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石島灣核電站
鎖定
石島灣核電站項目背景
核電產業是一個與國家安全息息相關、具有較強外部性和公益性的特殊產業,因而不同於一般的競爭性產業;我國的核電建設在今後要爭取“不斷線”,每個五年計劃安排建設幾個堆。在中國,總發電量的80%以上為火力發電,而資源賦存條件決定了國家火電建設以煤炭為主的格局。考慮到將西北部出產的煤炭輸送給需求集中的沿海地區的運輸能力問題,以及火力發電所帶來的嚴重環境污染,2006年全國人大會議正式通過“國民經濟第十一五規劃”,明確將積極發展核電。國內專家預測,到2020年,我國的電力裝機容量將增至9億千瓦以上。核電的供應如按4%的比例測算,屆時將有裝機容量3600萬千瓦以上,這意味着,在未來十幾年內,我國將會建設20多座核電機組,中國核電面臨大發展的良好機遇。
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石島灣核電站項目簡介
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。經國家發改委批准投資總額300000萬元,建設週期2008年-2015
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年。石島灣高温氣冷堆示範電站由華能集團、中核集團和清華大學分別以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。是我國第一座高温氣冷堆示範電站。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1×20萬千瓦級高温氣冷堆核電機組,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,建設週期長達20年。
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不過,畢竟示範項目規模只有20萬千瓦,難以真正發揮其規模效益。在石島灣核電站二期規劃中,還將投資建設4台125萬千瓦的三代AP1000壓水堆核電機組,以保證整個項目發電規模和利潤空間。屆時,石島灣核電廠將成為集三四代核電技術為一體的國內最先進的大型核電基地。
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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説道,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、地域侷限發電量不高,現階段只能作為補充。唯有核能可擔當主力。
石島灣核電站重要工程
高温氣冷堆核電站示範工程
模塊式高温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高温氣冷實驗堆核電站,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温堆特點的實驗電站。
為推動具有自主知識產權的高温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)》將高温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温氣冷堆重大專項領導小組;2007年9月,國防科工委組織編制了《高温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,標誌着該重大專項進入啓動實施階段。
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
AP1000是世界現有最安全、最先進的"第三代"核電技術,主要安全系統均採用簡化的非能動設計,並大量採用模塊化製造和施工技術,簡化了電廠系統和設備以及電廠的運行管理,提升了電廠的安全性,縮短了建造週期。隨着我國AP1000自主化依託項目(浙江三門、山東海陽核電)的實施,根據國家政策導向,石島灣核電廠壓水堆擴建工程將採用AP1000技術路線,分兩期建設4×1250MW機組。參考國內在建AP1000核電機組建設總工期及同期工程機組開工時間間隔情況,石島灣壓水堆擴建工程每台機組建設總工期按56個月考慮,機組開工時間間隔暫定為12個月,計劃全部於2020年前建成投產。
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。
從設計上,石島灣高温氣冷實驗堆堆芯最高温度不超過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。
一般來説,火電站建設週期不足兩年。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後才能進入下一工序。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,完全達標後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週期長達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,説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,燃料成本佔發電成本的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。
石島灣核電站發展歷程
石島灣核電站工程建設(4張)
2012年12月4日,華能山東石島灣核電廠高温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佈《華能山東石島灣核電廠高温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》。報告指出,國家核安全局曾於2009年8月對華能山東石島灣核電廠高温氣冷堆核電站示範工程進行了第一罐混凝土澆灌前施工準備情況的核安全檢查,距今已三年多。考慮到開工日期一直未能確定,施工準備停滯時間較長,2012年10月30—31日,國家核安全局組織檢查組對高温氣冷堆核電站示範工程FCD前的現場準備情況進行了複核檢查。
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,石島灣高温氣冷堆核電站示範工程開工建設。石島灣核電站項目總投資約1000億元人民幣,預計2017年底將實現約660萬千瓦的發電能力。按照規劃,石島灣核電站初期工程僅處於試驗階段,投資額約為30億元,高温氣冷堆的實際容量也僅為20萬千瓦,可以説屬於小型的核電機組。
