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“玲龍一號”全球首堆開工!背后寓意非比尋常

2022-07-13 10:00  來源:中國核工業    玲龍一號  中核集團  昌江核電站

今(jin)天(tian),中(zhong)核集(ji)團(tuan)“玲龍一號”(ACP100)全球(qiu)首堆——海南昌江(jiang)多用途模塊化(hua)小型堆科技示范工(gong)程正式開工(gong),電功(gong)率12.5萬千瓦,建(jian)設周期58個月,預計2026年建(jian)成。


小堆,終于從圖紙走到現實,在海南島“生根發芽”。

今天,中核集團“玲龍一號”(ACP100)全(quan)球首堆——海南昌(chang)江(jiang)多用途模塊化小型堆科(ke)技示范工程正式開(kai)工,電功率12.5萬(wan)千瓦,建(jian)設周期58個(ge)月,預計2026年建(jian)成。

“海南(nan)昌江核電(dian)基地將成(cheng)為(wei)(wei)我(wo)國小(xiao)堆發展的一(yi)個(ge)起點,也(ye)是一(yi)個(ge)關(guan)鍵的核心點。”海南(nan)核電(dian)有限公司黨委書記、董事(shi)長魏國良表示,“我(wo)們要(yao)在這里把‘玲龍一(yi)號’建成(cheng),驗證和示范其技(ji)術能(neng)力,積累相關(guan)的經驗,為(wei)(wei)后(hou)續的系(xi)列化(hua)打下堅實基礎。”

小(xiao)堆(dui)曾(ceng)被中(zhong)(zhong)(zhong)國工程院(yuan)院(yuan)士葉奇蓁譽為(wei)(wei)核(he)能“游戲(xi)的(de)改變者”。為(wei)(wei)了開(kai)發和推(tui)廣(guang)小(xiao)型多功能模塊式(shi)反應堆(dui),中(zhong)(zhong)(zhong)核(he)集團(tuan)早(zao)在2011年4月1日即與(yu)原(yuan)中(zhong)(zhong)(zhong)國國電集團(tuan)公司(si)共同出資(zi)組建成立中(zhong)(zhong)(zhong)核(he)新能源公司(si)。2016年,中(zhong)(zhong)(zhong)核(he)集團(tuan)自主研發設計(ji)的(de)ACP100成為(wei)(wei)世界首個通過國際原(yuan)子能機構(IAEA)安全審查的(de)小(xiao)堆(dui)技術。

十年之間,小堆(dui)一度(du)受(shou)到(dao)熱捧,但(dan)離落(luo)地開建卻似乎總(zong)差那(nei)么“臨(lin)門一腳”。為(wei)何會(hui)這樣(yang)?到(dao)如今又是怎樣(yang)成功“落(luo)戶”海南的?小堆(dui)示范工程(cheng)開工對(dui)于行業和國家意(yi)味著什么?

01 何處是歸處?

福島核事故后,我(wo)國核電行業(ye)受其波及,大型反應(ying)堆建設熱度(du)驟降。但(dan)日益增長(chang)的(de)(de)能源需求仍然需要(yao)被滿足。小型反應(ying)堆因(yin)其“小”,可以減少一次性投資(zi),縮短建設周期(qi),其安全性更易(yi)接(jie)受,選址也更加靈(ling)活,因(yin)而成(cheng)為核電“重啟(qi)”的(de)(de)重要(yao)選項,被業(ye)內(nei)寄(ji)予厚望。國際上對小堆的(de)(de)呼(hu)聲也很高,美國、俄羅(luo)斯、韓(han)國、法國、英國等競相展開研發。

中核(he)新(xin)能源公(gong)(gong)司(si)(si)的(de)成立,邁出了(le)(le)我(wo)國開(kai)(kai)(kai)發(fa)和(he)推廣自主品牌小堆技術的(de)實質性步伐。公(gong)(gong)開(kai)(kai)(kai)信息顯(xian)示(shi),公(gong)(gong)司(si)(si)成立當月即召開(kai)(kai)(kai)了(le)(le)蘭州核(he)能供熱項目的(de)月度協調會;同年(nian)11月,與福建省漳(zhang)州市、江(jiang)西(xi)省贛州市先后簽訂了(le)(le)漳(zhang)州小型堆示(shi)范(fan)工程項目合(he)作協議和(he)小型多用途模(mo)塊式反應(ying)堆項目合(he)作意向(xiang)協議。

