中国核电发展战略研究

中国能源资源品种丰富,人均占有量较少;能源资源结构不尽合理;能源资源分布与生产力布局不平衡。核电作为清洁能源,其基本特性决定了在应对能源挑战中有能力发挥无可替代的重要作用,我国在现阶段发展核电是调整能源布局的有效途径。中国核电已形成规模化批量化发展格局。二代改进型压水堆核电站随着技术的发展和运行经验的反馈．逐步引入新的成熟技术,使核电站的安全性得到进一步的提高。更应积极消化吸收第三代核电技术,使其安全目标更高、技术更先进。加快开发快中子增殖堆核电站、构建核燃料循环体系．可以将铀资源的利用率由普通的热堆的不足1％。提高到60％～70％,从而有效防止铀资源枯竭的威胁。     

高温气冷堆(HTR)的发展前景应予以关注

自美国三哩岛和前苏联切尔诺贝利核事故后,实现反应堆的固有安全成了核电站设计的关键问题。高温气冷堆是一种具有固有安全性、可用于高效发电和高温供热的先进反应堆,是当今世界第四代核能系统的首选堆型之一。我国在该领域的技术开发已经取得了突破性进展并已进入工业应用实施阶段,其安全性和经济性已经引起国内外高度关注。     

中国四代核电向世界迈出第一步

正2016年1月19日,中国核工业建设集团公司董事长王寿君与沙特核能与可再生能源城主席哈西姆A·亚玛尼签订了《沙特高温气冷堆项目合作谅解备忘录》.这是中沙两国共同落实"一带一路"倡议的重要举措,也是中国第四代核电技术高温气冷堆项目实现"走出去"的重大突破.高温气冷堆是中国具有完全自主知识产权的第四代先进核电技术,历经30多年基础研究、实验堆运行、示范工程建设,现已系统掌握了高温气冷堆的全部关键技术,并在国际上处于领先地位.此次在沙     

小型反应堆发展现状及推广分析

小型反应堆因模块化建造、建造周期短、安全性能高、对电网要求不高、选址成本低、适应性强、多用途等优点,未来具有较为广阔的发展空间。按照技术路线的不同,小型反应堆大体可分为轻水反应堆、气冷反应堆、液态金属冷却反应堆、熔盐反应堆。目前全球有超过45个小堆的设计开发应用,美、俄、中、韩等国走在了小堆研发及商业化推广的前列。小型反应堆前期资金投入少,后续扩容可以通过"以堆养堆"的模式逐步投入建设资金,财务风险大幅降低。相比于大型反应堆,小型反应堆的系统设备大幅简化,运行维护成本较低。通过联合生产模式,小型反应堆还能提供各种非电力产品,最大限度地利用闲置的电力和热能。目前的小堆核电都处于初始阶段,其发展还受到现行法规标准、乏燃料管理、单位功率造价成本以及公众可接受性等因素的制约。应加快制定具有针对性的规范标准,研究出台相关税费优惠及补贴措施,同时加强核相关信息的宣传,消除公众的核恐惧心理。     

中美加速开发组件式小型核电装置

目前,核电主流是大型轻水反应堆（压水型：PWR,沸水型：BWR）。也许10年内新型核反应堆将面世。世界最大的核电国家美国和不远的将来替代美国成为世界最大核电国家的中国,开发组件式小型核电反应堆（SMR）已达到白热化程度。SMR有望成为世界市场期待的堆型。     

美国核电工业发展概况及对我国的启示

美国是世界上最早推动核电发展的国家,其核电工业发展经历了黄金发展阶段、冰冻阶段和复苏阶段。截至2008年底,美国核电总装机容量达到10．1×10^4MW,发电量8090×10^8kW·h,高居世界首位。2008年美国核电反应堆平均燃料更换时间为38天,机组容量因子已突破90％,在核电反应堆机组数量未增加的条件下发电量稳步增长,已占到美国总发电量的20％左右。核电的发展离不开政府的管理和积极政策的引导,否则很难发展起来。目前第三代核电站大部分都是美国和日本设计的,我国必须加大科研力度,缩小这种差距,推进核电设备国产化．实现真正拉动内需的目的。对运行核电站进行良好经营,可以挖潜增效,提高核电的内在竞争力和经济效益。应努力保障核电反应堆的安全性,核电反应堆发生事故对国家经济和信心的打击是非常巨大、持久的。同时,保证核燃料的供应也很重要。     

