中核集團正加速開發(fā)ACP100，預(yù)計2013年年底左右完成設(shè)計和關(guān)鍵試驗研究 我國在建核電項目中，百萬千瓦機組是主力。眼下，這些大功率機組正從圖紙走向現(xiàn)實，與此同時，我國小型反應(yīng)堆（以下簡稱“小堆”）的開發(fā)和應(yīng)用序幕已悄然拉開。
7月21日，中核集團在湖南省舉行核電小堆知識培訓(xùn)會，湖南六個地市*及核電辦、湖南省國防科工局、湖南礦冶局等單位參加。小堆在湖南的開發(fā)和推廣邁開*步。今年4月11日，中核集團已組建中核新能源公司（小堆公司），組織推廣建設(shè)小堆，以適應(yīng)不同區(qū)域、不同領(lǐng)域?qū)δ茉慈找嬖鲩L的需求。
ACP100首堆項目已確定
對于中核集團自主開發(fā)的多用途模塊式小型壓水堆（以下建成“ACP100”），外界給予高度關(guān)注。
據(jù)了解，ACP100于2010年6月成為中核集團的重點科技專項，計劃用2.5年左右的時間完成設(shè)計和關(guān)鍵試驗研究。“目前，即將完成方案設(shè)計和準備開展關(guān)鍵實驗研究。”中國核動力研究設(shè)計院羅樹新教授在6月底舉辦的“中日核電安全與技術(shù)研討會”上表示。
與目前在運及在建反應(yīng)堆不同，小堆的首堆將以城市采暖供熱為應(yīng)用目標。而蘭州很可能成為*個實現(xiàn)核能供熱，從而改善大氣污染狀況的城市。
公開信息顯示，2010年底，蘭州市政府與中核集團已有多次接觸，當(dāng)時中核集團已專門成立了蘭州核能供熱項目籌建處。而該項目也列入了甘肅省“十二五”規(guī)劃，由中核集團中國寶原工貿(mào)公司負責(zé)建設(shè)，擬在蘭州市安寧區(qū)建設(shè)2×310MW核能供熱堆，集中供熱面積1200-1400萬平方米，項目總投資40億元。
截至2010年年底，蘭州低溫核供熱項目基礎(chǔ)資料收集基本完成，大氣污染、地質(zhì)、初選址三個專題已經(jīng)完成。
今年4月12日，成立不久的小堆公司召開蘭州核能供熱項目*次月度協(xié)調(diào)會，梳理了蘭州市核能供熱工程的進展情況、協(xié)調(diào)解決存在的問題并明確工程設(shè)計、設(shè)備采購、廠址準備等具體工作。
“開發(fā)這個堆型的原則是采用現(xiàn)有的成熟技術(shù)，包括燃料組件、內(nèi)置蒸汽發(fā)生器、控制棒驅(qū)動機構(gòu)、主泵，這些主要部件都采用中國核動力研究院所掌握的成熟技術(shù)。”羅樹新在上述研討會上表示，“若要盡快把這種堆型推向市場，那么采用的幾項反應(yīng)堆成熟技術(shù)組合成一體化的反應(yīng)堆，進而形成模塊式電廠，必須完成包括非能動系統(tǒng)工程驗證在內(nèi)的很多試驗驗證。目前的進度安排是今年到明年完成工程初步設(shè)計，具備工程應(yīng)用的條件，至于用戶zui后的工程應(yīng)用，還在進一步落實中。”
安全設(shè)計是重中之重
據(jù)了解，ACP100具有熱電聯(lián)產(chǎn)、汽電聯(lián)產(chǎn)和海水淡化等功能,它適用于受地理位置、地質(zhì)、氣象、經(jīng)濟能力和電網(wǎng)容量的限制的國家和地區(qū)，是一種高度安全性、良好經(jīng)濟性和適應(yīng)這一領(lǐng)域的多用途新型核能系統(tǒng)。
據(jù)羅樹新介紹，ACP100的一體化反應(yīng)堆本體、核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)模塊及反應(yīng)堆廠房布置均體現(xiàn)了安全設(shè)計理念，即提高反應(yīng)堆的固有安全性；采用小型鋼安全殼和大容量的安全水池作為事故的zui終熱阱；采用非能動安全系統(tǒng)，不依賴電源實現(xiàn)冷卻功能；設(shè)置反應(yīng)堆密封廠房作為二次安全殼；充分考慮超設(shè)計基準事故和嚴重事故的預(yù)防和緩解。
