)理、業(yè)主審核批準(zhǔn)后才能指導(dǎo)現(xiàn)場施工。為了提高設(shè)計水平，我公司與華東電力設(shè)計院進(jìn)行合作，采用設(shè)計院PDS三維軟件平臺模型，對三門核電常規(guī)島工藝小管道、儀表管及小橋架的布置進(jìn)行二次設(shè)計。設(shè)計圖紙經(jīng)過技術(shù)人員嚴(yán)格審核后，確定適用于現(xiàn)場施工的，及時上報監(jiān)理、業(yè)主審核批準(zhǔn)。批準(zhǔn)用于施工的圖紙嚴(yán)格受控分發(fā)，并最終作為工程竣工資料的一部分組卷移交。
6.結(jié)論
目前，國內(nèi)核電事業(yè)已進(jìn)入快速發(fā)展的軌道，三門核電廠作為全面引進(jìn)AP1000核電技術(shù)的自主化依托項目，三門核電廠的順利實施，將為后續(xù)國內(nèi)陸續(xù)批量建設(shè)的AP1000機組積累寶貴的經(jīng)驗。當(dāng)前，三門核電廠#1機組常規(guī)島及BOP已全面進(jìn)入安裝階段，逐步邁向施工高峰。正是因為重視施工技術(shù)管理，策劃當(dāng)先，做精、做細(xì)、做實各項前期準(zhǔn)備工作，順利完成了管理方指定的各項節(jié)點，取得了良好的效果。
這是中國核電產(chǎn)業(yè)的一個大事件，標(biāo)志著世界首臺AP1000核電機組核島建設(shè)的核心工程全部完成。
國家核電技術(shù)公司（下稱國核技）董事長王炳華在現(xiàn)場督戰(zhàn)，吊裝成功之后，他指著三門一號高達(dá)百米的核島廠房，對現(xiàn)場人員說，“這是我們大家的孩子”。據(jù)悉，該項目自2009年開工以來，他幾乎每月到三門推進(jìn)相關(guān)建設(shè)。 三門核電站一號機組屏蔽廠房鋼穹頂?shù)跹b現(xiàn)場。
當(dāng)天，另一位為中國核電忙碌的人，是國家能源局局長吳新雄，他在上海主持召開了核電設(shè)備國產(chǎn)化研討會。此前，他剛調(diào)研了清華核研院、三門核電基地和秦山核電基地，與業(yè)界密集探討中國核電的發(fā)展方向。
度過2011年日本福島核電危機后，好消息接踵傳來。11月25日，總理訪問羅馬尼亞期間，中國廣核集團(tuán)（下稱中廣核）與羅馬尼亞國家核電公司簽訂合作意向書；翌日，巴基斯坦最大的核電項目宣布啟動，中核集團(tuán)將全面參與項目建設(shè)。這標(biāo)志著中國核電“走出去”取得了實質(zhì)性突破。
中國急切的清潔能源轉(zhuǎn)型需求，使得核電萬眾矚目。核電企業(yè)的一位高層人士在接受《財經(jīng)》記者采訪時表示，中國核電的遠(yuǎn)期規(guī)劃將高達(dá)4億千瓦左右。目前中國已投產(chǎn)核電機組18個，總量僅為1600萬千瓦，未來市場空間巨大。
出于安全擔(dān)憂，普通民眾仍對核電發(fā)展心存疑慮。
目前，中國核電處于蓄勢和復(fù)蘇階段。真正的高速增長時代，將在2020年之后到來。在此之前，中國核電行業(yè)若能理順體制，解決爭端，普及核電常識，將使得整個產(chǎn)業(yè)受益。 國核技“首胎”
引進(jìn)美國西屋技術(shù)的AP1000能否順利建成發(fā)電，關(guān)乎國核技的未來發(fā)展。
按照原計劃，三門一號應(yīng)于今年底并網(wǎng)發(fā)電。但該機組屬于AP1000世界首堆，設(shè)備商普遍缺乏新設(shè)備的制造經(jīng)驗，相關(guān)部件到廠時間出現(xiàn)了延誤。
最新的信息顯示三門一號的發(fā)電時間為2015年。據(jù)介紹，不只是中國一重、二重這樣的國產(chǎn)設(shè)備制造商出現(xiàn)了設(shè)備交貨延期，即便經(jīng)驗豐富的韓國斗山集團(tuán)和美國EMD公司亦未能幸免。
事實上，世界首臺新型號核電機組出現(xiàn)工期延誤是普遍情況。首臺EPR（另一種三代核電技術(shù)路線）機組建于芬蘭，原定2009年竣工。但因缺乏相關(guān)建設(shè)經(jīng)驗，工期一拖再拖，至今仍未能并網(wǎng)發(fā)電。
中國環(huán)保部核與輻射中心總工程師柴國旱稱，AP1000技術(shù)先進(jìn)、設(shè)計巧妙，這是業(yè)界共識。但是將圖紙變?yōu)楝F(xiàn)實需要一個過程，有很多實際問題仍待解決。三門一號已將相關(guān)建設(shè)經(jīng)驗反饋給了AP1000的第二臺機組山東海陽一號，目前海陽一號設(shè)備到廠順利，工期正常。
2007年，國核技正式成立，代表國家承擔(dān)引進(jìn)消化吸收AP1000的任務(wù)。但中國核電業(yè)界對于AP1000存在爭議，中核集團(tuán)、中廣核均有高管認(rèn)為，“AP1000固然先進(jìn)，但核電關(guān)系重大，需要保守決策，成熟性遠(yuǎn)比先進(jìn)性重要。”
福島核事故之前，反對者以二代核電機組更加成熟為由，認(rèn)為中國不應(yīng)大規(guī)模建設(shè)三代AP1000機組；福島核事故后，全球普遍提高了核電的安全標(biāo)準(zhǔn)，反對者則改口稱，中國應(yīng)在已經(jīng)成熟的二代機組上加以升級改造，使其符合三代安全標(biāo)準(zhǔn)，而不是建設(shè)全新的AP1000。
不過國核技回應(yīng)，AP1000主系統(tǒng)均采用成熟設(shè)備，并經(jīng)過了大量嚴(yán)苛的驗證。
對國核技而言，三門一號戰(zhàn)略意義重大，他們需要通過該項目證明AP1000不僅先進(jìn)，而且可靠。
完成了鋼穹頂?shù)跹b后，三門一號的核島主體工程基本完工，將進(jìn)入調(diào)試和安裝階段。
王炳華坦言，AP1000國產(chǎn)化依托工程可能目前造價稍高，但隨著建設(shè)經(jīng)驗的積累和國產(chǎn)化程度的提升，新建AP1000機組造價將不斷下降。更關(guān)鍵的是，AP1000使用非能動安全設(shè)計，構(gòu)造大為簡化，未來在價格上定會非常有競爭力。
與此同時，國核技下屬的研究機構(gòu)上海核工院，正在進(jìn)行AP1000的升級版CAP1400的研發(fā)工作。按照中美此前達(dá)成的協(xié)議，如果中方能將單機功率升至135萬千瓦以上，中國將完全擁有其自主知識產(chǎn)權(quán)。
國內(nèi)首臺CAP1400核電機組將在明年開工建設(shè)，這對中國核電產(chǎn)業(yè)而言，又是一個全新的挑戰(zhàn)。 爭奪核電站牌照
面對AP1000和國核技，中國核電領(lǐng)域的兩大傳統(tǒng)勢力中核集團(tuán)和中廣核心態(tài)復(fù)雜。
福島事故后，中國宣稱，未來必須使用符合三代安全標(biāo)準(zhǔn)的核電技術(shù)，AP1000貌似迎來春天。但中核集團(tuán)和中廣核分別宣布，將研發(fā)符合三代安全標(biāo)準(zhǔn)的ACP1000和ACPR1000+，“二代”和“三代”之爭消弭后，三代核電的技術(shù)路線選擇，再起波瀾。
欲在核電大發(fā)展中獲益，掌握核電技術(shù)是重要的先決條件之一，三代技術(shù)路線之爭由此引發(fā)。
不過，核電主管部門國家能源局與環(huán)保部核安全局態(tài)度鮮明。2012年底核電重啟后，能源局與核安全局高層多次拜訪國核技總部和上海核工院，強調(diào)AP1000及其升級版的CAP1400將是未來中國的主流機型，并要求他們要把正在進(jìn)行中的AP1000依托工程做好。
來自核電主管部門的高層人士告訴《財經(jīng)》記者，“中國核電不存在技術(shù)路線之爭，AP1000是國務(wù)院決策引進(jìn)的三代核電技術(shù)，國內(nèi)未來核電機組肯定將以此為主。”
他同時透露，對于ACP1000和ACPR1000+兩種技術(shù)，核電主管部門的做法可能是“各批一個至兩個機組，主要是為了方便該技術(shù)出口，而不是在國內(nèi)建設(shè)”。
目前，世界各國在引進(jìn)先進(jìn)核電技術(shù)和堆型時，是否已有建成并網(wǎng)的成熟核電站，成為其重要考慮因素。俄羅斯國家原子能公司在福島事故后訂單不斷，江蘇田灣核電站的示范作用非常明顯。
環(huán)保部核安全局一直要求，中核集團(tuán)和中廣核應(yīng)將其兩種技術(shù)路線合二為一。柴國旱稱，“這兩種技術(shù)，來源一致，技術(shù)原理近似，實在沒必要分開做，不利于核電技術(shù)路線統(tǒng)一。”
今年5月，中廣核總工程師趙華在受訪時亦透露，中廣核將與中核集團(tuán)成立合資公司，推動核電技術(shù)統(tǒng)一。
除了幾大核電技術(shù)巨頭，寄希望從中國核電大發(fā)展中獲益的還有其他核電業(yè)主。核電單機容量大，投產(chǎn)后盈利穩(wěn)定，但只有成為核電業(yè)主才能分享這部分豐厚利潤。
目前只有中核集團(tuán)、中廣核和中電投集團(tuán)擁有核電運營牌照，可以控股核電站。國核技、華能集團(tuán)、大唐集團(tuán)等涉核企業(yè)，都對核電運營牌照覬覦已久。
華能集團(tuán)目前擁有石島灣高溫氣冷堆的控股資格。但高溫氣冷堆屬于中國特批的核電示范項目，華能取得控股資格，并不等同于獲得了核電站運營牌照。
國核技亦面臨同樣的情況。該公司可能將于明年取得石島灣CAP1400示范工程的控股資格，但這亦屬于“特事特辦”，不意味著國核技可以控股其他核電站。
出于安全考慮，國家主管部門對核電控股資質(zhì)審批異常嚴(yán)格，要求業(yè)主必須具有豐富的核電建設(shè)和運行經(jīng)驗。華能集團(tuán)和國核技希望通過建設(shè)運營示范工程站住腳跟，進(jìn)而再向能源主管部門申報核電運營資質(zhì)。
大唐集團(tuán)亦有相同戰(zhàn)略布局。今年10月底，大唐核電公司正式掛牌，此前大唐參股了中廣核控股的福建寧德核電站。大唐高層寄希望借此積累經(jīng)驗，為獲得核電運營牌照打下基礎(chǔ)。
《財經(jīng)》記者獲悉，山東石島灣廠址擬再建設(shè)四臺AP1000機組，華能集團(tuán)和國核技正在展開合作，雙方都希望借此真正獲得控股核電站的資質(zhì)，具體合作細(xì)節(jié)目前正在商討之中。 內(nèi)耗不利“出海”
在國內(nèi)核電裝機大發(fā)展的同時，中國核電行業(yè)一直在籌謀“出海”，實現(xiàn)自主核電技術(shù)的出口，這是中國核電業(yè)界奮斗30年的夢想。
韓國核電與中國幾乎同時起步。但2009年后，韓國自主核電技術(shù)APR1400接連在阿聯(lián)酋和土耳其等國中標(biāo)，給了國人極大的刺激。直至今日，中國核電仍未完全實現(xiàn)核電知識產(chǎn)權(quán)自主化。
福島核事故之后，世界核電產(chǎn)業(yè)面臨全面升級換代。中核集團(tuán)、中廣核和國核技開始分頭出擊，希望借此機會實現(xiàn)“出海”突破。
中核集團(tuán)的主攻方向為南美的阿根廷，中廣核與國核技則希望在土耳其、南非和英國項目上取得突破。
目前取得突破性進(jìn)展的是中廣核。該公司此前聯(lián)合法國電力公司入主英國核電項目，近日還與羅馬尼亞國家核電公司簽訂了合作意向書。
據(jù)國核技相關(guān)人士表示，南非和英國亦對國核技表現(xiàn)出了濃厚興趣。今年10月底，南非副總統(tǒng)莫特蘭蒂考察了國核技以及CAP1400的研發(fā)工作。明年，南非能源部部長將拜訪中國，考察國核技和中廣核，正式開啟南非核電“全球選秀”。
此前，中廣核和國核技分別聯(lián)合“阿海琺-法電”聯(lián)合體與“西屋-東芝”聯(lián)合體，競標(biāo)英國一家名叫地平線的核電業(yè)主公司，但國資委認(rèn)為該項目存在風(fēng)險，將兩大中國央企召回。
今年10月，英國財政大臣公開表示，歡迎中國企業(yè)投資英國核電項目，并對CAP1400技術(shù)表現(xiàn)出強烈的興趣，而后中廣核正式入股欣克利角（Hinkley Point C）核電項目。不過此項目將采用阿海琺的EPR核電技術(shù)，中廣核只以財務(wù)投資者的身份介入，而不推進(jìn)相關(guān)自主核電技術(shù)。
中國核電出海還面臨著國外對手的挑戰(zhàn)，最大威脅來自俄羅斯。在本輪核電復(fù)興中，俄羅斯表現(xiàn)出色，連續(xù)拿下海外訂單，遙遙領(lǐng)先于其他核電大國。
在2012年度報告中，俄羅斯國家原子能公司宣稱，其海外訂單的業(yè)務(wù)總額達(dá)到665億美元，同比增長30.7%。該公司2013年的目標(biāo)，是將海外訂單總額提高到720億美元。
在南非項目中，中廣核和國核技正面臨著俄國同行的巨大壓力。目前俄方已先發(fā)制人，11月25日，俄羅斯國家原子能公司總經(jīng)理基里延科在“Atomex-非洲”原子能供應(yīng)商國際論壇上稱，該公司已與南非能源部草簽了一項協(xié)議，計劃在南非再建八臺核電機組。
俄羅斯原子能建設(shè)出口公司總裁瓦列里·利馬連科在接受《財經(jīng)》記者采訪時表示，其對南非項目信心十足。他認(rèn)為，俄羅斯核能的主要優(yōu)勢是經(jīng)驗豐富、造價低廉，其王牌堆型AES-2006已在世界各地建設(shè)了大批核電項目。
由于核電的特殊性，核電出口與國際政治關(guān)系密不可分。俄羅斯經(jīng)驗表明，他們充分利用了其政治影響力。目前正在建設(shè)俄羅斯機組的捷克、白俄羅斯、越南和印度等國，均處于俄羅斯政治輻射范圍之內(nèi)。
王炳華亦表示，國核技的主要優(yōu)勢是技術(shù)先進(jìn)，且造價上有競爭力。但多位中國核電業(yè)界人士呼吁，中國政府應(yīng)將核電出口上升至國家戰(zhàn)略層面。
推進(jìn)核電出海已“機不可失”。中核集團(tuán)科技委副主任葉奇蓁表示，核電容量小的國家，一旦選擇了其他國家的技術(shù)，意味著中國永久失去了這部分市場；容量大的國家在引進(jìn)核電技術(shù)后，為保證穩(wěn)定性，也很難再考慮其他技術(shù)。
其實，中央對內(nèi)陸核電的定調(diào)至今未變，仍然處于“研究論證”階段;中央對核電安全性的要求始終如一，那就是“必須絕對保證安全”。需要說明的一點是，內(nèi)陸核電能否真正開工，其安全論證報告的審批權(quán)（或者說初審權(quán)）在國家環(huán)保部和核安全局，而不是工程院或核能行業(yè)協(xié)會。
誠然，核工業(yè)界對內(nèi)陸核電安全性的論證是完全必要的，也是重要的。筆者只是希望此類“安全論證”最好不要是力主內(nèi)陸核電專家們的獨角戲，更不要成為排斥不同意見的一言堂。畢竟，以長江流域為代表的內(nèi)陸核電站是否啟動，不僅是核電業(yè)界的事，它還事關(guān)國家的長治久安和百姓的切身利益。
筆者此前曾發(fā)表《湘鄂贛三省發(fā)展核電的安全風(fēng)險不容低估》、《總理為什么要求核電必須“絕對保證安全”》等文章，論述了“我國與歐美內(nèi)陸核電站的廠址條件迥異”、“所采用的AP1000技術(shù)在全世界尚無實踐驗證、關(guān)鍵設(shè)備試制還未過關(guān)、給AP1000技術(shù)當(dāng)試驗場的我國三門和海陽核電站已嚴(yán)重拖期”等問題，剖析了“確保我國核電安全亟須高度重視的幾大短板”。
長江流域核電站的安全論證絕不能“想當(dāng)然”：（1）只有拍胸脯式的“研究結(jié)論”即“內(nèi)陸核電廠安全性有保障”，而沒有具體詳實的、可追根溯源的“論證依據(jù)和論證過程”;（2）只講“技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、安全標(biāo)準(zhǔn)如何高”，而不講“如何通過已經(jīng)工程實踐充分驗證的、成熟可靠的技術(shù)措施來真正實現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)”！（3）只談核電對能源需求和CO2減排的意義，而不談一旦發(fā)生核泄漏并沿江而下，我們?nèi)绾螒?yīng)對水源危機、土地危機、糧食危機、社會穩(wěn)定危機……
按照中央對核電“必須絕對保證安全”的要求，目前核電業(yè)界所謂的“內(nèi)陸核電研究論證”還有很多關(guān)鍵問題有待深入研究和論證，“安全性有保障”這一結(jié)論也下得為時過早、過于輕率。鑒于社會公眾并不知道內(nèi)陸核電的安全性到底是“怎么論證和確保的”，且相關(guān)業(yè)界機構(gòu)對公眾質(zhì)疑的問題一直未給予正面回答，因此筆者再撰此文，就“內(nèi)陸核電安全論證”中不容回避和含糊的十個關(guān)鍵問題公開求教，請所有認(rèn)為“內(nèi)陸核電廠安全性有保障”的專家學(xué)者及相關(guān)研究機構(gòu)、核電管理部門給予公開解答。
“內(nèi)陸核電安全論證”不能回避和含糊的十個關(guān)鍵問題
1、內(nèi)陸核電的“安全論證”，能不考慮“Nuclear Security”所要求的“防范、抵御敵人有意造成的事故、損害和傷亡”嗎？
中央強調(diào)的“確保安全”指的是“Nuclear Security”（核安保），而不只是“Nuclear Safety”（核安全）。前者內(nèi)涵遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于后者，然而，有關(guān)機構(gòu)的內(nèi)陸核電安全論證，卻把“中子彈（戰(zhàn)術(shù)核武器）、恐怖襲擊、網(wǎng)絡(luò)攻擊、人為破壞等外部風(fēng)險”均列入“不予考慮的剩余風(fēng)險”，原因是“發(fā)生概率極低，且目前也沒有合理可行的應(yīng)對措施”！雖然“小概率事件”無法預(yù)知和阻止，但不能對其嚴(yán)重后果“根本不予考慮”，老天爺也絕不會因為我們“沒有合理可行的應(yīng)對措施”而替我們“專門排除”某些“天災(zāi)人禍”。極端自然災(zāi)害和人為惡意攻擊在國際核電界是必須考慮的安全事項。
2、為何2004年修訂的《核動力廠設(shè)計安全規(guī)定》（HAF102）至今也不升級？內(nèi)陸核電安全評價為何依據(jù)早已過時的核安全法規(guī)和導(dǎo)則？
針對全球日漸頻發(fā)的極端自然災(zāi)害和大型飛機撞擊等小概率高危害事件的安全威脅，IAEA已于2012年6月核電廠設(shè)計和運行的新標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)。2012年10月國務(wù)院明確要求“對不合時宜的系列法規(guī)應(yīng)不拖延地修改或升級”、“新建電站必須采用國際最高安全標(biāo)準(zhǔn)”。然而，對歐美早已是“強制性”的安全要求（如抗大飛機撞擊），我國核安全監(jiān)管機構(gòu)和核電界在福島核事故后仍一直強調(diào)“中國核安全法規(guī)（HAF102）沒有這項規(guī)定”，且至今也未根據(jù)國務(wù)院有關(guān)要求，修改升級核電安全法規(guī)和安全導(dǎo)則。