小(xiao)堆(dui)發展從一(yi)開始就瞄準了多(duo)(duo)用(yong)(yong)途特別(bie)是工業化應用(yong)(yong),包括(kuo)熱(re)電聯(lian)產(chan)、汽(qi)電聯(lian)產(chan)、海水淡(dan)化等多(duo)(duo)樣化的應用(yong)(yong)前景。當時(shi)漳州小(xiao)堆(dui)計劃為(wei)古雷(lei)石(shi)化園區供電、為(wei)海水淡(dan)化提供中低壓蒸(zheng)汽(qi),海水濃集的高濃度鹵水還能用(yong)(yong)來做(zuo)鹽(yan)化工。

與此同時,由(you)于相比大堆更能貼近人口密(mi)集(ji)(ji)地區,小(xiao)堆也為(wei)內陸核電的發展提供(gong)了(le)另一種思路。2012年5月,中核集(ji)(ji)團與湖(hu)南省(sheng)政府簽(qian)署(shu)戰略(lve)合作(zuo)協議。

同年7月,中核(he)新(xin)能源與湖(hu)南衡陽市政(zheng)府簽(qian)署了共(gong)同推進衡陽核(he)電小(xiao)堆項目(mu)合(he)(he)作意向協(xie)議。湖(hu)南、江西(xi)、浙(zhe)江、吉林、河(he)北、陜西(xi)……合(he)(he)作協(xie)議紛(fen)紛(fen)簽(qian)署,小(xiao)堆受到核(he)電企業和(he)地方政(zheng)府雙(shuang)方“熱捧”,早落地、早開工、早投(tou)產(chan)、早見效也成為普遍期待,但(dan)真正下定決心“吃螃蟹”確實(shi)并非易事。

小堆落地面(mian)臨的掣肘(zhou),其(qi)背后邏輯近(jin)乎一個(ge)悖論:作(zuo)為(wei)一項新技(ji)術,需要通過(guo)工程(cheng)應用(yong)實踐來(lai)檢驗和優(you)化其(qi)安全(quan)性、經濟性等指標,并(bing)為(wei)審批和監管程(cheng)序(xu)提供依據;但反過(guo)來(lai),正因為(wei)其(qi)各項指標有待證明,審批和監管也不夠有針對性,工程(cheng)落地就難免承(cheng)受較大阻力。

沒有針(zhen)對小(xiao)堆(dui)(dui)的成體(ti)系(xi)的法規、標準,不(bu)僅關乎小(xiao)堆(dui)(dui)的安(an)全(quan)(quan)性(xing),對其經(jing)濟(ji)(ji)性(xing)也(ye)有較大(da)影(ying)響(xiang)。“從(cong)成本(ben)角(jiao)度(du)而言(yan),若按(an)當前大(da)型(xing)核(he)電的同樣標準、規范、安(an)全(quan)(quan)措施和配(pei)套(tao)設施建設,小(xiao)堆(dui)(dui)自身的特(te)點(dian)和優勢(shi)將無(wu)從(cong)體(ti)現,反(fan)而會因(yin)為功率較低(di),經(jing)濟(ji)(ji)性(xing)又進一步受到影(ying)響(xiang)。”中核(he)集(ji)團ACP100總設計師宋丹戎說。機組總容量越大(da),每千瓦的建造成本(ben)越低(di),這種“規模(mo)效應”對小(xiao)堆(dui)(dui)而言(yan)當然不(bu)利。

為(wei)了推動(dong)(dong)小(xiao)堆發(fa)(fa)展,國(guo)家(jia)核(he)安(an)(an)(an)全(quan)局早已立項調研有關小(xiao)堆的安(an)(an)(an)全(quan)法規(gui)、安(an)(an)(an)全(quan)審查、安(an)(an)(an)全(quan)監管等問題。2016年1月(yue)4日(ri),環境(jing)保護部(國(guo)家(jia)核(he)安(an)(an)(an)全(quan)局)印發(fa)(fa)了《小(xiao)型(xing)壓水堆核(he)動(dong)(dong)力廠(chang)安(an)(an)(an)全(quan)審評原則(試行)》,為(wei)示范(fan)工程審評奠定了基礎;2020年6月(yue)23日(ri),由生態環境(jing)部核(he)與(yu)輻射安(an)(an)(an)全(quan)中心起草的《小(xiao)型(xing)核(he)動(dong)(dong)力廠(chang)非(fei)居住(zhu)區和規(gui)劃限(xian)制區劃分技術規(gui)范(fan)》實施。這些都(dou)對規(gui)范(fan)和指導我國(guo)小(xiao)堆發(fa)(fa)展具(ju)有積(ji)極(ji)意義(yi)。但針對小(xiao)堆的技術特(te)點,配套法規(gui)標準仍然有待進一步(bu)研究(jiu)和完善,這離不開(kai)工程應用實踐(jian)的反饋,需要(yao)項目(mu)落地(di)來推動(dong)(dong)。