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2013年1月初,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。
2013年1月13日,中共中央政治局委員、國務委員劉延東赴山東榮成石島灣高温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。
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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。
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2021年9月12日,華能石島灣高温氣冷堆核電站示範工程一號反應堆,成功進入臨界狀態,機組正式開啓帶核功率運行。
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2021年8月20日,石島灣核電廠1號機組首次裝料。
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石島灣核電站困境難題
擺在石島灣核電站乃至整個中國核電產業面前無法迴避的難題是,如何讓公眾消除恐懼,重建對核電技術的信任,使核電產業真正融入到地區經濟發展,成為能源產業結構轉型升級和應對氣候變化的重要力量。
中國最大核電項目重啓 專家稱安全不存在問題
中國原子能研究院周培德教授介紹説,石島灣核電站採用的技術是世界最先進的技術,安全是有保障的。“在安全方面,榮成的這個高温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。應該説,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。”
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從設計上,石島灣高温氣冷實驗堆堆芯最高温度不超過1500℃,而設計最大限值是1620℃。據瞭解,石島灣核電站實驗堆模擬過大量突發狀況,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。
核電站有着“超級印鈔機”的美譽。一般來説,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,第四代高温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。
石島灣核電站未來計劃
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,中國宣佈了修改後的核電產業規劃,並表示將重啓新反應堆項目的審批。日本福島核電站發生核泄漏已經將近十年,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着一些問題。“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説有待進一步改進,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。”
2023年7月31日,李強主持召開國務院常務會議,決定核准山東石島灣、福建寧德、遼寧徐大堡核電項目。
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石島灣核電站意義價值
依託石島灣核電站工程,中國系統掌握了高温氣冷堆設計、製造、建設、調試、運維技術,中國華能和清華大學共同研發了高温氣冷堆特有的調試運行六大關鍵核心技術,培養了一批具備高温氣冷堆建設和運維管理經驗的專業人才隊伍,形成一套可複製、可推廣的標準化管理體系,並建立起以專利、技術標準、軟件著作權為核心的自主知識產權體系。核電站的商運投產,對促進中國核電安全發展、提升我國核電科技創新能力等具有重要意義和積極影響。
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石島灣核電站所獲榮譽
- 參考資料
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- 1. 攻克多項技術難題 華能石島灣核電站全面進入調試階段 .央視網[引用日期2020-07-28]
- 2. 中國最大核電項目重啓 專家稱安全不存在問題 ..[引用日期2013-01-08]
- 3. 我國最大核電規劃項目開工 曾因日本核事故停工 .新浪網.2013-01-05[引用日期2013-01-05]
- 4. 山東三大核電項目兩項落定 石島灣年底開建 .中國城市低碳經濟網[引用日期2012-10-29]
- 5. 中國最大核電項目在山東榮成開工 曾模擬大量突發狀況 .人民網[引用日期2020-07-28]
- 6. 劉延東:切實組織實施好核電科技重大專項 .人民網[引用日期2020-07-28]
- 7. 世界首座模塊式高温氣冷堆核電站成功臨界 機組正式開啓帶核功率運行 .央視網[引用日期2021-09-12]
- 8. 全球首個商用高温氣冷堆核電站併網發電 預計2022年實現投產商運 .央視新聞客户端[引用日期2021-12-21]
- 9. 中國運行核電機組共55台,裝機容量56985.74MWe .澎湃[引用日期2023-02-02]
- 10. 國常會:決定核准山東石島灣、福建寧德、遼寧徐大堡核電項目 .鳳凰網[引用日期2023-07-31]
- 11. 全球首座第四代核電站商運投產 .新華社.2023-12-06
- 12. 全球首座第四代核電站商運投產 .新華網[引用日期2023-12-06]
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- 14. 全球首座第四代核電站商運投產,我國核電技術達到世界領先水平 .新浪科技.2023-12-06[引用日期2023-12-08]
- 15. 清華牽頭研發設計的第四代核電機組進入商業運行,系全球首個 .澎湃新聞[引用日期2023-12-08]
- 16. 2023年中國十大科技進展新聞揭曉!天問一號、第四代核電站等上榜 .央廣網.2024-01-11[引用日期2024-01-11]
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