3、“均按AP1000設(shè)計”的我國內(nèi)陸核電站連美國的安全標(biāo)準(zhǔn)都達(dá)不到，何以是“全球最高安全標(biāo)準(zhǔn)”呢？
眾所周知，我國引進(jìn)的AP1000并不滿足美國本土在建核電站的安全標(biāo)準(zhǔn)，日本東芝控股的西屋公司辯稱“中國內(nèi)陸核電站采用的是CAP1000、不是AP1000”，而我國核安全監(jiān)管部門指出“CAP1000與AP1000沒有本質(zhì)區(qū)別”。拋開這種概念游戲不說，即使CAP1000比AP1000真有重大改進(jìn)，那也要經(jīng)過工程驗證、確認(rèn)是成熟可靠機型后才能推廣，怎能直接拿長江流域再當(dāng)試驗場呢？我們當(dāng)作“最成熟、最先進(jìn)、最經(jīng)濟(jì)”技術(shù)引進(jìn)的三門和海陽4臺AP1000機組，一直是“邊設(shè)計、邊施工、邊修改”的“三邊工程”，且已陷入“設(shè)計難以固化、成本難以預(yù)計、風(fēng)險難以承受”的困境中。這一深刻教訓(xùn)絕不能在內(nèi)陸地區(qū)特別是長江流域的核電站重演。
4、AP1000主回路的核心設(shè)備（屏蔽電機泵、爆破閥等）毫無核電廠實際運行經(jīng)驗，至今主泵還在試制中，連可靠性數(shù)據(jù)庫都談不上，又是如何得出“AP1000的事故概率已經(jīng)低到10-7”、“60年免維修”的？
我國2006年高價引進(jìn)、原定于2013年投入商運的三門和海陽AP1000核電站，卻成了西屋公司及其日本大老板不用承擔(dān)任何風(fēng)險和損失的“試驗場”，且全部知識產(chǎn)權(quán)為西屋所有。在設(shè)備工程耐久性試驗、鑒定試驗、系統(tǒng)調(diào)試都從未進(jìn)行的情況下，何以就認(rèn)定“60年免維修”、“內(nèi)陸核電站安全性有保障”呢？2011年西屋公司推出比中國AP1000安全標(biāo)準(zhǔn)高的升級版AP1000在英國投標(biāo)時遭安全評審出局，卻能于更早的2006年就在我國順利通過安全評審，值得深思！
5、國際核電界已認(rèn)識到“概率安全評價方法不宜單獨用于確定性決策判斷”，為何國內(nèi)還有機構(gòu)基于“主觀概率”就斷定“內(nèi)陸核電是安全的”？
由于33年間世界443座核電機組就發(fā)生了三起重大核事故，用二代技術(shù)宣稱的“萬年一遇”事故概率很難解釋，國際核電界深刻認(rèn)識到“用概率安全評價方法分析外部事件（地震、海嘯、颶風(fēng)、洪水等）具有很大的不確定性，兩個主觀概率參數(shù)不宜單獨用作核電安全性的判據(jù)”、“要防止被濫用于確定性的決策判斷”。2015年7月17日英國核安全監(jiān)管機構(gòu)在ABWR沸水堆通用設(shè)計評估中，就否定了日立-通用電氣公司提交的“概率安全分析”并將其升級為監(jiān)管問題，然而我國核電界及相關(guān)研究機構(gòu)目前仍然只講兩個主觀概率參數(shù)，并作為“三代核電比二代安全性提高100倍、內(nèi)陸核電安全性有保障”等“確定性決策”的依據(jù)。
6、我國大部分內(nèi)陸核電廠址是與歐美迥異的小靜風(fēng)天氣，完全超出了美國“高斯煙羽模型”的適用范圍，為何還套用此工具評估對大氣環(huán)境的影響、又是如何得出“符合排放標(biāo)準(zhǔn)”結(jié)論？
大氣彌散條件是內(nèi)陸核電選址的重要決定因素之一。美國內(nèi)陸核電廠址年均風(fēng)速均>2米/秒、年靜風(fēng)期不超過1周，而我國湘鄂核電廠址年均風(fēng)速≤2米/秒、年靜風(fēng)期分別高達(dá)60天和29天，非常不利于核電站正常運行時放射性氣載污染物的擴(kuò)散，容易形成“核霧霾”。用根本不適用的美國“高斯煙羽模型”工具評估我國內(nèi)陸核電廠對大氣的影響，還得出“符合標(biāo)準(zhǔn)”的結(jié)論，這一做法本身就不科學(xué)。
7、湘鄂贛核電站裝機容量之高沒有國際先例可循，巨量廢熱排放將對局地氣候產(chǎn)生什么影響？
湘鄂贛核電站裝機容量均高達(dá)500萬千瓦，是美國內(nèi)陸核電廠平均裝機規(guī)模的3倍，是目前火電廠最高功率的5倍！核電廠熱效率（33%～37%左右）低于火電，約2/3的熱量以廢熱被排放到環(huán)境中。2012年OECD報告就已指出“需要注意內(nèi)陸核電在某些氣候變化呈干旱趨勢的區(qū)域產(chǎn)生的新問題”。長江流域多次有連續(xù)三年大旱的記錄，而素以水量豐富著稱的湘贛兩省近年均出現(xiàn)了鄱陽湖和洞庭湖湖底大面積干裂、人畜飲水困難的嚴(yán)重旱情。每個內(nèi)陸核電站每天向空中排放2000億大卡廢熱，這一史無前例且?guī)缀踟灤┤甑木蘖繜嵛廴緦﹂L江流域旱情的加重不容忽視。
8、何以做到“最嚴(yán)重事故工況下核污水可封堵、可貯存、可控制，最多只有4800～7000立方米且都被控制在安全殼內(nèi)”？
為何沒有“事故情況下放射性氣體通過降雨流入江河湖泊”的應(yīng)急預(yù)案？福島核電站[作者注]至今也控制不住核污水以每天400噸的速度增長，場區(qū)50多萬噸核污水早已堆滿為患，不得不排向大海;號稱“環(huán)境影響微不足道”的美國三里島事故核污水高達(dá)9000噸，耗時14年才處理完！切爾諾貝利重污染區(qū)和輕污染區(qū)分別為1萬和5萬平方公里。我國內(nèi)陸核電安全論證嚴(yán)重低估了核事故的復(fù)雜性：既沒有可信可靠的技術(shù)措施證明核污水如何“封堵控”，也沒考慮“放射性氣體逸出廠區(qū)、通過雨水進(jìn)入地下和江河湖泊”的應(yīng)急預(yù)案。
9、我國內(nèi)陸核電站周邊人口密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于歐美，安全論證中是如何考慮場外應(yīng)急的可行性和具體措施的？
電站方圓80公里范圍內(nèi)，我國湘鄂贛人口均高達(dá)600萬～700萬，而美國平均只有142萬。美國每個核電站都有詳細(xì)的緊急情況響應(yīng)計劃，且每兩年每個核電站就進(jìn)行一次全面的應(yīng)急演習(xí)。我國內(nèi)陸核電站周邊人口稠密，如何建立起行之有效的省內(nèi)、省間以及長江流域上下游之間的應(yīng)急響應(yīng)和撤離體系，必須在上馬前縝密考慮和設(shè)計，而不能建立在“核電站不會出事”的樂觀預(yù)想上，或者“等遇到問題再說”！
10、發(fā)達(dá)國家頻頻發(fā)生的核廢料泄漏事故如何在我國避免？如何攻克“核設(shè)施退役和高放廢液處理”的風(fēng)險隱患？
“內(nèi)陸核電安全論證”絕不能拋開核廢料處理和核電站退役這兩大“世界性天價難題”。最近幾年美國頻頻發(fā)生核廢料泄漏，事故處理耗資驚人且時間漫長，國際核電界不斷呼吁“核電發(fā)展前提是想好核廢料如何處理，否則這個問題終會成為揮之不去的夢魘”。
[作者注：日本朝日新聞社2015年9月26日報道了日本名古屋大學(xué)等對福島核電站的最新調(diào)查發(fā)現(xiàn)：“2號機組核燃料可能全部失蹤”（即“有放射性物質(zhì)釋放，70%～100%核燃料可能從堆芯中熔穿掉落，目前還不清楚熔落核燃料的具置”）。這一報道再次引起世界矚目，因為長半衰期、高放射性核素進(jìn)入土壤和地下水，其污染將造成極其嚴(yán)重的后果！比如，高毒高放射性的钚元素在人體內(nèi)最大允許劑量僅為0.6微克。]
關(guān)于我國核電“安全發(fā)展”的五點政策建議
1、核電部署必須有，內(nèi)陸敏感地區(qū)不宜啟動核電站建設(shè)。
既然目前全世界的核電技術(shù)水平也不可能做到100%安全，且核電站一旦投入運行就會成為“請神容易送神難”的巨大負(fù)擔(dān)，那么我國核電站部署必須有、有紅線，比如首都圈、敏感的長江流域、國防和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略核心地帶等，絕對不能放置核電站，更不能作為未經(jīng)實踐充分驗證的核電技術(shù)的試驗場。內(nèi)陸地區(qū)核電論證絕不能僅從能源電力需求、CO2減排出發(fā)，必須從“一旦發(fā)生核事故，國家要付出多大代價”來考慮。不管事故概率多小，只要有可能發(fā)生，都必須慎之又慎，不能有任何僥幸和輕判。
2、嚴(yán)格做好在運在建核電站的安全監(jiān)管，切實履行“安全至上”。
目前我國核電安全監(jiān)管部門的工作理念與中央對核電“必須絕對保證安全”、“安全大于天”的要求尚有較大距離，比如不斷強調(diào)“要可接受的安全”、“核電要可持續(xù)發(fā)展，就要把握好經(jīng)濟(jì)性與安全性兩個因素”、“安全是利益和代價的平衡”等。如果安全監(jiān)管部門不履行“安全至上”而是“安全性要兼顧或讓位于經(jīng)濟(jì)性”的話，新建核電站的安全評審及在運在建核電站的安全監(jiān)管不能不令人擔(dān)憂。核安全監(jiān)管部門承擔(dān)著“核安全的國家責(zé)任”，考慮經(jīng)濟(jì)性是越位和失職。核安全和經(jīng)濟(jì)性的平衡應(yīng)歸國家更高層級部門考慮。福島核事故禍根是“日本原子能保安院默許東電公司將自身經(jīng)濟(jì)利益置于公眾安全利益之上”，這一教訓(xùn)需要我國核電安全監(jiān)管部門和產(chǎn)業(yè)界高度重視。
3、盡快修訂HAF102等早已過時的核安全法規(guī)和安全導(dǎo)則。
恪守“安全至上”必須從法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)做起，從源頭上提高核電的安全水準(zhǔn)。當(dāng)務(wù)之急是抓緊修改早已過時的HAF102等核安全法規(guī)和安全導(dǎo)則，把“抗大型飛機撞擊”等國際最新要求反映在法規(guī)里，并用新法規(guī)嚴(yán)格審核所有新建項目。我國核安全監(jiān)管機構(gòu)要切實提高獨立評審能力和監(jiān)督檢查能力，確保安全評審不受任何來自商業(yè)利益、地方政府的影響和干擾，確保重要安全事項的真實性，負(fù)責(zé)核電項目安全評審的專家委員會要依法對評審結(jié)果負(fù)法律責(zé)任。
4、應(yīng)把核能發(fā)展重點移師海上，為海島防御和海路安全提供重要能源保障。
福島核事故后美國、俄羅斯都在致力于“浮動核電站”的研發(fā)建造，除了選址簡單、占地面積小、投資成本低、事故下環(huán)境影響小等優(yōu)點之外，還可為目前難以通電的地區(qū)提供能源保障。鑒于當(dāng)前國際安全形勢，將核能發(fā)展重點移師海上――全面提升作戰(zhàn)艦艇和遠(yuǎn)洋艦船的各種性能、為南海諸島的駐軍防御提供能源補給，既是當(dāng)代軍事發(fā)展和維護(hù)國家的迫切需要，又能保障我國海上石油通道的安全，還可積累核電安全運行的經(jīng)驗。船舶艦艇、浮動電站所需核動力較小，所需的天然鈾資源僅為大型核電站的1/10～1/20。一旦出現(xiàn)“突發(fā)事件”、海上運輸通道“被切斷”，我國自給的天然鈾資源也完全可以應(yīng)對。
1 秦山核電站
秦山核電站是我國自行設(shè)計、建造和管理的第一座30萬千瓦壓水堆核電站，地處浙江省海鹽縣，秦山核電站工程建設(shè)自1985年3月20日開工，1991年12月15日并網(wǎng)發(fā)電，秦山核電站的建成發(fā)電，結(jié)束了中國內(nèi)地?zé)o核電的歷史。
秦山核電站于1994年4月投入商業(yè)運行，1995年7月順利通過國家驗收，在自2002年至2005年的第六、七、八個燃料循環(huán)內(nèi)，秦山核電站分別連續(xù)滿功率運行331天、443天和448天，連續(xù)三次刷新國內(nèi)核電站運行的最好紀(jì)錄，作為原型堆能夠達(dá)到此紀(jì)錄在國際上也是罕見的，經(jīng)過14年的安全穩(wěn)定運行，秦山地區(qū)尚未發(fā)現(xiàn)因核電廠運行引起的放射性污染，周圍地區(qū)民眾對秦山核電站給予了良好的評價。
2 秦山二期核電站及擴(kuò)建工程
秦山二期核電站，是我國首座自主設(shè)計、建造、管理、運營的2×65萬千瓦商用壓水堆核電站，設(shè)計壽命為40年，秦山二期核電站1、2號機組先后于1996年6月2日、1997年3月23日開工，經(jīng)過近8年建設(shè)，兩臺機組分別于2002年4月15日、2004年5月3日投入商業(yè)運行，使我國實現(xiàn)了由自主建設(shè)小型原型堆核電站到自主建設(shè)大型商用核電站的重大跨越，為我國自主設(shè)計、建設(shè)百萬千瓦級核電站奠定了堅實的基礎(chǔ)，并將對促進(jìn)我國核電國產(chǎn)化發(fā)展，進(jìn)而拉動國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮重要作用，秦山二期核電站采用當(dāng)今世界上技術(shù)成熟、安全可靠的壓水堆型，它的設(shè)計與建設(shè)采用國際標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)上世紀(jì)90年代國際先進(jìn)壓水堆核電站的要求，在堆芯設(shè)計、安全系統(tǒng)設(shè)計等方面有多項重大創(chuàng)新，優(yōu)化了設(shè)備設(shè)計和系統(tǒng)參數(shù)，提高了核電機組的出力，最大出力可達(dá)689MWe，平均出力670MWe，高于600MWe的設(shè)計值，出力是所有2環(huán)路核電站中最高的，秦山二期核電站投資比為1330美元／千瓦。是國內(nèi)已經(jīng)建成的核電站中最低的，低于發(fā)達(dá)國家平均造價，它的上網(wǎng)電價為0.414元／千瓦時，是國內(nèi)已經(jīng)建成的核電站中電價最低的，秦山二期核電站1、2號機組每年可向華東電網(wǎng)輸送超過80億千瓦時的電力。
由于1、2號機組的成功建成及投產(chǎn)后的良好運行業(yè)績，國家已經(jīng)同意秦山二期核電站擴(kuò)建兩臺同類型核電機組(即3、4號機組)，預(yù)計2011年前后，3、4號機組將先后投人商業(yè)運行，屆時，秦山二期核電站的裝機容量將達(dá)到260萬千瓦。每年可向華東電網(wǎng)輸送超過160億千瓦時的電力。
3 秦山三期核電站
秦山三期(重水堆)核電站是我國首座商用重水堆核電站，也是中國和加拿大兩國迄今為止合作的最大項目，電站采用加拿大坎杜6重水堆核電技術(shù)，建造兩臺700兆瓦級核電機組，截至2005年12月31日，兩臺機組總累計發(fā)電達(dá)288億千瓦時，有效緩解了華東地區(qū)電力緊張狀況。
4 田灣核電站
田灣核電站位于江蘇省連云港市連云區(qū)田灣，廠區(qū)按4臺百萬千瓦級核電機組規(guī)劃，并留有再建4臺的余地，一期工程建設(shè)2臺單機容量106萬千瓦的壓水堆核電機組，年發(fā)電量達(dá)140億千瓦時。
田灣核電站在安全標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計性能上具有起點高、技術(shù)先進(jìn)的特點，其主要技術(shù)特點包括：反應(yīng)堆廠房采用雙層安全殼、安全殼預(yù)應(yīng)力張拉系統(tǒng)采用新型倒U形50束鋼纜張拉方式、安全系統(tǒng)采用完全獨立和實體隔離的4通道、設(shè)置堆芯熔融物捕集器與冷卻系統(tǒng)等緩解嚴(yán)重事故后果的安全設(shè)施，田灣核電站概率安全評價表明：發(fā)生堆芯嚴(yán)重?fù)p壞或熔化事故的概率小于3.3×10－6／堆年(當(dāng)前世界上運行的核電站一般為10－4／堆年)，發(fā)生嚴(yán)重放射性泄漏事故的概率不超過6.4×10－8／堆年(當(dāng)前一般為10－5堆年)，田灣核電站的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性與西方正在開發(fā)的先進(jìn)壓水堆的目標(biāo)一致，在某些方面已達(dá)到國際上第三代核電站的要求。
田灣核電站1號機組于2005年10月18日開始首次裝料，12月20日反應(yīng)堆達(dá)到l臨界，2007年5月17日正式投入商業(yè)運行，截至2007年7月2日24時，1號機組累計發(fā)電量36.07億千瓦時，累計上網(wǎng)電量32.54億千瓦時，2號機組于2007年5月1日反應(yīng)堆首次達(dá)到臨界，5月14日首次并網(wǎng)成功，到2007年7月2日24時為止，2號機組累計發(fā)電量3.32億千瓦時，累計上網(wǎng)電量2.96億千瓦時。
田灣核電站可容納8臺百萬千瓦級機組，總裝機容量可達(dá)800～1000萬千瓦，年發(fā)電600～700億千瓦時，產(chǎn)值250億元以上，田灣核電站全面建成后，將形成國家又一個大型核能源基地。
在積極推進(jìn)田灣核電站一期工程建設(shè)的同時，江蘇核電有限公司正在積極開展擴(kuò)建工程前期準(zhǔn)備和長遠(yuǎn)規(guī)劃，同時，田灣核電站作為我國首家獲得全國工業(yè)旅游示范點的核電站，豐富了當(dāng)?shù)芈糜钨Y源，成為向公眾宣傳核電是安全、可靠、清潔、高效的新能源的重要窗口。
5 大亞灣核電站
大亞灣核電站是我國大陸第一座百萬千瓦級大型商用核電站，擁有兩臺98.4萬千瓦的壓水堆核電機組，截至2006年1月，大亞灣核電站累計實現(xiàn)上網(wǎng)電量1563.96億千瓦時，其中輸往香港1061.55億千瓦時：累計償還基建貸款本息53.81億美元，占還本付息總額的94.9％。
6 嶺澳核電站
Abstract: This paper introduces the basic idea of modular nuclear power, analyzes and studys the application history and current status of domestic nuclear power modular technology, and through the construction of AP1000 Nuclear Power Plant and the construction status studys the influence of modular technology to the construction of nuclear power plants and gives notes and some improvement measures to provide reference ideas for the development of modular technology.