福(fu)(fu)建(jian)莆田是較早開(kai)始推動并(bing)非(fei)常接近于落地(di)的一個小(xiao)堆廠址。2013年,中核新能源(yuan)莆田有限公司(si)注冊成(cheng)立,工(gong)作人員入(ru)駐辦(ban)公,“做(zuo)了(le)大量‘取文(wen)’工(gong)作,獲取地(di)方(fang)(fang)政(zheng)府及相關部門(men)支(zhi)持性文(wen)件11項”,并(bing)完成(cheng)了(le)征地(di)搬遷的方(fang)(fang)案(an)。但隨著福(fu)(fu)建(jian)省內寧德、福(fu)(fu)清、漳州等核電項目(mu)投運或開(kai)建(jian),能源(yuan)需求(qiu)緊迫(po)性下降,地(di)方(fang)(fang)政(zheng)府對小(xiao)堆項目(mu)的熱情降溫。

何處是歸處? 小堆要發展,自主研發的“玲龍一號”要證明自己,亟需一個落地生根的示范工程。

02 落子海南 迎來天時地利人和

終于,“玲(ling)龍(long)一號”跨(kua)過瓊州海(hai)(hai)(hai)峽,來到了面朝蔚(yu)藍大海(hai)(hai)(hai)的(de)海(hai)(hai)(hai)南島。2015年10月,中(zhong)核集團(tuan)明確海(hai)(hai)(hai)南昌江廠(chang)址(zhi)作(zuo)為小(xiao)堆示范(fan)工程目標廠(chang)址(zhi)。

小(xiao)堆(dui)遷址海南(nan),有“天(tian)時地(di)(di)利(li)人和”多(duo)重因素,可謂一(yi)子(zi)落而滿盤活。“首先是由(you)國(guo)家戰(zhan)略發展(zhan)的(de)(de)大趨勢決定的(de)(de),放在海南(nan)更加貼切需(xu)求,更加貼近‘走出去’。”魏國(guo)良說,“其次,這里已經有了一(yi)個(ge)核(he)電(dian)基地(di)(di),能(neng)夠為小(xiao)堆(dui)首堆(dui)建設提供(gong)(gong)支撐(cheng)和保障體系。此外,昌江核(he)電(dian)基地(di)(di)長(chang)期為海南(nan)供(gong)(gong)應清(qing)潔穩定的(de)(de)能(neng)源,長(chang)期良好的(de)(de)合作,加上背靠中核(he)集團的(de)(de)雄厚力量,地(di)(di)方(fang)一(yi)直(zhi)十(shi)分(fen)信任(ren)和支持我(wo)們。所以推(tui)進項目落地(di)(di)就順理成(cheng)章了。”

在中(zhong)核(he)新(xin)能源在海南(nan)開(kai)展的前期(qi)工作的基礎上,中(zhong)核(he)集團于2018年底決策將小堆(dui)示范工程項目移交(jiao)(jiao)給海南(nan)核(he)電(dian)有限公司。2019年,移交(jiao)(jiao)正式(shi)完成(cheng)(cheng),海南(nan)核(he)電(dian)成(cheng)(cheng)為新(xin)的業主。

“天(tian)時(shi)(shi)地(di)利人和”之下,“玲龍一號”全球首堆(dui)落地(di)的進度條驟然提速。相關決(jue)策作(zuo)出后,工作(zuo)啟動非(fei)常快(kuai)。以征地(di)拆遷為例,在昌江縣政(zheng)府(fu)的支(zhi)持下,只花(hua)了(le)(le)18天(tian)時(shi)(shi)間(jian)就完成了(le)(le)這一任務,創造了(le)(le)破紀錄的速度。

