石島灣核電站
華能石島灣高溫氣冷堆核電站
石島灣核電站,即華能石島灣高溫氣冷堆核電站。該核電站是全球首座將四代核電技術成功商業化的示範項目,也是中國“十二五”獲批的第一個核電項目。它位於山東省威海市榮成石島灣。經國家發展和改革委員會批准投資總額 30億元,建設周期 2008年-2015年。工程原定2011年就開建,但受日本福島核事故的影響,整個中國核電產業也停下腳步。2012年12月底,華能石島灣核電站示範工程開工。石島灣核電站的廠址不在石島灣,因為石島灣人口密集不適合建設核電站,而在石島灣以北的寧津灣,屬榮成市寧津街道地域(原寧津鎮)。
2020年7月27日,國家重大科技專項、華能石島灣核電項目正式進入全面調試階段。
石島灣
石島灣核電站工程項目立足於為社會奉獻綠色能源,致力於打造具有國際領先水平的大型核電基地。它位於山東省威海市榮成石島灣。經國家發改委批准投資總額300000萬元,建設周期2008年-2015年。石島灣高溫氣冷堆示範電站由華能集團、中核建和清華大學分別以47.5%、32.5%、20%的投資比例共同投資建設,直接投資管理機構是華能山東石島灣核電有限公司。是我國第一座高溫氣冷堆示範電站。遠期全部總裝機規模為400萬千瓦,總投資400億元。
一期工程建設1×20萬千瓦級高溫氣冷堆核電機組,投資額約30億元。石島灣核電廠還將採用AP1000技術(第三代核電技術)路線進行壓水堆擴建工程,分兩期建設4×125萬千瓦機組。石島灣核電站遠期規劃容量將達到900萬千瓦,項目總投資約1500億元,建設周期長達20年。
石島灣核電站
石島灣核電站早在2005年就開始進行初步論證、選址,籌備時間長達8年之久。該項目對於全球核電產業意義重大——首次嘗試將四代核電技術商業化,一旦示範項目成功,將來可在國內外進行推廣複製。
全球的核電站處於二、三代技術,核心技術大多掌握在美、日等國家手中。石島灣核電站的一位管理人士說道,中國正處於新舊能源交替的大變革時期。傳統能源日益枯竭,而新能源中,風能、太陽能、潮汐能因其技術、地域局限發電量不高,現階段只能作為補充。唯有核能可擔綱主力。
2013年1月13日,中共中央政治局委員、國務委員劉延東在山東調研核電國家科技重大專項實施工作時強調,要深入貫徹黨的十八大精神,大力實施創新驅動發展戰略,強化政產學研用緊密結合,積極穩妥推進核電科技重大專項,為我國能源結構調整和清潔能源發展提供有力科技支撐。
劉延東赴山東榮成石島灣高溫氣冷堆核電站示範工程工地調研並召開現場協調會,聽取參加研發、製造和建設的企業和高校的專家學者、工程技術人員、管理人員的意見建議。她指出,這一工程是我國擁有自主知識產權的第一座高溫氣冷堆示範電站,模塊式商用規模示範電站,兼具科研性、工程性和商業化的三重特徵。高溫氣冷堆核電站科技重大專項實施以來,在技術研發、安全防範、裝備研製、人才培養和項目建設等方面取得了重要階段性成果,標誌著我國在該領域技術和工程化已邁入世界先進行列。
劉延東指出,高溫堆示範工程是我國自主創新的重大標誌性工程,要創新組織模式,堅持政府推動、企業主體、市場導向、研發引領,產學研緊密結合,各方加強對接,圍繞關鍵核心技術協同攻關。要堅持應用牽引、需求拉動,把實現核電技術突破和支撐產業發展結合起來,提升專項成果工程化、產業化程度和國際化水平,努力把創新成果轉化為現實生產力。安全是核電發展的生命線,要堅持安全第一、質量第一,加強監督管理,確保研發質量、製造質量和施工質量,確保工程建設運行的絕對安全。各有關方面要加強統籌配合,落實責任分工,增強工作的系統性和協調性,形成共同推進核電科技重大專項順利實施的強大合力。
高溫氣冷堆核電站示範工程
模塊式高溫氣冷堆核電站具有固有安全性,系統簡單,發電效率高,用途廣泛,具有潛在經濟競爭性,在國際上受到廣泛重視,是能夠適應未來能源市場需要的第四代先進核反應堆堆型之一。由清華大學自主設計建造的10MW高溫氣冷實驗堆核電站,已於2003年1月實現滿功率運行發電,成為世界上第一座具有模塊式高溫堆特點的實驗電站。
為推動具有自主知識產權的高溫氣冷堆核電站商業化示範工程建設,2006年2月,《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020)》將高溫氣冷堆核電站示範工程列入國家科技重大專項;2006年6月,國務院成立了大型先進壓水堆及高溫氣冷堆重大專項領導小組;2007年9月,國防科工委組織編製了《高溫氣冷堆核電站重大專項總體實施方案》並通過了專家評審;2008年2月15日,國務院常務會議審查通過了重大專項實施方案,標誌著該重大專項進入啟動實施階段。