關(guān)鍵詞:核電廠;模塊;模塊化;人力需求;模塊產(chǎn)能;AP1000;建造和施工
Key words: nuclear power plant;module;modular;human needs;module production capacity;AP1000;building and construction
中圖分類號:TL3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-4311(2010)25-0123-02
0引言
模塊化技術(shù)有很多優(yōu)點,早已在造船、航空、石化、能源等建設(shè)項目中得到成功的應(yīng)用,有著不錯的建造歷史和較好的建造經(jīng)驗。因此,美國URD文件在ALWR(先進(jìn)輕水反應(yīng)堆)可建造性的政策聲明中要求應(yīng)用先進(jìn)的模塊化技術(shù),尤其要求非能動的ALWR更廣泛地采用模塊化建造方式。基于此,當(dāng)今的第三代核電廠大都采用了模塊化的設(shè)計和建造方法,模塊化也幾乎成了第三代核電廠的特征之一。
1國內(nèi)現(xiàn)狀
模塊的應(yīng)用在我國也有二十多年的歷史,最早用在核島廠房穹頂鋼襯里施工技術(shù)中。例如我國第一座核電站秦山一期即采用了核島廠房鋼襯里預(yù)制和吊裝技術(shù),但當(dāng)時沒有稱作模塊化技術(shù)。模塊化技術(shù)這個稱呼的出現(xiàn)是最近幾年的事。如今在核電行業(yè)流行的模塊化設(shè)計、建造技術(shù)應(yīng)用其實始于秦山三期CANDU反應(yīng)堆建造,也是真正意義上的模塊化技術(shù)應(yīng)用。
1.1 穹頂鋼襯里模塊穹頂鋼襯里實際是模塊,也可稱為“穹頂鋼襯里模塊”。上世紀(jì)七八十年代,秦山一期核電站的穹頂被設(shè)計成了上下兩層預(yù)制,分別吊裝,以減少吊裝重量。之后的恰希瑪核電站建造改進(jìn)了這個設(shè)計,采用整體預(yù)制并吊裝完成。八十年代的大亞灣核電站的穹頂建造和安裝,按照法國的吊裝方法進(jìn)行,即穹頂分為A、B兩片穹頂分別預(yù)制,吊裝就位后再拼接。如今這項技術(shù)經(jīng)過改進(jìn),“穹頂鋼襯里模塊”為整體預(yù)制,一次性吊裝。
1.2 反應(yīng)堆廠房鋼襯里模塊應(yīng)用國內(nèi)反應(yīng)堆鋼襯里的安裝一般是單塊鋼板吊裝定位,再與其它鋼板焊接成環(huán),不是一整層鋼襯里吊裝,然后與其它層拼接,通常不稱作模塊化技術(shù)。我國鋼襯里模塊化技術(shù)應(yīng)用始于臺山核電#1機組(EPR技術(shù))。2010年3月20日和5月18日,首層和第二層核島廠房筒體鋼襯里模塊吊裝成功。
1.3 其它模塊應(yīng)用
除了穹頂鋼襯里模塊、核島鋼襯里模塊之外,秦山三期CANDU堆建造中也應(yīng)用了一些其它模塊,包括機械模塊和鋼結(jié)構(gòu)模塊。其中最有代表性的是“下穹頂模塊”、 “噴淋鋼模塊”[1]。下穹頂模塊是一個鋼結(jié)構(gòu)模塊,與普通穹頂模塊外觀差不多,在地面預(yù)置完成由大型吊車一次性吊裝就位。當(dāng)下穹頂在地面預(yù)置時,反應(yīng)性控制機構(gòu)平臺同時安裝部件,反應(yīng)堆廠房也開始安裝設(shè)備,做到了平行施工。噴淋鋼模塊是一個機械模塊,位于反應(yīng)堆廠房頂部。包括了大量的鋼結(jié)構(gòu)、噴淋系統(tǒng)管道、閥門、設(shè)備、電氣和儀表等部件,共分為6個子模塊。對照以前同樣的項目,僅這一個模塊就節(jié)省了三個多月的建造工期[2]。即將開始建造的山東石島灣核電站,即20千瓦的高溫氣冷堆核電站(HTR-PM)也將利用模塊化技術(shù)建造,包括了廣義和狹義模塊化的兩種概念。
1.4 三門核電模塊化我國正在浙江三門、海陽采用西屋AP1000技術(shù)建造四個核反應(yīng)堆,大量使用了模塊化技術(shù),包括機械、結(jié)構(gòu)兩大類。西屋比任何其它NSSS供應(yīng)商更徹底地、高度依賴于模塊化技術(shù),盡最大可能地使用模塊化技術(shù)來評估AP1000的42個月的建造工期(FCD～COD),其中FCD～FLD的建造工期只需要36個月。西屋認(rèn)為,36個月的建造計劃最大的單一驅(qū)動力就是模塊技術(shù)[2]。在AP1000核電廠中,結(jié)構(gòu)模塊大部分為雙層墻體模塊,即CA模塊。墻體模塊吊裝就位后,混凝土再澆注在雙層鋼板中形成墻體。由于模塊是在工廠預(yù)制,現(xiàn)場組裝拼接成整體,因此相對傳統(tǒng)的混凝土墻體可以節(jié)省綁扎鋼筋和支模板的時間,做到了平行施工,節(jié)省建造工期。也因為如此,AP1000核電廠的許多區(qū)域都布置有結(jié)構(gòu)模塊,他們分布在核島廠房的大部分區(qū)域。除了結(jié)構(gòu)模塊之外,整個核島廠房和汽輪機廠都分布著大量的機械模塊。
1.5 三門核電模塊化存在的問題目前,三門核電機一期工程正處于建造中,大體上來說情況不錯。但由于AP1000沒有建造過首堆,因此出現(xiàn)了不少問題,要實現(xiàn)50個月建造周期(FCD~FLD,理論計劃應(yīng)為36個月)困難很大。表現(xiàn)在:
1.5.1 模塊的數(shù)量發(fā)生變化因為沒有建造過首堆,模塊施工設(shè)計未完成,因此數(shù)量一直變化,趨勢如圖1。
1.5.2 模塊詳細(xì)設(shè)計要求不明模塊設(shè)計初期,模塊設(shè)計只有一本技術(shù)規(guī)格書,規(guī)定了模塊技術(shù)總要求,但模塊的詳細(xì)要求、圖紙的細(xì)節(jié)等沒有制定,設(shè)計反復(fù)修改,浪費大量時間。
1.5.3 模塊設(shè)計進(jìn)度滯后模塊設(shè)計未及時完成造成了三門、海陽核電廠建造進(jìn)度滯后。例如KB10、KB13兩個模塊,位于廠房最底層,2008年10月左右才完成REV.0版圖紙,此時距離三門FCD只有5個月時間。
1.5.4 采購進(jìn)度滯后采購進(jìn)度滯后影響模塊設(shè)計和預(yù)制,因而又造成現(xiàn)場施工進(jìn)度滯后。
1.5.5 模塊安裝問題多(設(shè)計變更工作量巨大)AP1000建造經(jīng)驗表明,各個模塊碰撞多、安裝困難等問題較多,設(shè)計變更數(shù)量大,進(jìn)度受到很大影響。
2模塊化注意事項
核電廠模塊化應(yīng)結(jié)合各個廠址不同的廠址特征條件進(jìn)行具體考慮,并進(jìn)行詳細(xì)評估,以實現(xiàn)模塊化建造的目標(biāo)。除了上述問題之外,核電模塊產(chǎn)能不足和核電建設(shè)人力不足兩個方面問題也需重視。
2.1 模塊產(chǎn)能不夠目前我國僅有一座已建成模塊工廠,產(chǎn)量為年產(chǎn)兩座AP1000核電廠模塊。而另外兩座核電模塊廠(中核二三公司益陽核電設(shè)備廠和中核華興南京核電設(shè)備廠)處于建造計劃中,其產(chǎn)能估計都在年產(chǎn)兩座AP1000模塊,且投產(chǎn)日期都將在2012年初左右。考慮到ASME取證等影響因素,投產(chǎn)日期可能滯后。根據(jù)世界核協(xié)會(WNA)的報道,我國目前采用AP1000技術(shù)的核電項目有48個反應(yīng)堆,近兩年之內(nèi)也有將近18個堆。
2.2 核電廠建造人力資源不夠根據(jù)美國能源局(USDOE)NP2010計劃對第三代核電廠建造人力資源需求的預(yù)測,一個堆頂峰時期人力需求大約需要2400人,如表1。秦山三期經(jīng)驗表明,兩座70萬千瓦重水堆建造高峰期(2001年)的建造人力數(shù)約為7000人,此時,現(xiàn)場仍然需要雙班工作。考慮到子分包商以、業(yè)主、AECL等的人力,其現(xiàn)場總?cè)肆Ω叻迤诔^8000人。根據(jù)美國和中國的實際國情,考慮到雙堆建造時間間隔、雙堆建造人力資源的優(yōu)化作用、模塊化建造的節(jié)約人力作用以及QS III的模塊化施工情況,估計每個雙堆建造總?cè)藬?shù)高峰期應(yīng)在5000~6000人之間。我國在建和近期(2011年底之前)計劃建設(shè)的機組共有56臺機組(含AP1000技術(shù))和更多規(guī)劃中的機組。按照25臺雙機組估算,2011年底前,熟練工的數(shù)量需求也達(dá)8.8~10.5萬左右,高學(xué)歷人才將在3.8~4.5萬之間(據(jù)表1)。然而目前我國高校本科核專業(yè)畢業(yè)人數(shù)不到1000人/年[4],各主要施工單位熟練工人數(shù)也無法滿足需要,缺口巨大。
2.3 模塊設(shè)計和進(jìn)度管理優(yōu)化三門和海陽AP1000核電廠的建造經(jīng)驗表明AP1000模塊設(shè)計必須在至少三個方面重新優(yōu)化:①模塊設(shè)計;②模塊設(shè)計進(jìn)度;③模塊建造進(jìn)度管理。模塊設(shè)計優(yōu)化包括模塊設(shè)計和和材料國產(chǎn)化兩方面,并應(yīng)綜合起來考慮,方便制圖、采購和安裝,減少碰撞等問題,做優(yōu)施工設(shè)計。模塊設(shè)計應(yīng)在建造開始前完成,以方便設(shè)備采購、預(yù)制和其它工作,減少變更,從而加快施工進(jìn)度。QSIII的經(jīng)驗表明,最終的施工設(shè)計圖紙和文件至少需要比FCD提前9個月完成并到達(dá)現(xiàn)場。而日本的經(jīng)驗則顯示,提前完成設(shè)計還可以節(jié)約現(xiàn)場人力大約40%。
2.4 其它需要考慮的問題除了上述問題之外,模塊工廠本身和模塊運輸兩個問題也需要認(rèn)真關(guān)注。模塊工廠考慮應(yīng)集中于模塊工廠的產(chǎn)能、硬件設(shè)施、管理水平和模塊預(yù)制經(jīng)驗等,這些都可能成為制約模塊生產(chǎn)進(jìn)度的短板。當(dāng)模塊預(yù)制工廠短缺,利用其它工廠如船廠、普通的模塊工廠時,這些因素必須考慮到。而運輸方面則應(yīng)集中于場外運輸條件。三門和海陽的模塊運輸采用水路運輸+短途陸路(要求為沿途無橋梁與隧道的國內(nèi)二級公路標(biāo)準(zhǔn)道路)方式,交通比較方便。對于內(nèi)陸AP1000廠址,場內(nèi)運輸作為AP1000核電廠的特征之一,廠內(nèi)運輸能夠很好解決。但場外運輸也許要借助全陸路運輸或者內(nèi)河航運,公路與河道的運輸條件能否滿足要求則需要仔細(xì)評估。
3結(jié)束語
模塊化技術(shù)及其理念是一種很好的核電設(shè)計、建造方法,理論上能為核電建造節(jié)約不少時間和投資費用,因此吸引了許多用戶。得益于模塊化技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步和AP1000技術(shù)在我國的大規(guī)模推廣應(yīng)用,我國的模塊應(yīng)用水平得到了快速發(fā)展和提高。然而,模塊化技術(shù)也有它的局限性。三門和海陽的模塊化建設(shè)經(jīng)驗表明,我國的核電模塊化建造還遠(yuǎn)未達(dá)到成熟的水平。上文的分析探討顯示,模塊化技術(shù)的應(yīng)用需要解決的問題很多,挑戰(zhàn)很大。理論上的好處能否轉(zhuǎn)化為實實在在的利益應(yīng)結(jié)合廠址進(jìn)行具體、詳細(xì)的分析和論證,并在設(shè)計建造技術(shù)實力、項目管理水平達(dá)到足夠的高度和建造參與各方的密切配合下才能實現(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
[1]年發(fā)揚.國內(nèi)核電站模塊化建造淺析.工業(yè)技術(shù).2009,17:59-60.