作為(wei)面向未(wei)來的一個項(xiang)目,模塊(kuai)式(shi)小(xiao)型堆技術特(te)點使其(qi)可以(yi)作為(wei)清(qing)潔(jie)的分布式(shi)能(neng)(neng)源靈活布局,并同時可滿足海(hai)水淡化(hua)、區域供暖/冷、工業(ye)供熱(re)等(deng)多種用途(tu)。為(wei)了(le)達到(dao)科學(xue)設計、充分驗(yan)證(zheng)的目標,“在集團(tuan)統(tong)籌下,從項(xiang)目的設計到(dao)建造,核動力院、中核工程和施工單位(wei)都克服了(le)很多困(kun)難(nan)來降(jiang)低它(ta)的造價。”海(hai)南(nan)核電副總工程師陳建新說(shuo),“后續會考慮向附(fu)近擬(ni)建的產業(ye)園直接供電,或者通(tong)過綜合能(neng)(neng)源利用來體現它(ta)的經(jing)濟、社會價值。既然是多用途(tu),那就不能(neng)(neng)單以(yi)發電‘謀生’,要盡可能(neng)(neng)通(tong)過各種舉措驗(yan)證(zheng)其(qi)功能(neng)(neng)。”

小堆(dui)示范工程進入海南昌江核電廠(chang)的(de)成熟(shu)廠(chang)址,相比于(yu)在莆田等(deng)新廠(chang)址需要“白手起家”,無疑有諸多優勢。廠(chang)址論證、環境評價(jia)、應急管(guan)理(li)及輔助設施等(deng)方面的(de)工作大大簡化(hua),進度、投資也將得到更好的(de)控制。

記者在工程現場看到,小堆所在位置不(bu)僅(jin)緊(jin)鄰已(yi)投運機(ji)組(zu),離海(hai)南昌江核電廠的(de)碼頭也(ye)非(fei)(fei)常近(jin),開工建設后,設備從碼頭轉運非(fei)(fei)常便利,僅(jin)此(ci)一項(xiang)就(jiu)能節(jie)省(sheng)不(bu)少投資。

作為極具革新(xin)性、在全(quan)球也屬前沿的(de)一項技術,“玲龍一號”首堆建設難免將遇上更多(duo)的(de)新(xin)問題(ti),尤其(qi)是(shi)很(hen)多(duo)新(xin)設備(bei)的(de)制造(zao)供貨。

而且當前海南核電(dian)是“多(duo)線(xian)作戰”——采(cai)用“華龍一號”技術的海南昌江核電(dian)3、4號機(ji)組已(yi)于2021年(nian)3月(yue)31日開工(gong),目(mu)前也正在如(ru)火(huo)如(ru)荼地建設進程中。

“同(tong)步建(jian)設的壓力肯定是有(you)的,不(bu)過(guo)我們(men)做過(guo)沙盤推演,問題(ti)(ti)不(bu)大(da)。”作(zuo)為核電“老(lao)司機”,中國核電黨(dang)委書記、董事長盧鐵忠將新(xin)堆(dui)型的建(jian)設比作(zuo)“換一個(ge)車型開”,“一些科研還在進行(xing),有(you)些設備性能(neng)還沒有(you)得到徹(che)底的驗證,問題(ti)(ti)要碰著了才清(qing)楚。”

“如(ru)果我(wo)們不(bu)(bu)(bu)來做示范,問題就(jiu)永遠解決不(bu)(bu)(bu)了。”魏國良表達出責無(wu)旁貸的決心,“從技術變成工程是一個共同的挑戰,將(jiang)要遇到的困難當然不(bu)(bu)(bu)會少,但是并沒有顛覆性的,都(dou)是可以克服(fu)解決的。”

03 不止于首堆

除了“小型”,小堆還有兩個關鍵(jian)定(ding)語(yu):“多(duo)用途(tu)”“模塊化”。

在模塊化方面,“玲龍一號”最明顯的就是反(fan)應堆的一體化設計,堆內(nei)構(gou)件、控制棒驅(qu)動(dong)機構(gou)、蒸汽發生器、主泵等部件都集(ji)成在鋼制壓力容器里,不(bu)需要(yao)主管道的連接(jie)。

