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核電發展:從第一代到第四代
縱觀核電發展歷史,核電站技術方案大致可以分四代。第一代核電站為原型堆,其目的在于驗證核電設計技術和商業開發前景;第二代核電站為技術成熟的商業堆,目前在運的核電站絕大部分屬于第二代核電站;第三代核電站為符合URD或EUR要求的核電站,其安全性和經濟性均較第二代有所提高,屬于未來發展的主要方向之一;第四代核電站強化了防止核擴散等方面的要求,目前處在原型堆技術研發階段。
第一代核電站
核電站的開發與建設開始于上世紀50年代。1954年,前蘇聯建成電功率為5兆瓦的實驗性核電站:1957年,美國建成電功率為9萬千瓦的shipping port 原型核電站,這些成就證明了利用核能發電的技術可行性。國際上把上述實驗性和原型核電機組稱為第一代核電機組。
第二代核電站
上世界60年代后期,在實驗性和原型核電機組基礎上,陸續建成電功率在30萬千瓦的壓水堆、沸水堆、重水堆、石墨水冷堆等核電機組,它們在進一步證明核能發電技術可行性的同時,使核電的經濟性也得以證明。上世紀70年代,因石油漲價引發的能源危機促進了核電的大發展。目前世界上商業運行的四百多座核電機組絕大部分是在這段時期建成的,習慣上稱之為第二代核電機組。
第三代核電站
上世紀90年代,為了解決三里島和切爾諾貝利核電站的嚴重事故的負面影響,世界核電業界集中力量對嚴重事故的預防和緩解進行了研究和攻關,美國和歐洲先后出臺了“先進輕水堆用戶要求”文件,即URD文件(utility requirements document)和“歐洲用戶對輕水堆核電站的要求”,即(EUR)文(European utility requirements document),進一步明確了預防與緩解嚴重事故、提高安全可靠性和改善人因工程等方面的要求。國際上通常把滿足URD文件或EUR文件的核電機組稱為第三代核電機組。對第三代核電機組要求能在2010年前進行商用建造。
第四代核電站
2000年1月,在美國能源部的倡議下,美國、英國、瑞士、南非、日本、法國、加拿大、巴西、韓國和阿根廷等十個有意發展核能的國家,聯合組成了“第四代國際核能論壇”(GIF),于2001年7月簽署了合約,約定共同合作研究開發第四代核能技術。根據設想,第四代核能方案的安全性和經濟性將更加優越,廢物量極少,無需廠外應急,并具備固有的防止核擴散的能力。高溫氣冷堆,熔鹽堆,鈉冷快堆就是具有第四代特點的反應堆。
中國主要核電站分布
一、秦山核電站(中核)
秦山核電站是中國自行設計、建造和運營管理的第一座30萬千瓦壓水堆核電站,地處浙江省海鹽縣。由中國核工業集團公司100%控股,秦山核電公司負責運行管理。采用目前世界上技術成熟的壓水堆,核島內采用燃料包殼、壓力殼和安全殼3道屏障,能承受極限事故引起的內壓 、高溫和各種自然災害。一期工程1984年開工,1991年建成投入運行。年發電量為17 億千瓦時。二期工程將在原址上擴建2臺60萬千瓦發電機組,1996年已開工。三期工程由中國和加拿大政府合作,采用加拿大提供的重水型反應堆技術,建設兩臺70萬千瓦發電機組,于2003年建成。
秦山核電三期工程是國家“九五”重點工程,是中國和加拿大兩國政府迄今為止合作建設的最大項目,也是我國首座商用重水堆核電站工程。
二、廣東大亞灣核電站(中廣核)
大亞灣核電站位于中國廣東省深圳市龍崗區大鵬半島,是中國大陸建成的第二座核電站,也是大陸首座使用國外技術和資金建設的核電站。1994年投入商業運行,大亞灣核電站是中國第一座大型商用核電站。此后,在大亞灣核電站之側又建設了嶺澳核電站,兩者共同組成一個大型核電基地。
大亞灣核電站全景
三、嶺澳核電站(中廣核)
嶺澳核電站是1994年2月大亞灣核電站第一臺機組勝利投產時,國務院決定興建的廣東第二座大型商用核電站。嶺澳核電站規劃建設4臺百萬千瓦級壓水堆發電機組。首期建設2臺,采用大亞灣核電站技術翻版加改進方案。在建設中加大了自主化和國產化力度,實現了建安施工自主化,主承包商全部由中方單位承擔。
四、田灣核電站(中核)
江蘇田灣核電站是中俄兩國在加深政治互信、發展經濟貿易、加強兩國戰略協作伙伴關系方針推動下,在核能領域開展的高科技合作,是兩國間迄今最大的技術經濟合作項目,也是我國“九五”計劃開工的重點核電建設工程之一。位于江蘇省連云港市高公島鄉柳河村田灣境內。
2010年4月22日上午,田灣核電站擴建工程砂石場、攪拌站及試化驗室工程順利進行了實體移交
五、紅沿河核電站(中廣核)
遼寧紅沿河核電站位于遼寧省大連市瓦房店東崗鎮,地處瓦房店市西端渤海遼東灣東海岸。規劃建設6臺機組,采用中國改進型CPR1000壓水堆技術,單機容量100萬千瓦,設計壽命40年,綜合國產化率約60%,1號機組于2007年8月正式開工,至2012年建成投入商業運營。
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