據(jù)美國核能研究所(NEI)的最新統(tǒng)計，截至2011年1月，中國在建核電站超過了全球的40％，在建規(guī)模居世界第一。
但在日本發(fā)生的核泄漏事故無疑給中國潑了一盆冷水。中國核電戰(zhàn)略該往何處發(fā)展成為人們普遍關(guān)注的話題。
中國需要核電
核電專家、中國能源研究會常務(wù)理事鮑云樵在接受本刊記者采訪時指出，中國的工業(yè)化發(fā)展需要強大的能源支撐，在能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的背景下，中國的核電產(chǎn)業(yè)雖然受日本福島事故影響發(fā)展放緩，但不會影響到整體發(fā)展規(guī)劃。
“美國的能源消耗總量是中國的5倍，人口卻只有中國的1／5，中國如果達(dá)到美國目前人均水平則需要提高25倍，這意味著全世界所有能源加在一起也不夠用。所以，中國能源發(fā)展必須走低能耗、低碳的道路。”鮑云樵說，核電作為清潔能源，對改變中國的能源結(jié)構(gòu)非常必要。
鮑云樵曾任中國“863”高技術(shù)計劃能源領(lǐng)域、能源發(fā)展戰(zhàn)略研究專家組組長，國務(wù)院核電辦公室核電專家組組長。1965年，他在原子能研究所參加過中國第一個核電發(fā)展規(guī)劃研究，而當(dāng)時日本的核電同樣處于起步階段。四十多年后，日本核電裝機已經(jīng)占本國總電源裝機容量的35％，而中國只占1.5％。煤炭依然是中國能源消耗的絕對主力，占70％，其次是石汕，占10％。
中國經(jīng)濟(jì)重心偏東南，能源資源偏西北，北煤南運、西電東送是能源消費的獨特狀態(tài)，必須通過發(fā)展水電、核電來改變這種能源資源與經(jīng)濟(jì)中心錯位分布的格局。
鮑云樵對本刊記者說，核電的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在三個方面：
首先，核電作為現(xiàn)代化資源，能量密度很大，且可以在選址上靠近用電負(fù)荷中心。一座裝機容量100萬千瓦的核電站一年只需30噸燃料，一專列即可運至現(xiàn)場。但如果是煤電則需要350萬噸煤炭，這意味著需要1000列火車輸送。蘇聯(lián)、美國等國家都在遠(yuǎn)離煤炭資源的地區(qū)建立核電站。
第二，發(fā)展核電在經(jīng)濟(jì)上處于優(yōu)勢。最近幾年，國際市場上煤、石油大幅度漲價，但是核燃料價格卻一直比較穩(wěn)定。即使面臨核燃料漲價，由于核燃料成本占核發(fā)電成本的比重很小，核電的電價受核燃料漲價的沖擊比火電小得多。越是往后，發(fā)展核電的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢就越明顯。
第三，煤炭等傳統(tǒng)能源開發(fā)已接近飽和，雖然國家規(guī)劃在全國建設(shè)13個億噸級的煤炭生產(chǎn)基地，但依然供不應(yīng)求。10年后，中國的能源需求將達(dá)到45億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，比現(xiàn)在增加近1／3，能源缺口巨大。
復(fù)旦大學(xué)核科學(xué)與技術(shù)系副主任陳建新教授也認(rèn)為，從能源戰(zhàn)略角度，中國必須考慮到核電發(fā)展的重要性。按照目前世界能源消耗水平來看，已探明的煤炭還可供開采用200年，石油僅夠30年-50年，從提供穩(wěn)定的動力能源這點上，目前除了核電外，還沒有大規(guī)模的替代能源。
管住“關(guān)起來的老虎”
由于核能是以致命武器的面目問世的，在很多人心里，核意味著“恐怖”。
鮑云樵說，核電站就像―只被關(guān)起來的“老虎”，只有出來了才會咬人，人們也應(yīng)該看到核電安全的一面。
“中國目前的核電站是在二代核電技術(shù)上進(jìn)行的改進(jìn)，從安全性能上發(fā)生堆芯融化的幾率很低，應(yīng)對類似日本福島核事件沒有問題。”他說。此外，中國的核電站沒有建在地震帶上，只要沒有不可預(yù)測的特大事故，就是安全的。
據(jù)他介紹，過去核電站設(shè)計思路是用“加法”因為“老虎”很可怕，就找個籠子(冷卻方法)罩住；一個籠子不夠，再罩一個籠子；還不夠，再罩一個籠子a新型設(shè)計的原則是用“減法”，拿中國將要發(fā)展的第三代核電站來說，它采用了固有的、非能動的系統(tǒng)，無須預(yù)備電源便可實現(xiàn)堆芯自動冷卻。
陳建新教授對“非能動”安全系統(tǒng)做了更詳細(xì)的解釋。他說，該系統(tǒng)就是在反應(yīng)堆上方頂著多個千噸級水箱，―旦遭遇緊急情況，不需交流電源和應(yīng)急發(fā)電機，僅利用地球引力、物質(zhì)重力等自然現(xiàn)象就可驅(qū)動核電廠的安全系統(tǒng)，巧妙地冷卻反應(yīng)堆堆芯，并對安全殼外部實施噴淋，實現(xiàn)降溫從而恢復(fù)核電站的安全狀態(tài)。
“核事故的發(fā)生，既是壞事，也是好事，使得人們想出各種辦法來管住‘老虎’。”鮑云樵說，第三代核電技術(shù)即使遇到比日本更嚴(yán)重狀況，也可以依靠堆內(nèi)自身系統(tǒng)保障安全。同時，電站也配備多種電路、多種電網(wǎng)、自備電源等預(yù)防多種狀況發(fā)生。
美國、法國等國家已公開宣布今后不再建造第二代核電機組，只建設(shè)第三代核電機組。中國未來的發(fā)展重點也是如此。第三代核電站將采用美國西屋最先進(jìn)的第三代先進(jìn)壓水堆核電技術(shù)(APl000)，從設(shè)計上吸取了國際很多核事故的經(jīng)驗，把預(yù)防和緩解嚴(yán)重事故作為設(shè)計上的必備要求，發(fā)生嚴(yán)重事故的概率比第二代核電機組小一百倍以上。
按照中美合作計劃，世界上第一座第三代APl000核電站將于2013年在中國浙江三門建成。
反思非常必要
日本福島核泄漏事故后，世界上反對核電的聲音越來越高，德國、瑞典、西班牙、意大利等國家都已經(jīng)聲明核電計劃要謹(jǐn)慎。
發(fā)生在1986年的切爾諾貝利核事故，使得核能的利用在世界范圍出現(xiàn)了近二十年的蕭條期；這次日本福島核電事故的發(fā)生，又一次引起人們對核電的爭議。
陳建新教授認(rèn)為。在全世界面臨能源缺口的大環(huán)境下，世界各國，尤其是經(jīng)濟(jì)大國不會放棄核電。譬如，法國對核電的依賴程度達(dá)到78％，很難想象法國離開核能會出現(xiàn)怎樣的狀況；日本今后發(fā)展核電勢必會遇到更大的阻力，但作為一個缺少能源的國家，放棄核電也是不可能的。
在一些國家比如德國，核電的發(fā)展不僅是經(jīng)濟(jì)問題，而是成為政治手段。鮑云樵在德國曾經(jīng)參觀過SNR-300核電站，這是一座電功率達(dá)30萬千瓦的快中子增殖堆核電站，但是由于環(huán)保組織反對強烈，該州州長在競選時打出“無核電發(fā)展”的競選牌，因此從建成后從未使用過。鮑云樵認(rèn)為，即使有部分國家目前決定退出核電發(fā)展，但在將來到了能源問題很難解決的時候，他們籽再次面臨抉擇。
福島核危機也為中國核電近年來井噴式的發(fā)展提供了一次降溫和自查的契機。
3月16日，國務(wù)院連發(fā)5條措辭嚴(yán)厲的規(guī)定，立即組織全面安全檢查；加強正在運行核設(shè)施的安全管理；全面審查在建核電站；不符合安全標(biāo)準(zhǔn)的要立即停止建設(shè)；嚴(yán)格審批新上核電項目。
“放緩是正確的和必要的，但中國不會因為此次核事故就改變發(fā)展核電的決心。”鮑云樵估計，由于之前國務(wù)院要求在核安全規(guī)劃批準(zhǔn)前暫停審批核電項目，而短時間內(nèi)核安全規(guī)劃難以出臺，因此核電新項目將在一定時期內(nèi)無法上馬。這將使核電中長期規(guī)劃面臨一些調(diào)整，中國計劃2020年核電發(fā)展到8600萬千瓦的目標(biāo)可能達(dá)不到了。
作為一生都在為推廣核電建設(shè)而努力的核電專家，鮑云樵認(rèn)為，日本核危機是人類面臨的共同災(zāi)難，中國 必須進(jìn)行反思。由于種種原因，中國的原子能法還沒有出臺，法律支持條件尚不充分，核電行業(yè)多頭領(lǐng)導(dǎo)，發(fā)改委、科技部、環(huán)保部等多部門交叉管理導(dǎo)致機構(gòu)重疊、管理松散且職責(zé)不明確，有必要進(jìn)行機構(gòu)改革。
此外，鮑云樵認(rèn)為，核電發(fā)展絕不能盲目跟風(fēng)，“認(rèn)為有錢有地皮就可以建核電站的思想必須改變，千萬不能與民用產(chǎn)品的生產(chǎn)要求等同起來”。他指出，雖然發(fā)展核電有安全審批制度、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，但是地方官員對核電的復(fù)雜性、特殊性的認(rèn)識仍然不足。
陳建新也認(rèn)為，日本作為一個防災(zāi)意識較強的國家，在面臨意想不到的特大海嘯時也如此措手不及，中國在發(fā)展核電方面不能存有萬分之_的僥幸。他指出，對核電運行操作技術(shù)人員在上崗前的培訓(xùn)務(wù)必嚴(yán)格把關(guān)。
但令人不能輕松的現(xiàn)實是，中國核科技人才嚴(yán)重緊缺，實驗教學(xué)儀器設(shè)備的購置費用動輒以百萬元計，近年來，雖然全國有四十多所高校開設(shè)了核專業(yè)，但擁有高水準(zhǔn)師資和完備教學(xué)設(shè)備的十分有限。
應(yīng)急機制不可或缺
目前，環(huán)保部和國家核安全局已經(jīng)啟動了為期數(shù)月的核電大檢查，檢查范圍包括中國13個運營核電機組，近30個在建機組和90多個籌建機組。
國家環(huán)保部核安全和環(huán)境專家委員會委員郁祖盛說，此次安全檢查的標(biāo)準(zhǔn)是國際上最先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)――核安全導(dǎo)則HADl02，按照這份核安全規(guī)定，二代核電站--以及二代改進(jìn)型電站不完全符合要求，必須要有安全預(yù)防措施。
郁祖盛說，檢查的范圍中，已運行的13個機組設(shè)備與日本福島相比晚了20年，比較而言雖技術(shù)略先進(jìn)，但在預(yù)防嚴(yán)重事故方面尚有差距；在建的28臺機組中，有6臺采用第三代核電站技術(shù)，另外22臺由于與新的安全法規(guī)有差距，因此成為檢點。
對于籌建機組，是繼續(xù)建第二代改進(jìn)型核電廠，還是直接采用第三代技術(shù)，目前在業(yè)界還有爭議。郁祖盛認(rèn)為?“這已經(jīng)不是技術(shù)層面的爭論，從核安全專家的角度，我個人認(rèn)為不應(yīng)再建二代電廠，因為二、三代安全水平差別很大。”
“按照總體檢查情況來看，中國的核電站總體安全是可以接受的，但還有改進(jìn)的余地。”郁祖盛說。
事故的應(yīng)急處理，是保障核電安全的另一方面。
國家核事故應(yīng)急協(xié)調(diào)委員會辦公室是全國核事故應(yīng)急工作的行政管理機構(gòu)，負(fù)責(zé)收集情況，組織分析研判，提出報告和建議。
“日本核事故發(fā)生后，中國國家核事故應(yīng)急協(xié)調(diào)機制也立即啟動。”國家核事故應(yīng)急協(xié)調(diào)委員會辦公室副主任許平介紹說，除工作人員24小時加強值班外，輻射監(jiān)測、輻射防護(hù)、醫(yī)學(xué)應(yīng)急等核事故應(yīng)急技術(shù)支持中心和救援分隊的專家也全天候待命，以最快的速度分析研究并反饋研判結(jié)果。國家核事故應(yīng)急協(xié)調(diào)委員會根據(jù)研判結(jié)果進(jìn)行每日會商并權(quán)威，做到信息公開、透明、及時、準(zhǔn)確，對民眾負(fù)責(zé)。
許平介紹說，中國目前核事故應(yīng)急采取國家、省(區(qū)、市)、核電運營單位三級管理體系。國家核事故應(yīng)急協(xié)調(diào)委員會由國務(wù)院和軍隊系統(tǒng)的20個部門組成，省級核事故應(yīng)急委員會組成部門還要多一些。
自從福島核電事故發(fā)生以來，無數(shù)媒體用自己各自的視角對事故進(jìn)行剖析，兜兜轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，卻始終少有人把目光落在裝備上。實際上，雖然核電是人類高科技思想的結(jié)晶，但其最后的落腳點依然是裝備。
有人算過一筆經(jīng)濟(jì)賬，一座百萬千瓦雙堆核電站，按比投資1，500美元/千瓦計算，造價即達(dá)30億美元，約合人民幣250億元。如果按2020年中國核電市場8，600萬千瓦核電裝機容量計算，中國將在未來9年中投資近萬億元。以現(xiàn)在CPR1000核電系統(tǒng)投資比例來作參照：核島、常規(guī)島、輔助設(shè)備和非設(shè)備投資將分別占到投資的50%、23%、15%和12%，這意味著其中核電設(shè)備投資比例大約在50%左右。未來9年，中國核電設(shè)備的市場基礎(chǔ)規(guī)模將達(dá)到5，000億左右。如果再加上核電作為高技術(shù)密集的產(chǎn)業(yè)涉及材料、冶金、化工、機械、電子、儀器制造等眾多行業(yè)的投資擴(kuò)大效應(yīng)，裝備制造業(yè)在未來因核電所帶來的投資規(guī)模將難以估算……
對于這樣龐大市場，沒有任何一個國家愿意把份額拱手相讓，美國不會，法國不會，日本不會，中國當(dāng)然也不會。雖然現(xiàn)在市場對于核電重啟已經(jīng)聚焦顯微，但從私下企業(yè)與政府的溝通來看，這樣的關(guān)注與事情本身火熱的差距依然相去甚遠(yuǎn)。在某論壇上，某位生產(chǎn)核電裝備的企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)表現(xiàn)出對未來設(shè)備過剩的顧慮，但相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)卻表示，未來核電設(shè)備市場將是諸位難以想象的廣闊。正因為如此，推進(jìn)核電裝備的自主化進(jìn)程將成為未來中國經(jīng)濟(jì)最重要的任務(wù)之一。
誰在生產(chǎn)核電裝備？
1983年國務(wù)院下發(fā)的110號文，將大型核電站裝備列為國家級重大技術(shù)裝備。自此，中國核電裝備開始了一條自主創(chuàng)新之路。憑借秦山一期、二期、嶺澳二期等核電工程的建設(shè)作為依托，中國裝備用開展核電站相關(guān)裝備的自主攻關(guān)，采用消化吸收與合作制造相結(jié)合的方式逐步掌握關(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計與制造。2010年9月，有著中國自主品牌之稱的CPR1000嶺澳二期投產(chǎn)，其一號機組設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)55%、二號機組國產(chǎn)化率達(dá)73%，“這樣的水平充分是值得肯定的”，原國務(wù)院重大技術(shù)裝備辦公室副主任董必欽說。
但是隨著AP1000第三代核電技術(shù)逐漸成為中國和核電未來的主流，裝備制造企業(yè)急需在自身基礎(chǔ)上再升級來適應(yīng)三代核電項目的要求。那么國家重點扶植的大型核電裝備企業(yè)最近幾年發(fā)展如何，對新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)做了怎樣的準(zhǔn)備？讓我們盤點一番。
說起核電企業(yè)，有三大集團(tuán)是不得不提的。國家發(fā)改委曾在《核電中長期發(fā)展規(guī)劃（2005年至2020年）》中明確指出：設(shè)備制造方面未來還要以三大集團(tuán)為骨干，同時發(fā)揮其他相關(guān)企業(yè)的專業(yè)優(yōu)勢，逐步實施技術(shù)改造和產(chǎn)業(yè)升級，共同建立起較完整的核電設(shè)備制造體系。這三大集團(tuán)分別是東方電氣、上海電氣和哈電集團(tuán)。
在核島、常規(guī)島的技術(shù)及供貨業(yè)績方面，東方電氣的優(yōu)勢是其它企業(yè)所沒有的。自1997年分包制造嶺澳一期汽輪發(fā)電機組以來，東方電氣一直在核電領(lǐng)域保持領(lǐng)先態(tài)勢。2005年東方電氣在百萬千瓦級半轉(zhuǎn)速核電機組核島、常規(guī)島方面實現(xiàn)突破更是使其訂單源源不斷。像2007年的遼寧紅沿河、福建寧德兩個百萬千瓦級核電站常規(guī)島主設(shè)備6臺機組的供貨任務(wù)、寧德核島主設(shè)備和紅沿河部分核島主設(shè)備的供貨任務(wù)，2008年紅沿河、寧德、方家山、福清、臺山核電站常規(guī)島汽輪發(fā)電機組供貨合同（其山2×1750MW核電站常規(guī)島汽輪發(fā)電機組，為世界最大容量的核電站常規(guī)島汽輪發(fā)電機組），2009年湖南桃花江核電工程蒸汽發(fā)生器及反應(yīng)堆壓力容器訂貨合同、海陽核電1# 2#機組穩(wěn)壓器合同等，現(xiàn)在東方電氣是世界上唯一集AP1000、EPR和二代加核島重型設(shè)備和常規(guī)島汽輪發(fā)電機組設(shè)備制造企業(yè)。