2008年4月1日,示範工程"五通一平"工程開工,核島基坑負挖工作已完成,並通過國家核安全局檢查驗收,正在進行核島底板鋼筋綁紮,為工程開工、澆築第一罐混凝土做準備。
壓水堆擴建工程
10MW高溫氣冷實驗堆的總體結構
核電站的運作
石島灣核電站籌備長達8年。在這8年中,石島灣核電站經歷了國家核安全局、環保部、發改委等相關部門及業內專家的一遍遍質詢、論證和審查,反覆論證其廠址、技術、施工和運營的安全性。
核電站最大的事故,如切爾諾貝利事故、福島事故,都是由於核反應堆堆芯熔化、放射性物質外漏所致。高溫氣冷堆核電站所體現的四代技術一大特徵就是固有安全性。
從設計上,石島灣高溫氣冷實驗堆堆芯最高溫度不超過1500度,而設計最大限值是1620度。實驗堆模擬過大量常人想象不到的狀況,使放射性物質在極端事故狀態下不會外泄。
一般來說,火電站建設周期不足兩年。可核電站必須嚴格按照施工計劃進行,且重要工程節點必須接受國家核安全監管部門的驗收后才能進入下一工序。如石島灣項目底板第一層A、B、C三個區域的澆築,每澆築一個區域完成必須停工7天,完全達標后才能進行下一個區域的澆築。從2012年12月開工到2017年建成,石島灣示範項目建設周期長達5年。
設備的採購上,核電設施的嚴格程度也遠超常規火電。即使採購一個看似普通的核電閥門,說明書和製造過程中的質量記錄資料往往就要比閥門本身體積多出好幾倍,甚至連閥門最初是由哪一爐鋼煉製以及煉製時的各項指標都要求能夠追溯。
建造質量要求高、工期長、監督嚴格,決定了核電工程的建造成本昂貴,一般要高出火電廠3-4倍。可核電運營成本很低,燃料成本占發電成本的30%左右,而火電高達50%-70%。以裝機容量為200萬千瓦的核電站為例,每年只需50噸核燃料、2-3節車皮運送;同等發電規模的火電廠則需煤600萬噸,每天7列火車才能供給。
正因為核電的特殊性,操作人員的培訓也更為嚴格。核電站明確規定凡事有章可循、凡事有人負責、凡事有人監督、凡事有據可查,操作規程細化到日常行為的每一個方面。核電人員培訓至少要達到6000小時以上,需要四五年的時間。核電項目開建之日,往往就要同時大量培訓技術人員。石島灣核電站人數達700多人,其中一部分員工就是為將來上馬三代AP1000壓水堆項目而準備的。
日常運營中,核電站也有著與火電廠截然不同的管理體系。核電不僅將安全置於最高位置,特別要求員工培養質疑的工作態度和溝通的工作習慣。
首台反應堆冷態功能試驗成功
2020年10月19日17時42分,華能石島灣核電高溫氣冷堆示範工程首台反應堆冷態功能試驗一次成功,標誌著我國具有完全自主知識產權的國家科技重大專項高溫氣冷堆核電站示範工程通過了針對反應堆性能的首次全面考驗,取得了全面進入調試階段以來重大節點的首戰勝利。
石島灣核電站
一直關注石島灣核電站建設的山東大學能源與動力工程學院核動力博士韓奎華說:“石島灣核電站建成投產後,首先可以肯定的是威海的電力供應有了保障。石島灣核電站處於膠東半島的核電集群布局中,兩大工程20多個模塊機組投產後,文登、榮成等輸送電工程一次性完成,石島灣核電站的建設對整個膠東半島的核電網架貢獻應該是比較突出的。 ”“這種清潔、高效和安全的綠色能源對緩解我省電煤運輸壓力、改善能源結構、滿足我省經濟社會可持續發展的需要將起到重要作用。”由於日本福島核泄露事故影響,中廣核集團2011年3月18宣布,已成立6個檢查組,對集團所屬在建、在運核電站全面展開核電安全工作大檢查,而且對於核電站新廠址,會組織用最先進的標準對所有核電新廠址進行安全評估,重新篩選廠址。對於在建核電站,檢查內容主要有機組抗震設計標準、廠址安全狀況、廠址附近發生極端自然災害的可能性,以及新建項目應急體系的有效性評估等。
2011年3月16日,國務院總理溫家寶主持召開國務院常務會議,聽取應對日本福島核電站核泄漏有關情況的彙報。
會議指出,2011年3月11日,日本東北部和關東首都圈發生里氏9級強震,並引發海嘯,日本福島第一核電站發生放射性物質泄漏事故。日方正在採取一切可能的措施緩解事故影響。我國輻射環境監測未發現異常,國內所有運行核電機組處於安全狀態。根據國家核事故應急協調委員會專家組分析,福島核電站泄漏的放射性物質經大氣和海洋稀釋后,不會對我國公眾健康造成影響。
石島灣核電站工程建設