哈锅签订国内首台第四代核电技术蒸汽发生器和AP1000首台国产化蒸汽发生器

日前,国家高科技重大专项高温气冷堆核电站示范工程揭牌暨华能石岛湾核电厂核岛EPC总承包协议和主设备供货合同签字仪式在北京钓鱼台宾馆举行,哈锅与华能山东石岛湾核电有限公司、中核能源科技有限公司正式签订了高温气冷堆核电站示范工程一期2台蒸汽发生器设备供货合同,这标志着哈锅成为国内首台第四代核电技术蒸汽发生器设备的供应商,对哈锅制造水平的提高和今后核电市场开发意义重大。高温气冷堆核电站示范工程是我国第一台拥有自主知识产权的20万千瓦高温气冷堆核电站,具有固有安全性、发电效率高、用途广泛等特点,是国际上公认的具有先进技术特征的新型核反应堆。2006年,《国家中长期科学与技术发展规划纲要(2006-2020)》将高温气冷堆核电站列为国家“十一五”重大专项,2008年2月15日国务院常务会议通过了高温气冷堆核电站重大专项总体实施方案。示范工程一期规划建设1台高温气冷堆核电机组,是在由清华大学自主设计、建造和运营的10兆瓦高温气冷实验堆的技术基础上建设,工程计划于明年9月开工建设,2013年11月投产发电。哈锅签订国内首台第四代核电技术蒸汽发生器和AP1000首台国产化蒸汽发生器     

核电建设周期、成本变化规律分析

核电是中国能源供给侧结构性改革的重要选择。与传统能源不同,核电有自身的发展规律。本文对全球不同时期不同技术、同一技术路线不同机组核电建设周期和建造成本变化的规律进行了分析。分析表明:一是随着时代的发展,核电建设周期和成本呈现总体上升趋势;二是同一种技术路线下,核电建设周期和成本都是逐步减少的。产生第一种现象的原因是因为社会对核电安全性的要求在提升,相应的工程建设和设备制造难度在加大,工程量在增加;第二种现象是因为同一种技术路线下,首台机组建设过程中设计变更等各种问题在后续建设中得到解决,学习效应发挥作用,建设周期和建造成本逐步减少。当前,尽管我国在建的第三代核电项目首堆建设大幅度延期,但可以乐观判断,未来批量化建设后,工期和成本都将大幅度下降。为此,应坚定我国发展核电的政策和决心,推动核电的最优化发展。     

我国三代核电综合国产化率超85%

<正>三代核电技术是目前国际上在役核电站中最先进的技术,目前我国已经掌握了该技术,并基本实现了国产化。在四代核电技术方面,我国的高温气冷堆示范工程是世界上示范工程里最接近完成的,也是最接近商业化、安全性最高的四代核电技术8月31日,科技部介绍核电重大专项实施情况。国家能源局核电司副司长、核电重大专项实施管理办公室负责人秦志军表示,当前我国核电自主创新能力显著提升,为实现核电强国目标奠定了坚实基础。据介绍,核电专项自2008年启     

集成小型堆和可再生能源的超临界CO2循环发电系统

  [目的]  小型模块化压水堆(小型堆)核电站由于温度参数低,其发电效率不到30%,为了提高小型堆的核能利用效率,可将小型堆与可再生能源组合,并以先进的超临界CO₂循环作为热能转换为电能的装置。  [方法]  基于简单回热模式的超临界CO₂循环,并在此基础上增加一次间冷和一次再热,将小型堆与太阳能、生物质能热源集成为新型混合发电系统,对其发电效率进行了分析。  [结果]  结果表明:对于高压透平入口温度390 ℃的系统,发电效率34.13%,对于高压透平入口温度550 ℃的系统,发电效率41.22%。此外,对系统的安全性分析表明:CO₂本身是具备核安全属性的工质,并且超临界CO₂循环还可以作为反应堆的非能动余热排出系统,确保在严重事故工况下,反应堆持续排出衰变热。  [结论]  集成小型堆和可再生能源的超临界CO₂循环发电系统具备良好的发电效率和核安全性。     

Wishful thinking and real problems: Small modular reactors,planning constraints,and nuclear power in Jordan

Jordan plans to import two conventional gigawatt scale nuclear reactors from Russia that are expensive and too large for Jordan's current electricity grid. Jordan efforts to establish nuclear power might become easier in some ways if the country were to construct Small Modular Reactors, which might be better suited to Jordan's financial capabilities and its smaller electrical grid capacity. But, the SMR option raises new problems, including locating sites for multiple reactors, finding water to cool these reactors, and the higher cost of electricity generation. Jordan's decision has important implications for its energy planning as well as for the market for SMRs.     