目前東方電氣擁有德陽、武漢、廣州三大核電設(shè)備生產(chǎn)基地，其中德陽基地主要生產(chǎn)核電汽輪發(fā)電機（7-8套），主泵和控制棒驅(qū)動機；武漢基地?fù)碛心戤a(chǎn)百萬級核電站堆內(nèi)構(gòu)件4-6臺（套）、壓力容器800噸以及“專項工程”堆內(nèi)構(gòu)件、再生式熱交換器、非再生式熱交換器和非能動余熱排出冷凝器等1.5-2臺（套）的能力；廣州基地主營核電站核島主要承壓設(shè)備（包括反應(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器及安注箱、硼注射器等），常規(guī)島汽水分離再熱器等，兼營核電輔助機械、大型石化容器等，主要產(chǎn)品為反應(yīng)堆壓力容器（RPV）、穩(wěn)壓器（PRZ）、蒸汽發(fā)生器（SG）、汽水分離再熱器（MSR）。
與東方電氣相比，上海電氣擁有國內(nèi)最強大的核電設(shè)備成套能力。目前，上海電氣具有同時采用AP1000、EPR三代核電技術(shù)的能力，核島產(chǎn)品覆蓋了所有中國市場在建核電項目。根據(jù)上海電氣業(yè)務(wù)劃分，它在核島部分現(xiàn)在可以生產(chǎn)堆內(nèi)構(gòu)件、控制棒驅(qū)動機構(gòu)、壓力容器、蒸發(fā)器、穩(wěn)壓器和核泵；常規(guī)島部分可以生產(chǎn)核電汽輪發(fā)電機組；輔機部分可以生產(chǎn)冷凝器、除氧器和高、低壓加熱器。核島主設(shè)備產(chǎn)能到2012年提升到4-6 臺（套），堆內(nèi)構(gòu)件和控制棒驅(qū)動機構(gòu)已形成8-10 臺（套）產(chǎn)能。此外，其臨港重裝備制造基地目前正在進(jìn)行核電二期技術(shù)改造，2012年臨港基地將成為全球規(guī)模最大、業(yè)務(wù)最集中、能力最完整的先進(jìn)核電主設(shè)備制造基地。
雖然哈電集團(tuán)核電起步比東方電氣與上海電氣稍晚，但其依舊是核電領(lǐng)域不可忽視的力量。2009年哈電集團(tuán)成為浙江三門、山東海陽核電廠AP1000項目4臺常規(guī)島和主泵電機的國內(nèi)唯一承制商，讓它在三代核電技術(shù)上占了一點先機。近幾年，哈電集團(tuán)先后投資三十多億元發(fā)展核電，新建了秦皇島重裝基地、核電主泵基地、閥門基地、常規(guī)島及輔機基地，目前，哈電集團(tuán)擁有年產(chǎn)2套百萬千瓦級核島主設(shè)備以及4套常規(guī)島設(shè)備自主設(shè)計制造能力，已成為中國核電設(shè)備的主供貨商之一。
除了以上的核電電力裝備，核電鍛件是中國另外一個重點市場，其競爭者為中國一重和中國二重。其中中國一重公司是國內(nèi)最早開發(fā)生產(chǎn)核能設(shè)備的企業(yè)，產(chǎn)品包括核反應(yīng)堆壓力容器、蒸發(fā)器、穩(wěn)壓器，以及主管道、主泵等，是國內(nèi)唯一既有大型加氫反應(yīng)器、核反應(yīng)堆壓力容器又有核鍛件制造能力和業(yè)績的企業(yè)。目前，中國一重的二代加核電鍛件已實現(xiàn)批量生產(chǎn)，第三代AP1000核電鍛件研制取得了成功，承擔(dān)的國家大型先進(jìn)水堆重大專項完成了階段性任務(wù)，部分鍛件制造達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。根據(jù)其企業(yè)展望資料，在未來，中國一重除為能生產(chǎn)160萬千瓦、SYSTEM 80+（135 萬千瓦）核電機組、重水堆及其它堆型核電機組核承壓設(shè)備外，還留有國際先進(jìn)、安全性較好的高溫氣冷堆機組及未來第四代核電快堆機組重型部件的制造能力。
雖然中國一重在核電領(lǐng)域發(fā)展迅猛，但中國二重卻憑借研發(fā)在這個領(lǐng)域獨辟蹊徑。中國二重是國內(nèi)唯一的核電設(shè)備全套裝備鑄鍛件供應(yīng)商，其能夠供貨的核島設(shè)備包括：核反應(yīng)堆壓力容器、主泵殼、主管道、蒸汽發(fā)生器和穩(wěn)壓器鑄鍛件等設(shè)備，并在全球率先成功研制成功AP1000 主管道和國內(nèi)首件1100MW核電半速發(fā)電機轉(zhuǎn)子，目前，中國二重已經(jīng)實現(xiàn)對二代加核電鍛件的批量供貨，部分關(guān)鍵鍛件已進(jìn)入研發(fā)制造收尾階段。
隨著中國核電設(shè)備國產(chǎn)化進(jìn)程的逐漸加快，核級閥門已經(jīng)成了核級設(shè)備國產(chǎn)化的關(guān)心的一個重要問題，一方面它是核電站安全運行的重要保障、另一方面它卻遲遲未能達(dá)到國產(chǎn)化的要求。在這一領(lǐng)域，中核科技已處于領(lǐng)先態(tài)勢。
中核科技是國內(nèi)五家具備設(shè)計生產(chǎn)核Ⅰ級閥門的企業(yè)之一，也是中國核工業(yè)集團(tuán)公司下屬唯一一家上市公司，擁有的“H”、“ SUFA”閥門產(chǎn)品商標(biāo)，在國內(nèi)閥門行業(yè)中有著較大的影響和市場優(yōu)勢。目前，中核科技的產(chǎn)品主要為產(chǎn)核 1、2、3 級閥門，具體包括閘閥、截止閥、止回閥、節(jié)流閥、球閥、蝶閥等各種閥門種類。據(jù)其材料統(tǒng)計，其可生產(chǎn) 80%左右的核電站需用閥門，占閥門總價值量的約20%。
總體來看，中國大型裝備制造企業(yè)現(xiàn)在已經(jīng)有了生產(chǎn)高質(zhì)量的核電裝備能力，國務(wù)院提出的“自主設(shè)計、自主制造、自主建設(shè)、自主運營”的核電方針在核電裝備領(lǐng)域初步得到落實。下一時期，AP1000國產(chǎn)化將成為這些企業(yè)競爭的焦點。
AP1000 未來國產(chǎn)設(shè)備的主角
從目前來看，AP1000核電設(shè)備將成為未來中國核電主體已是不爭的事實。據(jù)有關(guān)單位統(tǒng)計，在未來數(shù)年間，要實現(xiàn)前四套機組國產(chǎn)化比例30%、50%、60%和 70%的跨越，并從第五套設(shè)備開始可以基本實現(xiàn)國產(chǎn)化。而作為新的核電技術(shù)，其核島主設(shè)備和常規(guī)島關(guān)鍵設(shè)備及部分輔助設(shè)備的國產(chǎn)化分外惹人關(guān)注。這里面主要包括反應(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器、反應(yīng)堆冷卻劑循環(huán)泵、主管道、爆破閥和堆芯補水箱。
AP1000壓力容器是在原有成熟機組基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計，與傳統(tǒng)二代及二代改進(jìn)型壓水堆核電站設(shè)備總體上類似。AP1000壓力容器高約12200mm，堆芯區(qū)內(nèi)徑4040mm，總重為425.3t，由SA-508-3鍛件和低合金鋼板制造。AP1000反應(yīng)堆壓力容器所需的大型鑄鍛件必須滿足60 年壽命的要求，目前，國內(nèi)反應(yīng)堆壓力容器制造廠家主要有一重和二重，它們是我國第三代核電技術(shù)自主化項目重要的配套供應(yīng)商。一重已研制成功“二代加”核島主設(shè)備全部鍛件，并實現(xiàn)批量生產(chǎn)，現(xiàn)已實現(xiàn)AP1000核島反應(yīng)堆壓力容器鍛件的完全國產(chǎn)化，部分鍛件制造達(dá)到世界領(lǐng)先水平。2010年5月，由一重承制的中國首臺國產(chǎn)化AP1000反應(yīng)堆壓力容器——三門核電2號機組壓力容器在一重大連核電石化事業(yè)部開工制造。這也是中國制造企業(yè)首次嘗試制造成套的第三代核反應(yīng)堆壓力容器。
而在蒸汽發(fā)生器上，AP1000機組采用2臺Delta125型直立式U形管蒸發(fā)器。該設(shè)計以標(biāo)準(zhǔn)的西屋F堆型技術(shù)為基礎(chǔ)，每套機組熱功率達(dá)到1707.5MW。Delta125 型蒸汽發(fā)生器的傳熱管采用耐腐蝕的 lnconel-690合金材料，采用不銹鋼梅花孔傳熱管支撐板，帶有過濾、除氣和防水錘外的給水分配系統(tǒng)，以及純度最低為99.75%的汽水分離器。這些措施使該設(shè)計可以滿足AP1000長期可靠使用的性能要求。每臺蒸汽發(fā)生器下封頭懸吊2臺主泵，主泵入口管和蒸汽發(fā)生器的下封頭上的出口管通過焊接連接在一起。蒸汽發(fā)生器總高度22454mm，上殼體內(nèi)徑 5334mm，下殼體內(nèi)徑4191mm，管板厚度787mm，重量約600t。目前，國內(nèi)蒸汽發(fā)生器鍛件生產(chǎn)廠家主要有一重、二重和上重，設(shè)備生產(chǎn)廠家主要有上電、哈電重裝和東電。AP1000蒸汽發(fā)生器核心部件U型管由上海寶山鋼鐵股份有限公司與江蘇銀環(huán)精密鋼管股份有限公司合資組建的寶銀特種鋼管有限公司生產(chǎn)。2010年1月，中國國內(nèi)首個核電蒸汽發(fā)生器用U型管項目在江蘇宜興經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)正式投產(chǎn)，但還不能滿足國內(nèi)對U形管的需求，目前主要是從法國Valinox、日本住友和瑞典Sandvik進(jìn)口。AP1000蒸汽發(fā)生器又一核心部件管板是超大特厚餅形件，探傷要求嚴(yán)，鍛造難度相當(dāng)大。2009年12月，一重承制的三門核電2號機組蒸汽發(fā)生器管板鍛件機械性能試驗合格；2010年4月，二重成功鍛制出2支AP1000核電管板。
AP1000 反應(yīng)堆冷卻劑循環(huán)泵國產(chǎn)化進(jìn)程
與蒸汽發(fā)生器同樣備受關(guān)注的還有AP1000的核主泵（它是屏蔽泵），這是美國EMD獨自開發(fā)用于AP1000的主泵。與以往的軸封式主泵相比，其加工精度高、配件均是非商品級的，國產(chǎn)化難度較大。由于AP1000核主泵還沒有原型，國內(nèi)廠家更是缺乏相關(guān)技術(shù)和制造經(jīng)驗，需要等美國EMD完成制造并經(jīng)鑒定合格后才能轉(zhuǎn)讓技術(shù)和培訓(xùn)，國內(nèi)制造廠家尚需要進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)改造，國內(nèi)主泵技術(shù)受讓單位為沈鼓與哈電，國產(chǎn)化目標(biāo)為在第四臺核電機組上至少有2臺國產(chǎn)屏蔽泵參與機組運行。2008年3月，沈鼓、哈電分別與美國EMD簽訂了2臺國產(chǎn)核主泵分包制造合同，這是AP1000屏蔽主泵逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化的重要里程碑，標(biāo)志著AP1000屏蔽主泵國產(chǎn)化已進(jìn)入了實施階段。2008年，沈鼓、哈電最終通過了ASME授權(quán)檢驗機構(gòu)進(jìn)行的ASME N及NPT認(rèn)證。哈電、沈鼓在美國EMD的指導(dǎo)下，已開始部分設(shè)備的采購，并確保所采購的“缺口”設(shè)備在性能上滿足AP1000核主泵生產(chǎn)的要求。2010年6月，一重與沈鼓等單位已經(jīng)開始了AP1000主泵泵殼合作研制相關(guān)工作。目前，哈電AP1000核主泵電機制造廠房已基本建成，沈鼓的核主泵廠房也已進(jìn)行施工， 并于2011年投入使用。
在主管道國產(chǎn)化進(jìn)程上，AP1000主管道不同于第二代核電站采用的鑄造不銹鋼管，采用的是整體鍛造、加工、彎管的不銹鋼管道，這要求有更多的不銹鋼水，其冶煉、澆鑄、鑄造、熱處理、深孔加工和彎管等工藝都有較大難度。AP1000主管道是中國AP1000自主化依托項目中唯一沒有引進(jìn)國外技術(shù)的核島關(guān)鍵設(shè)備。目前，AP1000主管道研制廠家主要有渤船重工、一重、二重、上重和吉林中意，自主化取得較大進(jìn)展，鋼錠化學(xué)成份完全滿足西屋公司的技術(shù)要求。通過主管道科研攻關(guān)，國內(nèi)大型超純凈奧氏體不銹鋼電渣錠技術(shù)已達(dá)到國際領(lǐng)先水平（國內(nèi)2007年以前的電渣錠技術(shù)最大為45噸水平，現(xiàn)在可以達(dá)到150噸水平）；AP1000主管道冷彎管核心技術(shù)取得突破，目前已達(dá)到國際同步水平；超低碳純凈不銹鋼基礎(chǔ)性理論研究和認(rèn)識已接近世界同步水平。渤船重工、二重、上重研制的全尺寸主管道模擬件已成功；吉林中意完成了主管道模擬件彎制。
爆破閥是AP1000核島的組成部件，其中的驅(qū)動裝置是由炸藥爆炸切斷原來密閉的管道封板，以滿足應(yīng)急打開要求，對核島實施保護(hù)作用，主要用于核電站第四級自動卸壓系統(tǒng)、低壓安注系統(tǒng)以及安全殼再循環(huán)系統(tǒng)中。其主要工作原理是在嚴(yán)重事故工況下，通過開啟閥門信號觸發(fā)爆破單元，產(chǎn)生的高壓氣體推動閥門中的活塞運動，切斷閥門通徑的盲管，冷卻水即可進(jìn)入堆芯進(jìn)行冷卻。爆破閥能夠有效緩解和預(yù)防嚴(yán)重事故，可減少核電機組安全設(shè)備數(shù)量，改善機組安全性和經(jīng)濟(jì)性，是AP1000核電機組的技術(shù)亮點之一。每臺機組中有12臺三種規(guī)格、兩種口徑和兩種壓力參數(shù)的爆破閥。此次是從美國SPX引進(jìn)爆破閥技術(shù)，通過引進(jìn)消化吸收，爭取實現(xiàn)從設(shè)計、制造、檢測到實驗等各方面技術(shù)的國產(chǎn)化。AP1000爆破閥研制廠家主要有中核蘇閥科技實業(yè)股份有限公司（簡稱中核蘇閥）和陜西應(yīng)用物理研究所（簡稱213所），這兩家單位已開展了大量實質(zhì)性工作，已經(jīng)被美國SPX公司認(rèn)定為指定用戶。國家核電技術(shù)公司明確由中核蘇閥和213所首批完成山東海陽2#12臺爆破閥的國產(chǎn)化任務(wù)，此后將采取市場競爭方式進(jìn)行。中核蘇閥已獲得ASME頒發(fā)的“N”和“NPT”證書；SPX公司和西屋公司對中核蘇閥進(jìn)行了聯(lián)合質(zhì)保審查。中核蘇閥和213所已與SPX公司簽訂了關(guān)于分包海陽2#12臺爆破閥的諒解備忘錄。目前正在進(jìn)行分包合同商務(wù)條款的談判工作。另外，哈爾濱電站閥門有限公司也將參與爆破閥的國產(chǎn)化工作，中方將派遣34名工程師參與SPX爆破閥QME試驗計劃的開發(fā)及其它設(shè)計任務(wù)。大連大高閥門有限公司和山西江淮重工也有一定的基礎(chǔ)，已向國家核電技術(shù)公司提出申請擬參與此項工作，大連大高閥門有限公司也已取得ASME“N”和“NPT”鋼印資質(zhì)。
最后，我們來說一下核電的堆芯補水箱的國產(chǎn)化情況。堆芯補水箱是AP1000所具有的三個非能動水源之一（其他兩個為安注箱和安全殼內(nèi)換料水貯存箱），其芯補水箱功能為：當(dāng)冷卻劑裝量喪失時將水注入反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)（RCS），而RCS中的蒸汽（如果冷段產(chǎn)生空泡）或水（如果冷段是液體的）則流入堆芯補水箱以取代冷的注入水。堆芯補水箱子系統(tǒng)僅有的控制部件是并聯(lián)氣動閥（AOVS），位于堆芯補水箱的兩條流出管道上，在正常運行時關(guān)閉，事故情況下打開。另外，堆芯補水箱每條出口管道上還布置有止回閥，這些閥門正常時處于開啟狀態(tài)。根據(jù)RCS的狀態(tài)，堆芯補水箱內(nèi)的含硼水有兩種注入模式：失水事故下，冷段處于充滿水的狀態(tài)，堆芯補水箱的運行方式為熱水/冷水自然循環(huán)方式；失水事故下，冷段的水已經(jīng)汽化，堆芯補水箱的運行方式為蒸汽/冷水自然循環(huán)方式。目前，國內(nèi)堆芯補水箱生產(chǎn)廠家主要有哈電重裝和上電。
安全將是重啟后的重中之重
通過上面的介紹我們不難看出，雖然近幾年中國核電裝備制造業(yè)進(jìn)步迅猛，但其“大而不強”的局面依然存在，以AP1000國產(chǎn)化為例，部分基礎(chǔ)產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，企業(yè)研發(fā)能力不足，一些關(guān)鍵部件、關(guān)鍵材料和關(guān)鍵技術(shù)遲遲難以突破已成了制約中國核電發(fā)展的一大瓶頸。
目前，中國核電裝備制造業(yè)發(fā)展的主流是向?qū)I(yè)化、批量化、規(guī)模化和集約化方向發(fā)展，現(xiàn)已形成以上海電氣、東方電氣、哈電集團(tuán)為主體的三大核電裝備制造基地；中國一重、二重和上重為主的大型鍛件和反應(yīng)堆容器制造集團(tuán)；以及一批核級泵閥、堆內(nèi)構(gòu)件、控制棒驅(qū)動機構(gòu)、環(huán)吊、主管道、核級電纜等配套設(shè)備的專業(yè)廠家。但即使這樣，在百萬千瓦核電機組成套設(shè)備上生產(chǎn)依舊困難，很多已開工項目的主機、大件和關(guān)鍵件要從國外進(jìn)口，國內(nèi)制造企業(yè)供應(yīng)的設(shè)備普遍存在拖期情況。