而福島核事故，給設(shè)計中的ACP100帶來了啟示，即嚴重氫事故風(fēng)險問題、zui終熱阱問題、乏燃料儲存安全問題及多堆模塊共用反應(yīng)堆廠房問題，防內(nèi)部和外部水淹問題。對此，中國核動力研究院針對性地進行了安全設(shè)計改進。
“可增加一個直接向廠房外大氣的排放通道，采取過濾和可控的排放。”羅樹新指出給設(shè)計帶來的啟示。就嚴重事故可能造成的氫風(fēng)險，他表示，ACP100已經(jīng)有了預(yù)防和緩解該風(fēng)險的方案，即使用小型抑壓安全殼和大型干式安全殼。
此外，擬在廠房外增設(shè)備用的安全水池，在應(yīng)急情況下，通過重力向廠房內(nèi)安全池補水，以提高zui終熱阱的可靠性。而且，乏燃料儲存設(shè)計中將考慮情況下結(jié)構(gòu)的完整性和限制水流失的措施，以及在應(yīng)急情況下從廠房外備用水池靠重力向水池補水的能力。
就其他設(shè)計改進，羅樹新表示，將對獨立的安全殼和多模塊共用反應(yīng)堆廠房的核島布置方案做更全面的論證分析，以解決共用反應(yīng)堆廠房問題。在選址、核島廠房布置及工藝房間的布置設(shè)計中應(yīng)充分考慮相應(yīng)的防范措施，解決水淹問題。
小堆應(yīng)用是世界趨勢
原子能機構(gòu)（IAEA）將“小型”機組定義為300MW以下的機組，而電功率在300MW以上、600MW以下的為中型反應(yīng)堆機組。中、小型反應(yīng)堆類型有：輕水堆、高溫氣冷堆、液態(tài)金屬反應(yīng)堆和熔鹽堆，而輕水堆是小型堆的主要堆型。
中、小型反應(yīng)堆的開發(fā)已經(jīng)有幾十年的歷史，從早期的研究實驗堆開始，*已經(jīng)建造了數(shù)百座中、小型反應(yīng)堆，中、小型反應(yīng)堆的開發(fā)已經(jīng)積累了大量的工程技術(shù)經(jīng)驗。
“中小型反應(yīng)堆能應(yīng)用于不用容量的電網(wǎng)或分布式電網(wǎng)、城市采暖供熱、工業(yè)供氣和海水淡化，可以提高安全性和減輕事故后果，通過簡化模塊設(shè)計和增加模塊數(shù)量來實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟型。”羅樹新說。
另一業(yè)內(nèi)人士也指出，大型核電反應(yīng)堆一次性投資成本很高，而中、小型反應(yīng)堆可靈活地選擇，逐步增加核電站發(fā)電容量，采用滾動發(fā)展、資金分階段逐步投入的方式進行核電建設(shè)。此外，中、小型反應(yīng)堆可以建造于遠離主電網(wǎng)的偏遠地區(qū)，選址有靈活性，能因地制宜，廠址成本較低，而有的小型反應(yīng)堆能設(shè)計成可移動式的電站。
據(jù)了解，原子能機構(gòu)一直鼓勵發(fā)展和利用安全、可靠、經(jīng)濟上可行和抗核擴散的中、小型反應(yīng)堆。2004年6月，IAEA宣布了重新啟動中、小型反應(yīng)堆的開發(fā)計劃。2009年8月，IAEA理事大會有關(guān)決議鼓勵感興趣的成員國共同考慮發(fā)展和部署革新型核電系統(tǒng)，建議“革新型核反應(yīng)堆和燃料循環(huán)項目”為此目的繼續(xù)開展工作。
近些年，美國、日本、俄羅斯、韓國、阿根廷等國，已經(jīng)開始積極研發(fā)小型核反應(yīng)堆，主要用于發(fā)電，還可兼顧供熱、海水淡化以及其它特殊用途。此外，有些國家還提出了很多中小型*反應(yīng)堆方案，例如俄羅斯的WWER-640/470、法國的SCOR、韓國的SMART和阿根廷的CAREM等。而且，各國還利用小型反應(yīng)堆正在開發(fā)多種水面和移動式核電站，如俄羅斯的VBERl50、KLT40、ABV，日本的DMR、4s-LMR等。
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