在多(duo)用途方面,雖然目前示范工程還未明確發電之外要(yao)做哪種“副(fu)業”,但(dan)對應多(duo)功能模塊的接(jie)口都會預留,“實現起來(lai)其實很簡單(dan),等(deng)小堆建成后(hou)可能要(yao)開展一些(xie)配套實驗,結合(he)實際需(xu)要(yao)和經濟性分析來(lai)決定(ding)”。

更廣(guang)闊的(de)應用(yong)前(qian)景還(huan)在于系(xi)列化(hua)和“走出去”。“小堆是國際競爭的(de)焦點之一。基(ji)于靈活性和多用(yong)途,它具有一些無法替代的(de)優(you)勢。”魏國良說。

“對于一些(xie)僅(jin)有幾(ji)萬居民的(de)(de)小海(hai)(hai)島,大型反應堆的(de)(de)發(fa)電功(gong)率(lv)太高,小堆就(jiu)很(hen)合適,還可(ke)以通過海(hai)(hai)水淡(dan)化供給淡(dan)水。”盧鐵忠分析道,“沿(yan)著南海(hai)(hai)出去(qu),‘一帶一路’沿(yan)線(xian)的(de)(de)一些(xie)國(guo)家如(ru)菲(fei)律賓、印(yin)度尼西亞(ya)、馬來西亞(ya)等(deng)等(deng),小島很(hen)多。還有像沙特(te)阿(a)拉伯等(deng)國(guo)家的(de)(de)偏遠地區,可(ke)能也有需要。”

要開拓“一(yi)帶一(yi)路(lu)”乃至全球市場(chang),示(shi)范工程的示(shi)范效應非常關鍵。IAEA發布的《2050核能技術路(lu)線圖》表示(shi),建立(li)一(yi)個小(xiao)堆(dui)市場(chang),首要條件是供(gong)應商(shang)在自己國(guo)家首先成功地建造第一(yi)座小(xiao)型堆(dui),然后其他國(guo)家才會考慮在本國(guo)推(tui)廣。

首堆建(jian)成后,后續建(jian)設(she)的(de)(de)(de)小(xiao)堆將持續優化。其實原本在福建(jian)莆田時計(ji)劃(hua)雙堆布置,每個(ge)10萬(wan)千(qian)(qian)瓦,出于(yu)(yu)經濟性等多方面的(de)(de)(de)考慮(lv),將功(gong)率提升到目前的(de)(de)(de)12.5萬(wan)千(qian)(qian)瓦,單(dan)堆布置。在魏國良看來(lai),小(xiao)堆未來(lai)要系列化發展,“做一(yi)些容量更小(xiao)、更靈活適用的(de)(de)(de)機(ji)組,比(bi)如1~2萬(wan)千(qian)(qian)瓦的(de)(de)(de)浮(fu)動堆”,10萬(wan)千(qian)(qian)瓦量級的(de)(de)(de)機(ji)組則可用于(yu)(yu)人口較多的(de)(de)(de)海島上(shang),滿(man)足旅游用電、海洋(yang)產業、礦產開發等需求。

關于(yu)建(jian)設(she)周期,盧鐵忠說,“首堆58個(ge)月(yue)建(jian)成,以后要建(jian)第(di)二(er)個(ge)、第(di)三個(ge),時間可(ke)以大幅壓縮(suo),50個(ge)月(yue)或(huo)者(zhe)40多個(ge)月(yue)都有(you)可(ke)能。”

 

伴隨示范工程開(kai)工到(dao)建成,圍繞(rao)“玲龍一號”的人才(cai)、技術、管理體(ti)系將(jiang)逐步(bu)建立。“首(shou)堆的意義(yi)是(shi)開(kai)創性(xing)的,從設計(ji)制造(zao)到(dao)審評管理等都(dou)要(yao)一體(ti)化地考慮,要(yao)通過這個項目來帶(dai)動整(zheng)個產業鏈條向高層(ceng)次發展(zhan)。”魏國(guo)良表達了(le)他(ta)對示范工程的期望,“對于集團公司(si)提(ti)出要(yao)做‘國(guo)際核科技的引領(ling)者’,這也是(shi)一個重(zhong)要(yao)實踐,通過全球(qiu)首(shou)堆的建設來促進小堆技術進一步(bu)創新(xin)發展(zhan)。”

“沒有這個小的起步,就永遠都不會走到那一步。”魏國良如是強調。




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