當(dāng)然，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是多方面的，但總體來看產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、和關(guān)鍵設(shè)備、材料和軟件瓶頸是其中的主要原因。
“產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定主要存在大型鑄造鍛件領(lǐng)域。”一位最近去各大核電企業(yè)調(diào)研后的調(diào)研員告訴記者。大型鑄造鍛件是生產(chǎn)核島設(shè)備關(guān)鍵部件的基礎(chǔ)材料，現(xiàn)在各企業(yè)的鑄鍛件生產(chǎn)設(shè)備都十分先進(jìn)，但廢品率很高。其中，一些生產(chǎn)企業(yè)以往主要制造常規(guī)電力設(shè)備，制造核級裝備時安全意識不強、質(zhì)量保證體系不健全、過程控制方面存在缺陷等問題，導(dǎo)致核電設(shè)備不符合驗收標(biāo)準(zhǔn)或其它質(zhì)量問題屢有發(fā)生。
而目前中國技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一是指中國截止到現(xiàn)在尚未對同一機型制定統(tǒng)一的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計規(guī)范。由于歷史原因，中國是多種核電技術(shù)并存最多的國家，而各技術(shù)對裝備的要求并不一致，這主要反映在核設(shè)施營運單位或工程公司在設(shè)備采購時執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)不完全相同，例如，同樣的二代核電機組部件，但不同的核電運營商訂購就會采用不同企業(yè)、不同機型其設(shè)計尺寸不同這一方式。這樣的情況使得核電裝備制造企業(yè)變成了“個性化”需求商，每生產(chǎn)一件就必須重新設(shè)計、重新試驗。完全制約了這些企業(yè)的批量化、系列化生產(chǎn)優(yōu)勢，降低了設(shè)備生產(chǎn)速度。
鄰避效應(yīng)
“鄰避”，意為“不要建在我家后院”。指居民或當(dāng)?shù)貑挝灰驌?dān)心建設(shè)項目（如垃圾場、核電廠、殯儀館等鄰避設(shè)施）對身體健康、環(huán)境質(zhì)量和資產(chǎn)價值等帶來諸多負(fù)面影響，從而激發(fā)人們的嫌惡情結(jié)，滋生“不要建在我家后院”的心理，及采取的強烈和堅決的、有時高度情緒化的集體反對甚至抗?fàn)幮袨椤?/p>
B2C（Business-to-Customer縮寫），即通常所說的“直接面向消費者或者客戶”的模式。將這一原本起源于電子商務(wù)領(lǐng)域的概念引入核電行業(yè)，用于公眾溝通工作，是中國核能電力股份有限公司（以下簡稱“中國核電”）工作方式的一次重大轉(zhuǎn)變，也是工作理念的重要創(chuàng)新，意味著中國核電的公眾溝通工作將更加接地氣、有土壤、求精準(zhǔn)和重實效。
“B2C”引入中國核電公眾溝通工作的創(chuàng)舉
進(jìn)入21世紀(jì)，隨著我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐的加快，作為清潔能源重要成員的核電也迎來了大發(fā)展的機遇期。但日本福島核事故以后，由于公眾溝通的不充分，不少核相關(guān)項目遭遇了“鄰避效應(yīng)”引發(fā)的，多個項目被迫擱置，為核電的發(fā)展敲響了警鐘。
這反映出公眾對重大項目的知情權(quán)、參與權(quán)和監(jiān)督權(quán)的強烈訴求，也揭示出核電或涉核企業(yè)在社會管理和公眾溝通方面還有很多工作要做。如何將核電可能遭遇的“鄰避效應(yīng)”轉(zhuǎn)化成合作共贏的“迎臂效應(yīng)”，成為中國核電人必須回答的生死攸關(guān)的“斯芬克斯之謎”。
經(jīng)過正反兩方面的經(jīng)驗和教訓(xùn)，中國核電越來越深刻地認(rèn)識到，雖說核電公司仍是典型的B2B（Business-to-Business縮寫）企業(yè)，但核電的發(fā)展需要公眾的支持和信任已經(jīng)是不可抗拒的時代潮流。因而必須以更透明、更開放的方式，順應(yīng)大勢，加強與包括普通公眾在內(nèi)的所有相關(guān)方的全方位溝通，實現(xiàn)公眾溝通從B2B到B2C的擴(kuò)展。
以前核電企業(yè)的溝通，往往是為了溝通而溝通，沒有真正考慮到受眾是否愿意接收企業(yè)所傳遞的信息。為此，在中國核電項目工程選址、建設(shè)之前，會特別強調(diào)公眾需求的調(diào)查，切實了解公眾希望獲得哪些信息，并作為依據(jù)去做溝通。
之前在三門核電，中國核電曾做過一次“您希望獲得哪些信息”的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)65.58%的公眾對于“核輻射與防護(hù)常識”非常關(guān)注、36.14%的公眾想了解“核能的安全高效環(huán)保等細(xì)節(jié)原理”，還有19%的公眾想了解核能發(fā)展的歷史與現(xiàn)狀。這一組數(shù)據(jù)為中國核電做好公眾溝通奠定了非常好的基礎(chǔ)，使溝通更有針對性，溝通更見實效。
除了了解公眾溝通所需，還要探索公眾溝通的新路徑。為了做好溝通，中國核電打造了“總部統(tǒng)籌、上下聯(lián)動、專業(yè)支持”的一體化工作機制，創(chuàng)新推進(jìn)公眾溝通工作，努力提升社會公眾對我們的認(rèn)同感和接受度。
至今，中國核電已經(jīng)連續(xù)4年舉辦了“魅力之光”核電科普活動，吸引了來自全國34個省（區(qū)、市）的70多萬人參加，網(wǎng)絡(luò)關(guān)注人次達(dá)到7600萬。通過比賽，中國核電每年會選取獲獎的中學(xué)生參加夏令營，邀請他們實地參觀核電基地，動手進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測，與核電站操縱員面對面交流，讓他們更好地走近核電，了解核電，體驗核電。
有一位名叫琴幌愕男媚錚是來自貴州大山深處的侗族女孩，連續(xù)參加過三屆魅力之光核電科普夏令營。大伙都叫她鳳凰妹。3年前，吳倩香第一次和核電結(jié)緣，參加了中國核電在江蘇田灣核電站舉行的核電夏令營。未曾走出大山的她在參加活動前，想象中的核電站竟是一片荒漠。當(dāng)她參加了競賽和夏令營，才發(fā)現(xiàn)核電站原來如此干凈美麗。當(dāng)吳倩香第二次參加夏令營時，眼里的擔(dān)憂已經(jīng)蕩然無存，而是主動地去聽、去看、去提問題。2016年，再看到吳倩香時，她變得更陽光、自信、愛笑，甚至變成了核電小使者，快樂地分享核電知識，傳遞著成長的快樂。這樣的故事，在中國核電還有很多。
中國核電公眾溝通工作的追求
更加真誠的溝通之道：真誠溝通交流，相知相伴永遠(yuǎn)。中國核電公眾溝通工作良好的傳統(tǒng)和基礎(chǔ)一直可以追溯到我國第一座自主核電站――秦山核電站的設(shè)計建造時期。30多年來，核電企業(yè)在公眾溝通工作上的用心用力得到了廣泛的認(rèn)可和贊譽。中國核電的公眾溝通工作被WANO（世界核電運營者協(xié)會）CPR（電力公司總部同行評估）評為強項。中國核電堅持以透明、公開、平等、廣泛、便利的原則，與公眾進(jìn)行全方位溝通工作，根據(jù)不同的溝通方案，保證每一位公眾享有了解核電真實信息的權(quán)力和發(fā)表不同意見的機會。
在加強與政府、上下游企業(yè)等重要利益相關(guān)方溝通的同時，中國核電特別注重與普通公眾的溝通，建立全新的3C公眾溝通模式，即以信心（Confidence）、聯(lián)結(jié)（Connection）、協(xié)同（Coordination）的“3C”溝通理念創(chuàng)新公眾溝通實踐，深化公眾對核電的科學(xué)認(rèn)知，最大限度地消除公眾恐核心理，攜手公眾促進(jìn)核電事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
更加有擔(dān)當(dāng)?shù)钠髽I(yè)形象：增強公眾信心，勇?lián)鷩颐?015年，中國核電成為國內(nèi)A股首家純核電上市公司。作為我國核電事業(yè)的開拓者和引領(lǐng)者，中國核電把安全視為核電事業(yè)的生命線，創(chuàng)造了120堆年安全無事故的良好運行業(yè)績，打造了安全核電品牌，也增強了公眾對核電的信心。
在國家大力倡導(dǎo)“走出去”之際，中國核電以擦亮“國家名片”為己任，用行動擦亮中國的核電品牌。2015年5月7日，福清5號機組實現(xiàn)首罐混凝土澆灌（FCD），標(biāo)志著“華龍一號”全球首堆工程正式開工建設(shè)。“華龍一號”是我國目前唯一實現(xiàn)“走出去”的自主三代核電技術(shù)，標(biāo)志著我國從“核大國”向“核強國”邁進(jìn)的重要一步，也是國家“一帶一路”戰(zhàn)略的最佳實踐之一。
更加全面的溝通實踐：敞開溝通之門，無限聯(lián)結(jié)你我。中國核電開拓信息公開渠道，建立全方位核電信息平臺矩陣。通過網(wǎng)絡(luò)信息公開、媒體信息公開、社會責(zé)任報告、新聞會和媒體見面會等多種途徑，向公眾公開核電相關(guān)信息。
為幫助公眾理性認(rèn)識核電，中國核電通過微漫畫、微視頻、動畫等大眾喜愛的方式，將深奧難懂的核電知識傳遞給公眾。與此同時，敞開溝通之門，通過參觀核電基地、“魅力之光”核電科普知識競賽、“核你在一起”公眾開放周、科普展館建設(shè)等活動，讓公眾近距離接觸核電、了解核電，并進(jìn)一步感受魅力核電。
關(guān)鍵詞：超聲波；文丘里管；AP1000；主給水流量
中圖分類號：TM623 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）15-0040-04
1 概述
核電站二回路主給水系統(tǒng)的主要功能是為蒸汽發(fā)生器提供給水，并保持其液位，同時蒸汽發(fā)生器可以通過換熱作用，利用反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱量加熱給水并產(chǎn)生蒸汽來推動汽輪發(fā)電機發(fā)電。給水通過主給水泵和啟動給水泵輸送，流量過大可能導(dǎo)致蒸汽發(fā)生器液位過高，從而影響產(chǎn)生的蒸汽品質(zhì)，蒸汽中水分過高會損壞汽輪機葉片；流量太小可能導(dǎo)致蒸汽發(fā)生器液位過低，從而無法充分導(dǎo)出反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱量，在造成功率浪費的同時也可能引起堆芯過熱的危險。當(dāng)電廠處于穩(wěn)態(tài)運行時，熱功率測量系統(tǒng)需要使用主給水流量信號來精確測量一回路系統(tǒng)總的熱功率。另外，主給水流量還用于其他一些關(guān)聯(lián)的試驗項目。因而對二回路給水流量的準(zhǔn)確測量就顯得非常重要。
為了更加精確地測量二回路給水的流量，AP1000三門項目采用了不同于一般電站的測量方法，使用多種流量測量裝置相結(jié)合的方法，特別是引入了一套高精度的超聲波流量測量裝置，使測量結(jié)果更具代表性和參考價值。這套測量裝置的整體測量優(yōu)勢明顯，但并沒有得到充分利用，本文針對其高精度特點，對其用途進(jìn)行擴(kuò)展分析，使其適用于支持小幅提升機組功率，提高利用率。
2 AP1000三門項目二回路主給水流量測量
2.1 測量方法
二回路主給水的測量采用三種流量測量裝置相結(jié)合的方法，其測量回路如圖1所示。在進(jìn)入蒸汽發(fā)生器的兩條主給水管道上，最下游是一套文丘里管流量測量裝置，提供給水流量測量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，信號用于調(diào)節(jié)主給水控制閥和啟動給水控制閥，也用于總的熱功率計算。中間是一個多孔的節(jié)流孔板，主要用于減小紊流，提高下游文丘里管流量計的測量精度，不做信號出。上游是一套超聲波流量測量裝置，精度比較高，主要用于校準(zhǔn)下游的文丘里管流量計，并提供給水的壓力和溫度數(shù)據(jù)，但不用于控制連鎖。
2.2 文丘里管流量測量裝置
文丘里管是一種節(jié)流件，如圖2所示，流體經(jīng)過節(jié)流件產(chǎn)生差壓，利用差壓和流速的關(guān)系測出流量，這就是差壓式流量計的基本原理。
充滿管道的流體，當(dāng)它流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流件時，流速將在節(jié)流件處形成局部收縮，因而流速增加，靜壓力降低，于是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓差。流體流量越大，產(chǎn)生的壓差就越大，這樣就可以依據(jù)壓差來衡量流量的大小。這種測量方法是以流動連續(xù)性方程和伯努利方程為
基礎(chǔ)：
式中：
qm和qv――質(zhì)量流量和體積流量
C――流出系數(shù)
ε――可膨脹性系數(shù)
d――節(jié)流件開孔直徑
β――直徑比d/D
D――管道內(nèi)徑
ρ1――被測流體密度
?ρ――差壓
差壓變送器通過引壓管線和文丘里管裝配在一起配套使用，把差壓通過計算轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的流量數(shù)據(jù)，提供給DCS系統(tǒng)用于顯示和控制。三門項目在每個文丘里管上配備了三個窄量程和三個寬量程的差壓變送器，完成主給水流量控制以維持蒸汽發(fā)生器液位。
2.3 節(jié)流孔板
文丘里管流量計上游裝有一個多孔的節(jié)流孔板，安裝在主給水管道的截面上，該節(jié)流孔板不用于流量測量，沒有配備對應(yīng)的差壓變送器，主要是想利用多孔節(jié)流孔板相對于單孔節(jié)流孔板具有減小紊流的特點，用于改善流體質(zhì)量，以提高其下游文丘里管流量計的測量精度。
多孔節(jié)流孔板每個孔的尺寸和分布都是基于特殊的公式和測試數(shù)據(jù)而定制的，稱為函數(shù)孔。當(dāng)流體穿過圓盤的函數(shù)孔時，流體將被平衡整流，減少了渦流的形成和紊流摩擦，降低了動能的損失，形成近似理想流體，從而還可以大大降低死區(qū)的形成，并保證臟污介質(zhì)順利通過多個孔，減少了流體孔被堵塞的機會，其最小直管段也只需要0.5D（管道直徑）左右。如圖3所示，我們可以清楚地看出多孔節(jié)流孔板相對于單孔節(jié)流孔板對流體的改善作用。
2.4 超聲波流量測量裝置
超聲波在流動的流體中傳播時可以載上流體流速的信息，因此我們通過接收到的超聲波就可以檢測出流體的流速，從而換算成流量。AP1000三門項目主給水流量測量應(yīng)用了西屋LEFM技術(shù)超聲波流量計，采用傳播速度差法，通過測量順逆流傳播的時間差法來計算流體流量。其中LEFM（Leading Edge Flow Meter，Leading Edge）是一種信號檢測的方式，即所謂的上升沿觸發(fā)，當(dāng)檢測器檢測到信號波形發(fā)生突增時，認(rèn)為信號到達(dá)。LEFM技術(shù)超聲波流量計通常也叫“前沿流量計”，其發(fā)源就是三門項目核島設(shè)計方美國西屋公司，驗證精度可高達(dá)0.3%。
三門項目采用的LEFM超聲波流量計在傳感器部分，采用了交叉的八聲道設(shè)計，聲道與管道成45°角，如圖4所示，這樣可以提高測量精度。另外在超聲波流量計的直管段上，還配有一個壓力變送器以及一個四線制的RTD（熱電阻），用作流體流量計算的補償。其中壓力變送器用于流體介質(zhì)密度和流量的計算，無報警和控制功能，在主控室有顯示；RTD用于流體介質(zhì)的密度、熱焓及流量的計算，無報警和控制功能，在主控室有顯示。另外，一臺專用的超聲波流量計機柜，用于接收和處理就地側(cè)超聲波流量計測得的數(shù)據(jù)，包括傳播時間間隔、介質(zhì)壓力及溫度等，計算得到主控室顯示所需要的流量、溫度、壓力及故障診斷等信號。
這里以單聲道為例，來說明超聲波流量計的流量計算原理，如圖5所示：
假設(shè)流向為從左到右，即AB，那么就有：
式中：
Tup――聲波由BA的傳播時間
Tdown――聲波由AB的傳播時間
L――AB之間斜線距離
C――聲波在介質(zhì)中的傳播速度
V――介質(zhì)的流速
θ――AB斜線與水平管道之間的夾角
于是我們可以計算出介質(zhì)的平均流速V：
由公式我們可以看出，依照這種方法測得的介質(zhì)流速與聲波在介質(zhì)中的傳播速度沒有關(guān)系，因此不受介質(zhì)的溫度、密度和化學(xué)成分等的影響。同時，八支聲道同時工作，再通過積分算法，更加提高了測量精度。
最終介質(zhì)的質(zhì)量流量或體積流量由流速、密度以及管道截面積計算得到，而且介質(zhì)密度是一個由溫度和壓力補償計算得到的在線實時值。
式中：
qm和qv――質(zhì)量流量和體積流量
n――聲道數(shù)
S――兩聲道之間的過水?dāng)嗝婷娣e
3 與常規(guī)主給水流量測量方法對比
3.1 常規(guī)主給水流量測量方法
目前國內(nèi)核電站對于主給水流量的測量大都是采用單純的差壓測量方法，即采用流量孔板加配寬窄量程差壓變送器的方法。孔板式流量計是目前應(yīng)用最廣泛的流量計，結(jié)構(gòu)簡單牢固，性能穩(wěn)定，使用壽命較長，測量精度一般在2%左右。