會議要求繼續加強輻射環境監控預警和重點區域的應急移動監測,及時發布監測情況。加強與日本有關方面合作,積極協助在重災區的中國公民儘快轉移到安全地區。
自2008年以來,石島灣核電廠一直在進行前期籌備工作,但一直沒有獲得建造許可證。2011年審批暫停並沒有阻礙該項目的積極籌備。核島基坑負挖工作已完成,並通過國家核安全局檢查驗收,核島底板鋼筋綁紮也已完成,只等著工程開工、澆築第一罐混凝土。
2012年12月4日,華能山東石島灣核電廠高溫氣冷堆核電站示範工程獲得國家核安全局建設許可,預計2017年底前投產發電。國家核安全局同時發布《華能山東石島灣核電廠高溫氣冷堆核電站示範工程核島基礎澆築第一罐混凝土前現場準備情況核安全檢查報告》。
石島灣核電站工程建設
2012年12月9日,石島灣核電站示範工程核島底板開始第一層混凝土澆築,分A、B、C三個區域順序澆築。12月21日,核島底板第一層混凝土澆築圓滿完成,共澆築混凝土4006方。
2013年1月初,“如今,石島灣核電站已經完成了示範項目底板第一層混凝土澆築,兩年內主要任務仍是土建工作,預計每年投資3億元。”華能山東石島灣核電有限公司(以下簡稱“石島灣核電”)紀委書記張愛軍如是說道。張愛軍介紹,2015年以後,示範工程將進入實質性安裝階段,逐步進入核電站的投資高峰。
2020年7月27日,國家重大科技專項、華能石島灣核電項目正式進入全面調試階段。石島灣核電站已順利完成兩台反應堆“三殼組對”,實現了反應堆一迴路氦氣循環通道連通。下一步,將陸續開展一迴路熱態功能試驗、機組裝料併網等建設任務。預計2021年正式併網發電。
2020年8月,中國華能集團有限公司董事長舒印彪在華能石島灣高溫氣冷堆核電站示範工程現場報告暨研討會上表示,計劃2020年實現首堆冷試和熱試,2021年實現反應堆首次裝料、臨界和機組併網發電。
美麗的石島灣
一方面,東部沿海電力存在缺口,核電能帶來清潔能源,支持當地區域經濟的發展;另一方面,日本福島核事故的陰霾至今猶在,民眾對核電恐懼心理的消除還有賴於對核電安全性的進一步認知。
山東社科院副院長鄭貴斌認為,公眾對於部分投資項目的反對,更多的是因為不了解而產生出恐慌情緒。同時,中國現行財稅政策往往使大項目所在地的政府、民眾無法從經濟上得到應有的反哺。
中國最大核電項目重啟 專家稱安全不存在問題
石島灣核電站也是全球首座將第四代核電技術成功商業化的示範項目。專家認為,該核電站採用的是目前全球最先進的核電技術,在安全方面不存在問題。
中國原子能研究院周培德教授介紹說,石島灣核電站採用的技術是目前世界最先進的技術,安全是有保障的。“在安全方面,榮成的這個高溫氣冷堆項目有一個明顯的特點就是安全性要達到第四代核技術的要求。應該說,第四代核技術在安全性上是有明確的指標的,那麼它既然已經達到了第四代的指標,我個人認為,從安全這個角度,應該是沒有什麼問題的。”
從設計上,石島灣高溫氣冷實驗堆堆芯最高溫度不超過1500℃,而設計最大限值是1620℃。據了解,石島灣核電站實驗堆模擬過大量突髮狀況,包括在喪失所有外部電源、失冷失壓的最大預想事故狀態下,不採取任何人為和外部的干預,仍能保持堆芯安全狀態,並將餘熱排出,使放射性物質在極端事故狀態下不會外泄。
核電站有著“超級印鈔機”的美譽。一般來說,一個百萬千瓦級的核反應堆,造價約100億元人民幣,正常運行一天的收益約為1000萬元,4年多的時間即可收回投資,而一個反應堆的正常壽命為40年左右。“衡量第四代核電技術有兩個最重要的指標———安全性和經濟性。”華能山東石島灣核電有限公司紀委書記張愛軍表示,三代壓水堆核電站的發電效率為30%左右,第四代高溫氣冷堆的發電效率可達40%以上。一旦示範工程運營成功,將來複制推廣具有可觀的商業化前景。
2011年3月日本大地震後福島核電站發生泄漏事故,中國政府叫停了所有在建的核電項目。而在2012年10月,中國宣布了修改後的核電產業規劃,並表示將重啟新反應堆項目的審批。日本福島核電站發生核泄漏至今已經將近兩年,但對核電安全性的爭議一直沒有停息。對此,周培德認為,中國的核電發展確實存在著一些問題。“第一個問題就是對核電的安全性和監管可能重視的還不夠,包括一些基礎設施、教育培訓方面等都有一些不足;第二個問題就是在運行和技術方面應該說有待進一步改進,對公眾關切的問題應該採取多種的行動和措施來改進;最後一個問題就是核能要可持續地大規模地發展,來看,還需要建立整個核燃料的循環技術體系。”
據了解,中國擁有10多座正在運行的商業核反應堆,並且根據核工業發展計劃,未來還要在沿海地區建造27座核反應堆。