CAP1400技術為核電走出去提供強力支撐

2016/11/16 16:36:10

10月9日~13日，第23屆世界能源大會在土耳其舉行，在為期4天的展會中，國家電投參觀展臺的觀眾絡繹不絕，而國家電投使用的秘密武器，就是具有“純正中國血液”的CAP1400核電技術。
　　是什么秘訣讓CAP1400核電技術一經亮相就贏得眾多青睞？記者近日采訪了CAP1400總設計師、上海核工程研究設計院院長鄭明光，揭開CAP1400核電技術的神秘面紗。
　　■7年的追尋
　　□從二代跨越到三代
　　走進鄭明光的辦公室，不同于想像中的案卷累牘、帙卷浩繁，除了手頭正在審定的文件以及日常辦公用品，鄭明光的桌面上沒有多余的物品。
　　“在引進第三代AP1000技術的基礎上，我國200多家企事業單位兩萬多人經過7年多的消化、吸收、再創新，成功研發了功率更大、安全性更高的大型先進非能動核電型號——CAP1400”。鄭明光說。
　　談及CAP1400，鄭明光總有說不完的話。作為CAP1400總設計師，可能沒有人比他更了解，這7年所走過的路有多難。
　　“國產化絕不是簡單地把圖紙、文件翻譯成中文就行了，國產化是自主的設計過程，而自主創新則每個階段都是攻堅戰。”鄭明光告訴記者。
　　自主化的成功從來都不可能一蹴而就，依靠的是整個團隊不斷思考和堅持。為形成完全獨立自主的知識產權，滿足凈功率1350MWe的要求，CAP1400在設計過程中，從核電站的總體設計、工程設計到試驗驗證、安全審評、整條產業鏈上相關的裝備制造等方方面面都意味著要接受創新變革所帶來的挑戰。
　　例如，為突破135萬千瓦凈功率出口限制條款，上海核工院在型號設計頂層方案中做了很多突破性創新：增大了鋼安全殼直徑，增大了主管道直徑，增加了蒸汽發生器換熱面積。
　　在自主創新的同時也積極進行人才培養，形成了以院士、設計大師、國家和上海市“千人計劃”以及國家核電“百人計劃”人才和國家核電專家、領域、學科、專業帶頭人為主的核心技術隊伍。人才隊伍總量從不到600人增長到近1500人。
　　創新的設計理念、創新的人才培養方法，提升的不僅僅是上海核工院的技術能力，更是整個國家的能力。
　　整整7年，上萬次的實驗終于換來技術上的突破。CAP1400核電技術研發成功，標志我國已全面掌握三代非動能核電技術。從二代到三代的技術跨越，這段曾經努力走過的路，每一步鄭明光都記憶猶新。但創新也沒有那么神奇，堅定去走好每一步，創新的工作一直在進行，努力終會有回報。
　　最終，CAP1400知識產權評審會做出結論：CAP1400擁有完全自主知識產權和出口權。
　　■不止于安全
　　□CAP1400有何過人之處？
　　對于核電而言，安全性無疑最被關注。作為我國三代核電自主化的代表堆型，CAP1400在安全方面有哪些過人之處？
　　“史上最嚴”。
　　這是形容國家核安全局對CAP1400安全評審最貼切的詞語。據鄭明光介紹，為充分確保安全性，國家核安全局（NNSA） 對CAP1400所進行的審評深度和范圍前所未有。來自業內各方面的近300位專家，對CAP1400開展了史上范圍最廣、程度最深的安全評審。
　　在安全評審期間，鄭明光帶領一批經驗豐富的研發設計人員，對NNSA提出的5377個問題進行逐一回答和澄清。歷經17個月的審查，從傳統的文件審查，到專項審查、獨立審核計算、試驗驗證、獨立試驗，CAP1400的安全性得到了全方位的充分驗證。
　　了解了“史上最嚴”安全評審， 就更加好奇CAP1400在安全性上有何“獨門秘籍”？
　　“CAP1400采用了非能動堆芯冷卻系統、非能動安全殼冷卻系統的組合設計。在不依賴外部電源的情況下，能確保極端事故條件下堆芯衰變熱有效導出，事故發生72小時內無需人工干預，72小時后具備補給能力，安全性比二代核電提高兩個量級。”鄭明光說。
　　非動能技術通俗地來講，在異常情況下，比如說地震，海嘯發生時，如果機組被損壞或者被水淹沒，能動設備會失效。而非能動技術，依靠自然機理的作用，如重力、預置力與能量、溫度差、密度差或兩者結合，可以導出堆芯的余熱。
　　CAP1400 的專設安全設施，包括非能動余熱排出系統、非能動安全注射系統等，這些系統都是自動觸發的非能動系統，不依靠廠內和廠外交流動力電源及能動設備。
　　因此可以拍著胸脯講，只要是地球的引力存在，自然機理不變，非能動的可靠性就相對比較高。
　　在環境友好性方面，CAP1400同樣備受矚目。
　　在設計時充分考慮輻射防護最優化和放射性廢物最小化原則，采用堆芯機械補償控制，減少運行過程中含硼廢液產生。采用先進“三廢”處理工藝，嚴格遵循國家最新的輻射防護標準，并在設計上考慮了適應未來發展更嚴格環保要求的接口。
　　通過合理的運行設計和運行規程、監測系統和控制系統、專設安全設施、嚴重事故緩解設施以及應急準備和響應5個層次，有效地保障核電廠的安全穩定運行并使放射性物質的釋放受到控制。
　　核能本身就是清潔能源，CAP1400的誕生，可以說給核電廠又新添了一件“綠色外衣”。
　　■主打經濟牌
　　□CAP1400突破國際市場
　　我們在關注安全性的同時，也要不斷提高它的經濟性。那么CAP1400的經濟性到底有多強？
　　“0. 389元/千瓦時”。
　　“這是模擬倒推得出的CAP1400示范工程最新電價水平，這一電價由計劃的項目成本加9%利潤倒推得出。”鄭明光說。
　　鄭明光在公布這一電價水平時，記者著實被驚訝到了——作為示范堆，其模擬倒推電價水平大幅低于核電標桿電價。
　　作為當前國際上最先進的三代核電機型之一，CAP1400的經濟特性將使其在國際市場競爭中獲得巨大優勢，這種優勢讓核電成套技術“走出去”戰略變得具有無限可能。
　　這樣一款安全、經濟、綠色環保的“產品”你動心嗎？
　　偷偷告訴你，在今年G20能源部長會議期間，中土兩國能源主管部門已經簽署關于民用核能合作的諒解備忘錄。CAP1400憑借安全、經濟、環境友好等方面的領先優勢，必將受到國際核電市場更廣泛關注。
　　“未來總是要憧憬的”鄭明光說。
　　采訪到了最后，鄭明光透露，為了實現再一次突破，CAP1700研發將在不久的將來啟動，而后續更多的是繼續提高安全的可靠性程度。
　　目前CAP1400已經站上比較高的平臺，未來尋求突破，會進一步增強它的可靠性。這一過程需要通過一段時間運行，通過批量化建設，使整個核電機組可靠性提高。因此，相信CAP1700會更加安全強大。