3.2 兩種測量方法的區(qū)別和分析
AP1000三門項目所采用主給水流量測量方法比常規(guī)核電要復(fù)雜，但測量信號的基礎(chǔ)還是差壓式流量計，只是精度和可靠性更高。這種方法的優(yōu)勢體現(xiàn)在：
3.2.1 以文丘里管流量計保證測量的穩(wěn)定可靠性。文丘里管流量計具有孔板流量計結(jié)構(gòu)牢固、性能穩(wěn)定和使用壽命長的優(yōu)點。同時文丘里管的節(jié)流部位無銳緣，不存在積污條件，能量損失小，壓頭損失約為測得壓頭的10%。法國的Grave lines和國內(nèi)的嶺澳、大亞灣等核電，就曾出現(xiàn)過由于孔板結(jié)垢引起孔板幾何尺寸變化導(dǎo)致主給水流量測量不準(zhǔn)確的問題。
3.2.2 多孔節(jié)流孔板的采用，更加提高了文丘里流量計的測量精度。如果能完全按照ASME標(biāo)準(zhǔn)精確制造，文丘里管流量計測量精度可以達(dá)到0.5%，但是國產(chǎn)文丘里管由于其制造技術(shù)問題，精度很難保證。三門項目采用的進(jìn)口文丘里管流量計精度為1%，而多孔節(jié)流孔板對流體品質(zhì)的改善，又可以有效地保證該精度。
3.2.3 高精度交叉式超聲波流量計用于校準(zhǔn)文丘里流量計。超聲波流量計相對于文丘里管和孔板流量計，精度要高，直管段要求低，還可做非接觸式測量，無流動阻擾，無壓力損失。
另外孔板在運行期間受到安裝質(zhì)量、迎面角的磨損、迎面光潔度的變化、孔板變形、孔板結(jié)垢、測量管道結(jié)垢等因素影響，可能會出現(xiàn)孔板流量測量的誤差隨著使用時間的增長而增大，導(dǎo)致主給水流量測不準(zhǔn)的情況出現(xiàn)。同樣對于文丘里管，流體對喉管的長期沖刷，致使其磨損嚴(yán)重，無法保證長期的測量精度。從而影響到反應(yīng)堆熱功率的準(zhǔn)確性。同時這些因素是在孔板和文丘里管運行期間無法估計并監(jiān)測到的。而不同于孔板和文丘里管類的機械式流量計，超聲波流量計作為電子技術(shù)流量計，除了可以獲得高精度的流量數(shù)據(jù)以外，還可以實現(xiàn)實時的自診斷和狀態(tài)檢測，有利于及時發(fā)現(xiàn)問題。
4 超聲波流量測量裝置用于小幅提升功率
4.1 超聲波流量計利用率低問題
由上述可知，目前AP1000三門項目的主給水流量測量方式，較傳統(tǒng)的孔板測量方式在性能上有明顯優(yōu)勢，但是成本較高。該方式主體還是運用文丘里管流量計測量得到的數(shù)據(jù)，只有這些數(shù)據(jù)用于相關(guān)的連鎖控制、實驗和計算等；而更高精度的超聲波流量計數(shù)據(jù)，只限于主控室的顯示和診斷報警功能，用于人為地核對校準(zhǔn)文丘里管流量計數(shù)據(jù)，以便及時發(fā)現(xiàn)文丘里管流量計出現(xiàn)的問題，并未參與到實際的運行控制中。這樣就造成了高精度數(shù)據(jù)利用率的浪費。
4.2 主給水流量信號用于計算一回路總熱功率
根據(jù)核電的設(shè)計要求，當(dāng)電廠處于穩(wěn)態(tài)運行時，熱功率測量系統(tǒng)使用主給水流量信號來精確測量一回路系統(tǒng)總的熱功率：
式中：
QSG――蒸汽發(fā)生器熱功率，三門項目單臺機組有2臺蒸汽發(fā)生器
Gf――主給水流量
Gd――排污流量
hs――蒸汽發(fā)生器出口蒸汽比焓
hf――主給水比焓
hd――排污比焓
hs=hg-x（hg-hw）
式中：
hg――蒸汽發(fā)生器飽和蒸汽比焓
x――蒸汽發(fā)生器出口蒸汽濕度
hw――蒸汽發(fā)生器飽和水比焓
4.3 高精度數(shù)據(jù)用于提升功率可行性分析
根據(jù)核安全標(biāo)準(zhǔn)，考慮到儀表有制造誤差，故鑒于儀表的這種不確定性，為了保證反應(yīng)堆的安全裕量，核電執(zhí)照許可的熱功率水平必須留有2%的裕度，這個余量用來在汽輪發(fā)電機上設(shè)計一個更高的額定容量，保證堆芯安全。這樣反應(yīng)堆的實際出力最大可達(dá)102%的額定值，由于超聲波流量計0.3%的精度相對于常規(guī)核電孔板流量計2%的精度，主給水流量測量精度提高了1.7個百分點，即不超過反應(yīng)堆實際出力的101.7%，就能滿足反應(yīng)堆安全裕度，這就為功率提升創(chuàng)造了必要的條件，如圖6所示：
目前主要是考慮到超聲波流量計對主給水流量的測量在國內(nèi)沒有實際的運行經(jīng)驗，故AP1000三門項目雖然采用了該裝置，但并沒有讓其參與到實際的運行控制中。通過后續(xù)的設(shè)計改造，并不難實現(xiàn)其參與實際的電廠控制
計算。
4.4 性價比分析
相對于常規(guī)流量測量儀表2%的不確定度，這種交叉式的超聲波流量計相對提高了1.7個百分點，根據(jù)熱功率計算，若是認(rèn)為提高的熱功率轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的電功率，粗略估算，保守估計提升1.5個百分點。
根據(jù)三門項目單臺機組1250MW的額定功率，再按照7000h的年利用小時數(shù)，可以得出單臺機組年增加發(fā)電量為：1.5×1250WM×7000h=131250MWh。
上網(wǎng)電價按照0.4元/kWh計算，即400元/MWh，可以得出單臺機組年增收益額為：1312580MWh×400元/MWh=5250萬元。
進(jìn)叉超聲波流量計成本比較高，預(yù)估為3000萬元。另外，超聲波流量計還需要維護(hù)費用，主要包括每個大修周期（18個月）4萬元的數(shù)據(jù)分析費用，探頭壽命3個換料周期，每次更換費為20萬元。平均每個大修周期的維護(hù)費用為：4萬元+20萬元/3=10.7萬元。
從上我們可以看出，在一個換料周期內(nèi)就可以收回采購成本，每年的增益額還是很可觀的。
美國核電站目前普遍采用“交叉超聲波流量測量”技術(shù)來進(jìn)行主給水流量的測量，來消除運行期間主給水流量測不準(zhǔn)的問題，保證與之相關(guān)聯(lián)的其他試驗的準(zhǔn)確性，既能確保核安全，又能充分發(fā)揮機組出力能力，是小幅提升機組功率的一種有效的途徑，對提高電站的經(jīng)濟(jì)效益有明顯的作用。
5 結(jié)語
由于二回路主給水流量測量的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到核電運行的安全和機組總的熱功率計算，AP1000三門項目采用了更加先進(jìn)、穩(wěn)定和準(zhǔn)確的測量方法和設(shè)備來保證主給水流量數(shù)據(jù)的測量，本文詳細(xì)闡述了其不同于常規(guī)核電的測量方法及設(shè)備構(gòu)成，并對比分析其優(yōu)缺點，提出功能擴(kuò)展。分析表明，三門項目在主給水流量測量上具有更高的穩(wěn)定性和精確度，并為機組小幅提升功率創(chuàng)造了條件，能夠明顯提高電站的經(jīng)濟(jì)效益，性價比較高，可為國內(nèi)核電站二回路主給水流量測量的設(shè)計提供一定的參考。
參考文獻(xiàn)
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[3] 梁國偉，蔡武昌.流量測量技術(shù)及儀表[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005.
【關(guān)鍵詞】工器具 優(yōu)化 節(jié)約成本
一、工器具庫存優(yōu)化實施背景
（一）工器具種類多、占用庫存大
為了進(jìn)一步適應(yīng)建設(shè)――調(diào)試――生產(chǎn)階段三門核電站工器具管理專業(yè)化要求，統(tǒng)一并高效地為維修工作提供合格的工器具，核電站自配的工器具不僅要滿足業(yè)主現(xiàn)有維修工作的需求，而且要不斷地放寬承包商工器具的借用權(quán)限。每年我們都要升板一次工器具規(guī)劃方案，對現(xiàn)有工器具進(jìn)行種類和數(shù)量上的擴(kuò)充。
（二）工器具管理要求不斷地提高
隨著工程進(jìn)展，現(xiàn)場維修工作如火如荼，為滿足現(xiàn)階段日常工器具借用及日后1#機組大修2#機組商運的工器具配備要求，管理上我們面臨著需要不斷提升管理水準(zhǔn)、提高管理效率、降低管理成本的多重考驗。
二、工器具庫存優(yōu)化設(shè)計
（一）數(shù)據(jù)模型
本文的數(shù)據(jù)來源于三門核電SPMS系統(tǒng)的工器具管理模塊，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性對于庫存的優(yōu)化設(shè)計具有重要意義，這里將通過建立一個數(shù)據(jù)模型來表述其中的關(guān)系。
Ai=Xi×ti
Ai：每項工器具最優(yōu)化庫存數(shù)量；
Xi：每項工器具的借用數(shù)量；
ti：每項工器具借用系數(shù)；
其中ti數(shù)值說明：ti數(shù)值的選取是根據(jù)三門核電2013年至2015年工具借用頻率和工具在借用者手中使用的時間進(jìn)行選取，是一種比率值。ti取值0.1 至0.5 之間，表示用完就還、周轉(zhuǎn)率高的工器具；ti取值0.5至0.8之間，表示借用較頻繁，借用時間較長的工器具；ti取值0.8至1之間，表示借用很頻繁，借用時間很長的工器具；
（二）工器具優(yōu)化方案
通過從SPMS系統(tǒng)導(dǎo)出的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與建立的數(shù)據(jù)模型，我們可以初步嘗試對部分功能類似的工器具型號進(jìn)行優(yōu)化合并，根據(jù)借用記錄選用借用頻率高的工器具作為最終確定下來的型號，合理分配貨架庫位，優(yōu)化工器具存儲空間，同時也減少工器具后期的采購型號，便于集中采購，降低采購價格和采購成本。本文建議對如下幾種工器具進(jìn)行優(yōu)化：
1.氣動工具類
由于氣動工具在使用時需要用到氣源，使用不方便，現(xiàn)場維修工人很少借用此類工器具。即使借用做完工單也會很快歸還給庫房。結(jié)合借用記錄，ti取值0.4，可以對部分氣動工具進(jìn)行封存。實際情況是氣動棘輪扳手借用率底，普通棘輪扳手借用率高；氣動拋光機借用率低，電動磨光機借用率高；氣動手槍鉆近一年沒有借用記錄，可完全由電動手槍鉆代替；氣動虎鉗完全可以用普通虎鉗代替。
2.起重工具類
庫房里起重工具是按照一號機組大修、二號機組商運的數(shù)量配置。目前項目處于調(diào)試階段，起重工器具的借用率低，大部分的起重工器具都處于閑置狀態(tài)，每年需要花費大量的檢定費用。結(jié)合SPMS的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和建立起來的數(shù)學(xué)模型ti取值0.2，可以對絕大部分的起重工器具封存管理。手拉葫蘆的借用主要集中在1T×3m、2T×3m、2T×6m等小噸位，大噸位的借用非常少，因此可以對2T×5m（用2T×6m替代）、10T×3m、10T×6m 、10T×8m 全部進(jìn)行封存，10T×5m、16T×3m部分進(jìn)行封存，這樣大小噸位的手拉葫蘆都可以覆蓋到。卸扣類工具借用主要集中在弓形卸扣，D型卸扣的借用幾乎為零，因此可以對95%的D型卸扣全部進(jìn)行封存。吊裝帶類的工具，借用主要集中在圓形吊裝帶，并且圓形吊裝帶從小噸位到大噸位全面覆蓋，因此可以對扁平吊裝帶全部封存。
3.通用工器具類
套筒類工具進(jìn)行優(yōu)化，目前庫房的套筒分為英制套筒和公制套筒，借用主要集中在公制套筒，英制套筒借用較少，因此對1/2英制十二角套筒、1/4英制六角套筒、3/8英制十二角套筒對半進(jìn)行封存。扳手類工具進(jìn)行優(yōu)化，目前庫房的扳手同樣分為英制扳手和公制扳手，借用以公制扳手居多，因此對英制梅花敲擊扳手、英制口扳手、英制雙梅扳手全部進(jìn)行封存，英制兩用扳手部分進(jìn)行封存。
4.計量器具類
計量器具的優(yōu)化對目前工器具庫房是迫在眉睫的，計量器具間已經(jīng)放不下新采購的工器具，但整個計量器具間工器具周轉(zhuǎn)率底，有部分計量器具長期不被借用，例如Gradienter 水平儀、邏輯筆、蓄電池內(nèi)阻測試儀、蓄電池活化儀等待。因此把這部分不被借用的計量器具封存，統(tǒng)一存放在二樓封存區(qū)，不但優(yōu)化了空間，而且節(jié)省了檢定費用。
三、最優(yōu)化庫存實現(xiàn)方法
為實現(xiàn)最優(yōu)化工器具庫存管理，首先我們根據(jù)上述數(shù)據(jù)模型與工器具種類優(yōu)化原則，制定出工器具最優(yōu)化庫存的初步清單，并且用六個月的時間來試驗其可行性。通過六個月的實踐最終我們會得出一份最終清單，使得工器具庫存達(dá)到最合理的范圍。對于不在工器具最終清單上的工器具全部進(jìn)行封存，并對工器具管理系統(tǒng)SPMS進(jìn)行升級使其具備庫存預(yù)警功能，合理調(diào)撥工器具，對于經(jīng)常借用緊張而無法調(diào)撥的工器具，我們也將相應(yīng)的進(jìn)行補充采購，不斷提高工器具管理水平，使工具的采購有據(jù)可依。
四、效益成果
通過實踐工器具庫存最優(yōu)化管理，不但能夠優(yōu)化工器具庫房空間、而且節(jié)約下來的費用也是相當(dāng)可觀的。庫房對上述四類工器具中的各項進(jìn)行逐一優(yōu)化管理，共計封存4021件工器具。按照工器具維護(hù)保養(yǎng)平均成本50元計算，節(jié)約4021*50=20.1萬元。封存的4021件工具中起重工器具、計量工器具共計封存3857件，按照送檢費用平均成本200元計算，節(jié)約：3857*200=77.1萬元。兩項費用共計為庫房管理節(jié)約97.2萬元。
參考文獻(xiàn)：
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多途徑引進(jìn)
中國高鐵從2004年前的一無所有，在短短幾年做到運營規(guī)模及速度世界第一，走完了發(fā)達(dá)國家近半個世紀(jì)的歷程。高鐵技術(shù)的快速突破，有賴于鐵道部公開招投標(biāo)及有針對性的技術(shù)轉(zhuǎn)讓規(guī)定，促使國際企業(yè)轉(zhuǎn)讓關(guān)鍵技術(shù)，只有和中方建立合資企業(yè)才能準(zhǔn)入中國高鐵市場。
自2004年起，受中國巨大的市場份額的吸引，法國阿爾斯通、加拿大龐巴迪、日本川崎重工及德國西門子等外企逐個進(jìn)入，最終使鐵道部及下屬的中國南車集團(tuán)、中國北車股份有限公司等國有企業(yè)得以以優(yōu)惠的價格，從國外合作伙伴中獲得高鐵開發(fā)急需的各項關(guān)鍵技術(shù)。
無獨有偶，中國核電亦然。自1991年中國核電工業(yè)開始自主設(shè)計及建造國產(chǎn)壓水反應(yīng)堆，陸續(xù)引進(jìn)了法國的M310（二代，大亞灣）、加拿大的CANDU-6（二代，秦山三期）、俄羅斯的AES-91（二代，田灣一期）、美國的AP1000（三代，山東海陽與浙江三門）及法國的EPR（ 三代，廣東臺山）。除了基于國外引進(jìn)技術(shù)的“本土化”機型（二代半的CPR1000，規(guī)劃中三代的CAP1000），國內(nèi)還和俄羅斯合作建造和運行中國實驗快堆（四代，北京房山25MW）,并計劃對同屬第四代核電技術(shù)的高溫氣冷堆工業(yè)化放大（清華大學(xué)核研院10MW實驗堆、華能山東石島灣200MW示范工程）。
從設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、操作安全、維護(hù)簡易性的角度來看，無論是高鐵還是核電最好基于一個統(tǒng)一的平臺。尤其是核電，在任何一個國家，同時運行維護(hù)過多種類的反應(yīng)堆都是一種非常危險的發(fā)展模式。因此，中國應(yīng)考慮集中人力、物力專注于一個到兩個標(biāo)準(zhǔn)化的核反應(yīng)堆型的研究、開發(fā)與推廣。
同樣，高鐵和核電的發(fā)展也面臨其他問題：首先，技術(shù)來源多元化所導(dǎo)致的整合難度過大，具體體現(xiàn)在國內(nèi)企業(yè)快速消化、吸收、升級國外技術(shù)的能力，以及相關(guān)人員培訓(xùn)、監(jiān)管機制等皆有制約。更不可忽視的是，行業(yè)急劇擴(kuò)張導(dǎo)致的安全隱患。
凡此種種表明，如何規(guī)避技術(shù)風(fēng)險、改進(jìn)非獨立監(jiān)管體制，并避免潛在惡性事故的發(fā)生是高鐵和核電都必須全力應(yīng)對的挑戰(zhàn)。
技術(shù)
自2004年，鐵道部“擬采購時速200公里的鐵路電動車組，共計200列”的招標(biāo)公告至今，中國高鐵可分為三個發(fā)展階段：第一階段為時速200公里，第二階段為時速300公里，前兩個階段皆在引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新國外技術(shù)和設(shè)備；第三階段時速300公里以上，則融入了中國自主創(chuàng)新技術(shù)。如果說溫州動車事故使技術(shù)缺陷和人員素質(zhì)不足等因素浮出水面，京滬高鐵的事故頻發(fā)則表明，新技術(shù)在正式商業(yè)化前需要更充分的磨合與消化時間。
