正值祖国71岁华诞之际,历经17年,中国第三代核电技术发展终于宣告完结,国产三代核电型号“国和一号“的诞生,表明我国第三代核电仅靠引进的时代一去不复返。那么第三代核电技术是什么?与前两代相比有什么区别?国和一号为什么是中国核电发展50年成果的集中体现?

从1945年美国试爆全球首颗原子弹以来,“核反应”开始被各国重视,通过核反应发展而来的“不可控核裂变”技术,可以用来造原子弹。此外人类利用“可控核裂变”开始发展“核能”、“原子能”,这就是核电站的前身。

上世纪50年代至60年代,以美苏为首的西方国家,首先尝试建设原型堆核电站,比如美国希平港核电站、法国舒慈核电站核德国奥伯利海母核电站,这些便是第一代核电站,各国研发的目的也是验证核电的可行性,此时核电作为一种新兴的能源技术,仍处于工程试验阶段,还未进入到商业化。

而核电逐渐迈入商业化始于上世纪70年代,由于石油大规模的涨价,促使了核电技术的迅猛发展,截止到现在,全球400多套在运行的核电站,绝大部分是在这个时期建成的,其中有56%的反应堆型是压水堆,21%是沸水堆,7%是重水堆。

人类核电的发展到第二代才算大规模商业化利用,反应堆也从第一代的原堆型增加至多种堆型。但随着苏联切尔诺贝利核电站和日本福岛核电站核泄漏事件的发生,第二代核电站在安全性方面存在着不完善性,特别是在核反应堆的日常运行和维护上。

于是为了进一步提高核电站的安全性,美国核电URD和和欧洲核电EUR,率先提出第三代核电站的技术标准,大体上分为改进型核电站和非能动型核电站两类。其中改进型核电站配备有独立的交流电源与电网并网,如果停止全部供水,燃料堆在两小时内是没有损坏的。如果核电站被切断交流电源,至少在8小时内燃料堆不会损坏。而非能动型核电站的安全性要更高,它并不需要额外为安全系统配备交流电源,而且特定情况下在3天内不需要人为操作,并可以自动处理一些潜在的安全事故等。

随着各种核泄漏事故频发,国际原子能机构重新颁发了更加严格的安全规范,而且第二代核电技术在安全性上不仅不满足这个规范,在应对事故方面也不符合我国新颁布的标准,所以从2003年开始我国就开启了第三代核电技术的研发工作,而在初期我国主要以“引进来“为主。

当时国家电力投资集团花巨资从美国西屋公司,引进了AP1000核电站,这种电站属于非能动型核电站。而中国广核集团则从法国引入了EPR核电站,属于改进型核电站的范畴,特别是与西屋公司的合作上,西屋完全转让了AP1000的设计、制造和成套技术,这为第三代大型非能动核电站技术国产化打下基础。

由此看来我们在初期主要以引进第三代核电技术来进行消化吸收。

而国内第三代核电技术主要有两个,分别是“华龙一号”和“国和一号”。与国和一号不同,华龙一号核电技术是中国核工业集团和中国广核集团联合研发的成果,在华龙一号之前,中核已经有ACP1000、中广核有ACPR1000+技术作为基础,华龙一号就是两种技术融合而成的。

如果说中核与中广核联合研发的华龙一号,主打国际核电市场的话,那么国和一号更像是主推国内市场,中国第三代核电技术的路线为“一主一辅”。研发国和一号的国家电力投资集团,最开始成立时主要以引进海外核电技术为主,比如上文提到的AP1000核电站。但从2008年开始,国家电投开始自主研发第三代核电技术“国和一号”,这家海外核电投资公司也实实在在变成了实打实的核电企业。

国和一号也被称为CAP1400,其研发虽然历经12年,却是集中了我国几代核电50年的发展成果,参与研发的单位和技术人员覆盖全国,由上海核工程研究设计院——郑明光担任总设计师。国和一号的核电机组最大功率达到了150万千瓦,是我国目前最大的核电机组,最高使用寿命为60年,其研发获得的产权成果高达6513项,可以说国和一号填补了国内第三代核电技术的空白,使得国产第三代核电技术从实验室,迈向了市场产业化。

2020年9月28日,国家电投正式宣布,国产第三代核电技术国和一号研发完成,作为我国十六个重大科技专项之一,标志着我国已经完全攻克第三代核电技术,中国核电也从第二代成功跨越到了第三代,为我国第三代核电站的规模化打下基础。

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