Progress and utilization of small nuclear reactors

In this study, we encompass different designs of small reactors, making a review since the beginning of the concept in the military and academic research, to the actual designs; and the prospective of this kind of reactors in the development of the nuclear industry. Small reactors were developed many years ago and have been in operation since 1950, but now, there is an increasing interest in developing small reactors for different applications or co-generation including a large variety of reactor designs with features ranging in coolant, cycle type, fuel, and energy applications; and enhancing features such as nuclear inherent safety, passive safety, and proliferation resistance. The modularity of some of these reactors makes them also a possible choice for nuclear development of some countries with units manufactured off-site and possible scaling into multimodular plants. Different lines of small reactors and current status are reviewed in this work.     

Lessons of the Chernobyl Nuclear Accident for Sustainable Energy Generation: Creation of the Safety Culture in Nuclear Power Plants Around the World

Abstract

The world's sustainable energy generation depends on safe and un-interrupted operations of its nuclear power plants. Nuclear power constitutes a major source of energy for many countries and its electricity generation share is around 16%. As such, global security and sustainability are hostages to nuclear safety. Without nuclear safety, in this era of proliferating nuclear weapons, global security will be a dream; and in a world with 58 still operating Soviet-designed nuclear power reactors, sustainability will only be a mirage. According to a Russian official, all the commercial nuclear reactors operating on Russian territory are nothing better than “bombs temporarily generating electricity.” The share of energy generation of these reactors in their respective countries is rather significant; and in the short run, their closure and replacement are neither realistic nor economically feasible. Human and organizational factors play a vital role in the safety of complex, large-scale technological systems. Fortunately, these days, this fact has been almost universally recognized, although not necessarily fully incorporated into the operation, by the nuclear industry around the world. In order to improve the safety problems of nuclear power, we need to improve the safety culture of this industry and proactively address human and organizational-related factors. To keep the nuclear genie bottled around the world, we need genuine international cooperation and coordination among equipment manufacturers, operating companies, operators' unions, regulatory agencies, international organizations, scientific and research communities, and affected governments.     

关于我国核电安全、高效发展与经济发展相均衡的探讨

我国核电经过约一年半的安检、评估、规划后,在核安全规划、核电安全规划和核电发展规划发布后,于2012年11月重新启动,建设安全、高效的核电产业是这次核电重启的战略与方针.核安全是核电的生命线,我国核电安全的具体目标是:每堆年发生严重堆芯损坏事件的概率低于十万分之一,每堆年发生大量放射性物质释放事件的概率低于百万分之一.我国建设了安全性更好的二代改进型及三代示范堆核电站,从二代到三代,安全性、技术先进性在不断提高.我国运行核电机组安全业绩良好,安全是有保障的.核电高效发展是核电站效率、规模和建设速度的问题,就是要高效能、高效用、高效益发展核电.1985～2011年,我国用26年时间只建成了15台核电机组,装机容量只占电力总装机容量的1.1％,发展速度并不快.为了满足日益增长的能源需求,今后仍应积极推进核电建设,规模、批量建设核电站.至2015年应建成核电装机容量40000MW,至2020年应建成核电60000～70000MW,在建机组保持在30000MW左右.我国核电站比投资在不断下降,容量因子、设备可用率在不断提高,核燃料燃耗在不断加深.核电高效发展本身也包括经济发展核电,要在“安全第一”的前提下,处理好安全、高效、经济之间的关系,均衡统一发展.     

Nuclear power for sustainable development: Current status and future prospects

Interest in nuclear power has been revived as a result of volatile fossil fuel prices, concerns about the security of energy supplies, and global climate change. This paper describes the current status and future plans for expansion of nuclear power, the advances in nuclear reactor technology, and their impacts on the associated risks and performance of nuclear power. Advanced nuclear reactors have been designed to be simpler and safer, and to have lower costs than currently operating reactors. By addressing many of the public health and safety risks that plagued the industry since the accidents at Three Mile Island and Chernobyl, these reactors may help break the current deadlock over nuclear power. In that case, nuclear power could make a significant contribution towards reducing greenhouse gas emissions. However, significant issues persist, fueling reservations among the public and many decision makers. Nuclear safety, disposal of radioactive wastes, and proliferation of nuclear explosives need to be addressed in an effective and credible way if the necessary public support is to be obtained.     