然而，即便在這個事故多發(fā)之夏，出于拉動經(jīng)濟(jì)的迫切需求以及對技術(shù)的自信，中國鐵路建設(shè)規(guī)劃的總目標(biāo)并未有絲毫動搖，鐵道部副部長胡亞東在6月公布，“十二五”期間新線投產(chǎn)規(guī)模達(dá)到3萬公里。這意味著至2015年，中國國家鐵路運營的總里程將從目前的9.1萬公里增長到12萬公里左右。其中，快速鐵路能達(dá)到4.5萬公里。并且，鐵路的復(fù)線率和電氣化率也將分別提高到50％和60％，同時將有一大批先進(jìn)的技術(shù)裝備投入運用。
核電的機遇則源于，中國政府沒有簡單的應(yīng)對之術(shù)來同時解決所有的政策挑戰(zhàn)，不得不在各種能源之間進(jìn)行艱難權(quán)衡：高碳排且重污染的煤炭；引發(fā)能源安全問題和污染環(huán)境的石油；資源短缺并且投資成本高昂的天然氣；影響生態(tài)系統(tǒng)的水電工程；技術(shù)風(fēng)險高的核電；相對昂貴且供應(yīng)不穩(wěn)定的可再生能源。
分析以上條件可見，為了應(yīng)對諸多的能源和環(huán)境挑戰(zhàn)，中國的核電裝機容量的增長無可避免。當(dāng)前中國核電運行裝機總?cè)萘考s1080萬千瓦，2007年的《核電中長期發(fā)展規(guī)劃》計劃在2020年前核電增加到4000萬千瓦，而進(jìn)一步將2020年核電開發(fā)的目標(biāo)上調(diào)到7000萬千瓦至8600萬千瓦的可能性很大。
中國核工業(yè)的部分專家甚至稱2020年全國核電運行裝機總?cè)萘靠蛇_(dá)10000萬千瓦的水平。毫不夸張地說，在福島事故之前，中國核電中長期規(guī)劃在利益集團(tuán)的推動下，已做好在全國范圍發(fā)起的準(zhǔn)備。
有鑒于福島事故的嚴(yán)重性，中國政府決定暫停審批新的核電項目，并調(diào)整完善核電發(fā)展中長期規(guī)劃。此舉標(biāo)志著中國這個有著全球最雄心勃勃核電發(fā)展規(guī)劃的國家，變得更加謹(jǐn)慎起來。
但可惜的是，由于國內(nèi)對利益集團(tuán)缺乏有效的制約機制，最近又出現(xiàn)了核電的苗頭。今年7月的《國家“十二五”科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》中明確提到，核電業(yè)“要全面掌握AP1000核電關(guān)鍵設(shè)計技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備材料制造技術(shù)，自主完成內(nèi)陸廠址標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。完成中國的裝機容量為1400兆瓦的先進(jìn)非能動核電技術(shù)（CAP1400）標(biāo)準(zhǔn)體系設(shè)計并建設(shè)示范電站，2015年底具備倒送電和主控室部分投運條件”。
相對中國核電技術(shù)本土化的“高效率”，同樣的時間可能還不夠一個經(jīng)合組織國家的核電投資人申請項目開工前的相關(guān)許可證。
尤其令人擔(dān)憂的是，已開工建設(shè)、并因福島核危機被國內(nèi)政府部門及核電行業(yè)寄予厚望的AP1000，其安全可靠性還始終被美國公眾及國會質(zhì)疑。開發(fā)商西屋公司為滿足申請美國原子能管理委員會設(shè)計認(rèn)證證書的最新要求，已經(jīng)對在2007年3月轉(zhuǎn)讓給中國的AP1000原設(shè)計基礎(chǔ)上做了較大的安全改進(jìn)。
此外，中國政府需對在內(nèi)陸地區(qū)大規(guī)模地開發(fā)核電項目持審慎的態(tài)度。由于核電站的運行需要消耗大量的水資源，中國當(dāng)前所有的已運營核電站都建在沿海地區(qū)并采用海水冷卻。出于拉抬地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展、應(yīng)對電力需求迅猛增長的考量，最近幾年各級地方政府已經(jīng)一窩蜂式地規(guī)劃開發(fā)非海水冷卻核電項目，就連甘肅這樣嚴(yán)重缺水的地方，也上報了核電項目。
值得提醒的是，核電站排放的廢水經(jīng)過多道程序的處理，還是具有一定的放射性。即便內(nèi)陸核電站采用比沿海地區(qū)更加嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，大規(guī)模扎堆建設(shè)導(dǎo)致的低放射性廢水排放，使流域累計效應(yīng)給國內(nèi)本已非常稀缺的淡水資源帶來巨大的環(huán)境風(fēng)險。一旦發(fā)生重大事故，后果不堪設(shè)想。
為了消除在內(nèi)陸省份大規(guī)模開發(fā)核電的必要性、降低全國電力傳輸?shù)钠骄鶕p耗率、并且保護(hù)國內(nèi)寶貴的淡水資源，中國政府應(yīng)首先考慮在全國范圍內(nèi)優(yōu)化地區(qū)間電力容量的不合理現(xiàn)有分配體制。在國內(nèi)充分消化、吸收第三代核電技術(shù)的前提下，再考慮穩(wěn)步有序地推動內(nèi)陸核電站的建設(shè)開發(fā)。
安全難掌控
“7?23”事故后，CTCS系統(tǒng)多次被提及，這是鐵道部組織專家研制的一套適合中國國情、且代表國際先進(jìn)水平的中國列車控制系統(tǒng)。從理論上來說，配備了CTCS的兩動車在鐵路系統(tǒng)其他安全機制的保障下，是絕對不會發(fā)生碰撞事故的。
溫州動車追尾，以及歷史上發(fā)生的核事故表明，任何技術(shù)上的創(chuàng)新都無法完全消除在設(shè)計、建設(shè)、操作、維護(hù)、退役以及事故應(yīng)對過程中人為失誤帶來的潛在風(fēng)險。這點對于核電安全尤其重要。
福島核事故引發(fā)的安全挑戰(zhàn)，使中國政府可能會放棄重復(fù)建造已有的第二代核反應(yīng)堆技術(shù)，轉(zhuǎn)而采用更加先進(jìn)的核電技術(shù)。這將包括更加現(xiàn)代和“被動”的安全系統(tǒng)，即允許核電站緊急情況下在沒有操作人員干預(yù)與電力系統(tǒng)反饋的條件下安全停機。雖然這種轉(zhuǎn)變合乎邏輯，不過中國決策層要盡量避免過分相信如AP1000這類還沒有經(jīng)過實踐充分檢驗的新技術(shù)。不管第三代核電技術(shù)在理論上如何先進(jìn)，都應(yīng)清醒地意識到，這類技術(shù)還沒有在世界任何國家得到充分的檢驗。
任何新一代技術(shù)從設(shè)計經(jīng)驗、施工安全和操作穩(wěn)定性的角度來看，還是存在著巨大的風(fēng)險。另外，“7?23”事故也表明，理論上再安全的技術(shù)還是可能因為設(shè)計失誤、人員經(jīng)驗不足、硬件故障等原因而失靈。
鑒于核電技術(shù)路線上存在的不確定性過多，核電開發(fā)的巨大風(fēng)險與不確定性亦陡增，因此，國內(nèi)核電規(guī)劃短期內(nèi)還是求穩(wěn)為宜。2020年核電運行裝機容量4000萬千瓦的規(guī)劃目標(biāo)最好不宜在“十二五”期間上調(diào)。如果“十二五”期間，第三代核電技術(shù)的引進(jìn)能夠順利進(jìn)行，中國2020年核電規(guī)劃目標(biāo)完全可以在“十三五”期間再行調(diào)整。
否則，過高的核電規(guī)劃目標(biāo)會對核電開發(fā)主管部門及安全監(jiān)管部門帶來過大的管理壓力與人力資源挑戰(zhàn)。
如果在“7?23”事故后，中國還堅持匆忙上馬大干核電項目，未來十年建造大量核反應(yīng)堆的任何一個環(huán)節(jié)出錯，都可能成為潛在事故的引爆點。考慮到因為人力資源挑戰(zhàn)而產(chǎn)生的附加風(fēng)險，任何形式的核電都可能會因為一場災(zāi)難而以悲劇告終。
關(guān)鍵詞：三門核電；堆內(nèi)儀表系統(tǒng)；核反應(yīng)堆；信號處理機柜；探測器 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
中圖分類號：TM623 文章編號：1009-2374（2015）22-0081-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.22.040
1 概述
三門核電堆內(nèi)儀表系統(tǒng)對反應(yīng)堆功率及堆芯出口溫度進(jìn)行測量，并將堆芯熱功率、停堆反應(yīng)性限值裕量、堆芯出口溫度等信息在主控室進(jìn)行連續(xù)顯示，對操縱員評估堆芯工況有重要意義。
2 系統(tǒng)功能
2.1 堆芯出口溫度監(jiān)測
堆內(nèi)儀表系統(tǒng)對所選堆芯位置的燃料組件的出口溫度進(jìn)行監(jiān)測，并可在事故后提供反應(yīng)堆堆芯出口的主冷卻劑溫度信息，作為操縱員在事故情況下評估堆芯工況的重要依據(jù)。
2.2 堆芯功率監(jiān)測
堆內(nèi)儀表系統(tǒng)對堆芯功率進(jìn)行監(jiān)測，生成3D堆芯功率分布圖并在主控進(jìn)行實時顯示。此外，還可以根據(jù)堆芯功率分布信息計算出實際的堆芯峰值因子，連續(xù)顯示這些限值裕量信息，使反應(yīng)堆操縱員可評估實際堆芯工況，并在低裕量和超限時提醒操縱員。
3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
堆內(nèi)儀表系統(tǒng)設(shè)備主要包括堆內(nèi)儀表套管組件、儀表格架組件、信號處理機柜和應(yīng)用服務(wù)器。
3.1 堆內(nèi)儀表套管組件
核電廠的堆內(nèi)核測系統(tǒng)可分為移動式和固定式兩種。移動式測量系統(tǒng)的探測器不能長期安裝在堆芯內(nèi)，只能定期插入堆芯進(jìn)行短時間測量，因此不能對堆芯進(jìn)行實時監(jiān)測。三門核電堆內(nèi)儀表系統(tǒng)采用固定式測量，將堆內(nèi)儀表套管組件（IITA）固定安裝在堆芯進(jìn)行實時監(jiān)測。堆內(nèi)儀表系統(tǒng)共有42個IITA，每個IITA中有1個堆芯出口熱電偶（CET）和7個不同長度的自給能中子探測器（SPD），其中最長的SPD覆蓋了整個堆芯活性區(qū)域的高度，其他6個SPD以最長探測器的1/7長度順序遞減，見圖1。探測器的引出電纜布置在活性區(qū)域以上，保證了每個SPD的電纜長度一致，因此通過探測器間的差分比較消除電纜噪聲電流對SPD信號的干擾。
3.2 儀表格架組件
三門核電堆內(nèi)儀表系統(tǒng)采用從壓力容器頂蓋插入的方案，利用一個可移動的儀表導(dǎo)向通道系統(tǒng)（即儀表格架組件IGA），將IITA從頂蓋外面引入壓力容器內(nèi)，在停堆換料時可以將活化的IITA隨IGA和上部堆內(nèi)構(gòu)件留在水下。在IITA貫穿頂蓋處，采用8個快速連接裝置（Quickloc）實現(xiàn)一回路壓力邊界密封，并能在停堆換料時快速地拆除與連接。
儀表格架組件為IITA在壓力容器內(nèi)部提供連續(xù)的導(dǎo)向通道，引導(dǎo)IITA穿過上部堆內(nèi)構(gòu)件的42個支撐柱，并最終引導(dǎo)至42個不同位置燃料組件的儀表導(dǎo)向管內(nèi)。
IGA主要由儀表格架板、導(dǎo)向套筒、IGA IITA管束及支撐結(jié)構(gòu)、Quickloc棒束、儀表導(dǎo)管和套管組件等組成。
儀表導(dǎo)管固定連接在儀表格架板底部，而套管則套裝在儀表導(dǎo)管的外部，兩者可以相對滑動。在正常運行位置時，儀表導(dǎo)管和套管重合套在一起，并插入在上支撐柱內(nèi)，套管底部由上支撐柱下面的儀表轉(zhuǎn)接器托住。在停堆換料期間，當(dāng)提升儀表格架組件時，儀表導(dǎo)管隨儀表格架板向上提升，套管起初由儀表轉(zhuǎn)接器托住，在支撐柱內(nèi)保持不動。當(dāng)IGA提升約燃料組件長度的一半高度時，儀表導(dǎo)管完全從上支撐柱中抽出，而套管還在上支撐柱中；在IGA提升剩余一半高度的燃料組件長度時，套管在儀表導(dǎo)管的帶動下也從上支撐柱中逐漸抽出，但套管底部始終在上支撐柱內(nèi)。IGA的這個設(shè)計特點，為IITA提供了完整的導(dǎo)向通道，這樣即使IGA在完全提升位置，IITA在整個長度上都處于導(dǎo)向通道的保護(hù)中。
3.3 信號處理機柜及應(yīng)用服務(wù)器
堆內(nèi)儀表系統(tǒng)的信號處理機柜接收到SPD電流信號后，通過放大器卡件對信號中中子響應(yīng)特性有關(guān)的信號響應(yīng)延遲進(jìn)行補償，并將探測器數(shù)據(jù)格式化后送給通訊卡件，再送至媒體轉(zhuǎn)換器組件，媒體轉(zhuǎn)換器組件將電信號轉(zhuǎn)換成光信號后送給應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行運算處理，生成3D堆芯功率分布圖。
堆內(nèi)儀表系統(tǒng)采用冗余配置，每個放大器卡件將處理后的SPD信號分別送到兩個獨立的通訊卡件，再經(jīng)兩個獨立媒體轉(zhuǎn)換器組件轉(zhuǎn)換后送至兩個獨立的應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行運算處理，因此每個應(yīng)用服務(wù)器得到的都是全部SPD信息，從而在任意一個通道故障的情況下都能保證堆內(nèi)儀表系統(tǒng)功能的完整性不受影響。
信號處理機柜位于安全殼內(nèi)，應(yīng)用服務(wù)器位于計算機房間的數(shù)據(jù)顯示和處理系統(tǒng)（DDS）機柜內(nèi)。信號處理機柜在不少于22.5個月的平均故障間隔時間內(nèi)，能承受安全殼內(nèi)臨近處的所有非事故的，預(yù)期可能存在的溫度、濕度、輻照劑量水平和電磁干擾的環(huán)境條件，設(shè)備的性能不會降低。
4 三門核電堆內(nèi)儀表系統(tǒng)的特點
4.1 探測器特點分析
4.1.1 采用超長探測器，提高探測器熱中子靈敏度。由于中子靈敏物質(zhì)的質(zhì)量越大其熱中子靈敏度就越高，因此可以通過增加發(fā)射體體積（長度或直徑）來提高熱中子靈敏度。但由于發(fā)射體的直徑受β粒子在發(fā)射體中最大射程的限制，增加直徑所帶來的提升不大，所以增加發(fā)射體的長度是提高熱中子靈敏度的最有效方法。三門核電采用釩中子探測器，但由于釩的熱中子靈敏度較低，因此采用增加發(fā)射體長度的方式提高探測器的熱中子靈敏度。
VVER1000也采用固定式的堆內(nèi)核測系統(tǒng)，其選用的銠探測器長度為250mm，而三門核電的釩探測器最短約為610mm，最長約為4300mm，分別是VVER1000銠探測器長度的2.4和17.2倍，因此大大提升了釩探測器的熱中子靈敏度。
4.1.2 探測器壽命長。由于釩探測器具有低燃耗的特性，因此三門核電的釩探測器設(shè)計壽命較長。VVER1000中銠探測器的設(shè)計壽命為4.6年，而三門核電的釩探測器的設(shè)計壽命為20年，是銠探測器壽命的4倍以上。
4.2 IGA特點分析
4.2.1 使探測器從壓力容器頂蓋插入，降低泄露風(fēng)險。秦山一期壓力容器底封頭有中子測量貫穿件，如果底部貫穿件失效，造成LOCA事故，并有堆芯的危險。
三門核電堆內(nèi)儀表是從壓力容器頂蓋插入的，取消下封頭貫穿件，避免因下封頭貫穿件失效而引起的LOCA事故。
4.2.2 貫穿件數(shù)量少。秦山一期壓力容器頂蓋有2個熱電偶貫穿件，底封頭有30個中子測量貫穿件，共有32個，貫穿件數(shù)量較多。
三門核電堆內(nèi)儀表系統(tǒng)通過IGA上8個Quickloc棒束將42個IITA固定在堆芯的指定位置，因此只需要8個貫穿件就能完成全部的堆芯出口熱電偶和中子測量通道。
4.2.3 為探測器提供保護(hù)通道。IITA安裝并固定在儀表格架組件上。在停堆換料期間，當(dāng)換料水池充滿水后，通過提升儀表格架組件將42個IITA從燃料組件中抽出，這個設(shè)計特點為IITA提供從IGA至上支撐柱連續(xù)導(dǎo)向通道。當(dāng)IITA完全從燃料組件儀表導(dǎo)向管抽出時，將IGA相對于上部堆內(nèi)構(gòu)件固定，然后隨上部堆內(nèi)構(gòu)件一起從壓力容器內(nèi)移至存放臺架上。
4.2.4 降低輻射劑量。在整個換料操作過程中，IITA的高放射性部分始終維持在足夠深度的水面之下，為操作人員提供安全的輻射屏蔽。Quickloc快速連接裝置實現(xiàn)壓力邊界密封迅速拆除和回裝，減少職業(yè)輻照暴露時間及縮短停堆換料時間，提高核電廠經(jīng)濟(jì)性。
5 結(jié)語
三門核電堆內(nèi)儀表系統(tǒng)采用固定在線式，能實時連續(xù)地給出三維堆芯功率分布和堆芯參數(shù)，操縱員可以根據(jù)堆芯狀況變化趨勢提前采取措施，防止堆芯偏離正常運行限制。三門核電堆內(nèi)儀表系統(tǒng)與國內(nèi)運行核電站的堆內(nèi)儀表系統(tǒng)有較大區(qū)別，尤其是儀表格架組件和Quickloc快速連接裝置在國內(nèi)核電站尚屬首次應(yīng)用，因此帶來的密封
泄漏風(fēng)險、IITA更換操作等問題需要予以關(guān)注。
參考文獻(xiàn)
[1] 顧軍.AP1000核電廠系統(tǒng)與設(shè)備[M].北京：原子能出版社，2010.