美国核能辩论现状与政策趋向分析

美国国内在是否利用核能发电这个问题上一直存在争议,拥核派和反核派的分歧主要是在核电成本是否高、核能是否安全以及核能是否属于清洁能源等方面。受日本核危机影响,美国核能辩论的重点转向核能安全,主要围绕核电站抵御自然灾害的能力、核废料储存、是否应该新建核电站以及延长现有核电站运营期限等问题展开。由于历次重大核事故后,新建核电站成本势必上升,加之美国各州新建核电站积极性不高,国际大环境也不利于拥核派,同时核能面临化石能源和可再生能源的激烈竞争,因此短期内美国核能开发步伐势必会放慢。但是从长期看,核能仍将是美国能源战略的重点之一,究其原因,发展核能是美国能源安全与经济发展的需要,也是应对气候变化的需要,另外,拥核派的积极游说和公关行动、反核派内部立场出现分化以及日本核危机的长期影响有限等也都是其原因之一。我国是世界上在建核反应堆数量最多的国家,但是围绕核能的公开辩论却很少,这不利于我国核能的开发。核能的辩论过程,也是核能知识普及的过程,只有对核能有深入全面的认识,才能减少对核能非理性的恐惧。我国绝不能因为一次核事故而改变战略方向,而应在吸取教训的基础上,在保证绝对安全的前提下,继续发展核能。     

氢储能用于核电调峰经济性研究

    目的   以光伏、风电为代表的可再生能源装机占比的提高和煤电比例的不断降低使得电网对于优质调节资源的需求不断增加,也给核电调峰带来新的压力。通过系统升级改善核电调峰能力,从而提高核燃料利用效率、系统安全性和经济性是亟待解决的重点问题。    方法   调研了氢能的制备、储运及利用现状,探究了适合用于核电调峰的氢储能技术路线,并以某核电站现有运行情况为例,分析了不同氢能利用技术路线的经济效益。    结果   利用富余核电制氢能够提高核电利用效率,并具有较好的经济效益应用潜力。    结论   随着技术的进步和设备成本的降低,利用富余核电开展氢气制备,不仅能够提高核电机组的利用效率获得更好的经济效益,还有助于氢能产业的发展。作为高能量密度的绿色能源,氢能在节能减排中起到极为重要的作用,将助力碳中和目标的实现。     

A methodology for the assessment of nuclear power development scenario

The International Atomic Energy Agency (IAEA) has initiated an International Project on Innovative Nuclear Reactors and Fuel Cycles (INPRO) in the year 2000. The main objective of INPRO is to help the world community to ensure that clean and safe nuclear energy is available to contribute in fulfilling the energy needs in the 21st century in a sustainable manner. This paper demonstrates a methodology as an application of INPRO assessment for constructing nuclear power development scenarios by the use of IAEA energy optimisation models MESSAGE and DESAE. The scenario for the overall growth of energy and electricity in India is considered as a case study since for several decades India is vigorously pursuing nuclear power development program to meet its growing energy needs. It is evident from this study that in order to develop a realistic nuclear power scenario, it is necessary to generate an overall energy and electricity scenario at first. Within the overall energy-electricity picture it can be envisaged how the nuclear power technology would contribute to supply the future energy needs.     

我国核电及核能产业发展前景

从减排、能源结构调整、环境保护角度分析核电在我国能源结构和我国科技体系中的定位及核电发展的必要性,根据我国运行核电厂的实际情况和自主设计的先进核电厂特性说明核电的安全性,同时根据运行核电厂放射性排放数据论述核电厂对环境和公众不造成任何有害的影响,并对核燃料循环、核废物对策和处理措施进行了论述。预测核电中长期发展情景,通过评估核电及配套核燃料产业能力,以及装备及相关行业发展情况,表明我国工业基础能够支撑核电的规模化发展;并反过来,核电将促进相关行业大发展,提高其技术水平,高科技含量,发展成高端产业,有利于我国经济转型。