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CAP1400 发布于:

CAP1400型压水堆核电机组是在消化、吸收、全面掌握我国引进的第三代先进核电AP1000非能动技术的基础上,通过再创新开发出具有我国自主知识产权、功率更大的非能动大型先进压水堆核电机组。目前我国所建的示范电站位于山东威海市荣成石岛湾厂址,拟建设2台CAP1400型压水堆核电机组,设计寿命60年,单机容量140万千瓦。

CAP1400概念设计于2010年底通过国家审查;初步设计于2011年完成,于2014年1月通过了国家能源局组织的专家审查。

CAP1400示范工程计划于2014年正式开工,2018年并网发电。

建成压水堆重大专项CAP1400示范工程核电站,是我国三代核电技术自主创新的标志,同时也是三代核电技术创新发展不可或缺的试验、验证平台。压水堆重大专项CAP1400示范工程已列入国家发改委调整后的《核电中长期发展规划》。

CAP1400示范工程一级进度计划已上报国家重大专项领导小组审批。 示范工程选址阶段“两评报告”(环境影响报告和厂址安全分析报告)已于2013年通过环境保护部(国家核安全局)审评;初步安全分析报告(PSAR)及专项审查接近尾声;工程可行性研究报告报批取得实质性进展。

2009年12月17日,国家核电和中国华能集团公司以55%和45%比例出资设立国核示范电站有限责任公司,将全面负责我国压水堆重大专项示范工程CAP1400和后续CAP1700的建设管理和建成后的商业运营。

CAP1400核岛施工图设计已经完成约65%;反应堆压力容器、蒸汽发生器、主泵、TG包等20项长周期设备合同已经签订,正由国内主要设备制造商按计划制造;核岛正式开工前的各项基础施工计划开展。

2015年中国进入核电重启的关键之年,以华龙一号、AP1000和CAP1400为代表的三代核电技术将引领中国未来核电规模化发展的主流。

CAP1400型压水堆核电机组,指的是在消化、吸收、全面掌握我国引进的第三代先进核电AP1000非能动技术的基础上,通过再创新开发出的具有我国自主知识产权、功率更大的非能动大型先进压水堆核电机组。

作为《国家中长期科学和技术发展规划纲要》确定的16个国家科技重大专项之一,其从开始研发之际,就注定备受关注。

2008年2月15日,国务院第209次常务会议上通过重大专项总体实施方案,并将CAP1400的研发和示范工程建设列为重大专项的重点任务,由国家核电牵头,吸收有关单位共同攻关。

为此,国家还特批了山东威海市荣成石岛湾厂址,用于建设CAP1400示范核电站,拟建设2台CAP1400型压水堆核电机组,单机容量可达150万千瓦。

如果建设完成,该示范工程将成为我国自主设计的单机容量最大的核电项目,也将强劲推动为国内核电规模化建设和出口。因为根据当初国核技与西屋签订的引进AP1000技术的合同,国核技开发的非能动大型压水堆功率超过135万千瓦,则表明拥有自主知识产权,可以对第三国出口。

“早在2008年开始研发起,我们就跟核电监管部门沟通,希望安审部门从最初就介入到CAP1400的审查工作。” 国家核电技术公司科研部、重大专项办公室主任范霁红对《能源》杂志记者表示,“到如今初步安全分析报告通过审查,经过了6年时间。”

根据国核技的介绍,跟AP1000相比,CAP1400重新设计了反应堆和所有主设备,堆芯采用193盒高性能燃料组件,并且自主设计可抗击大型商用飞机恶意撞击的钢板混凝土(SC)结构屏蔽厂房。汽轮机发电机系统和辅助系统、钢安全壳等关键设备也得以重新设计。进一步增强核电站抗击地震、外部水淹等极端自然灾害的设防,非能动安全系统具备72小时后的补给能力。

2014年1月,国家能源局宣布,核电重大专项CAP1400初步设计内容完整,设计方案先进、可行,总体上可靠,同意通过审查。

2013年3月,CAP1400示范工程的初步核安全报告审评工作启动,到2014年9月结束“历时17个月,堪称我国核电发展史上范围最广和程度最深的一次。”范霁红说。

据了解,直接参与审评的专家学者超过260多人,经30多次的对话、讨论,共计提出并解答问题5000余个,前后形成了1000多个工作单。

值得一提的是,由于CAP1400是新技术,在此之前,我国核电监管部门尚缺乏专门审查该技术的经验和人力。为此,监管部门还专门扩建人员,制定了新的审查方式。

本次安全审查除以往的文件审查外,还开展了六大专项审查、核安全中心独立审核计算、设计验证试验见证和核安全中心的独立试验验证等五大方面的核安全审查。国家核安全局还对审评中提出的19个重要问题,形成了审评技术见解,并通过核安全专家委员会的审议。

最大的质疑来自于关键设备的问题。对CAP1400而言,目前最具有挑战性的设备,主要为主泵、爆破阀和数字化仪控系统。

“AP1000的主泵由美国负责制造,他们经验很丰富,但在制造过程当中遇到了不少困难,国核技如何能保证CAP1400的关键设备不出问题?况且它的功率还增加不少。不少人存在这个担心。”一不愿具名的核电人士向记者如此表述。

AP1000主泵在建设过程出现诸多不顺,从制造阶段开始,泵壳、叶轮等就出现问题,随后在试验过程中又出现新问题。直至9月下旬,西屋公司和主泵制造商EMD公司针对主泵的改进经试验表明取得成功。

对于此,国核技承认,确实面对这方面的压力。范霁红对记者解释说,AP1000建设期间出现如此多的问题,国核技和相关制造企业、设计院全程参与问题的解决,实际上是非常重要的经验,这些问题在今后就会比较容易避免。另一方面,正是因为国内的技术基础较差,所以解决问题时大家比较谨慎,在时间上准备比较从容,资金投入也更大,从材料、零部件开始研制的过程中,安排了较美方更多的测试验证和不同规模的试验。

实际上,为了避免CAP1400避免AP1000出现设备难题,国核技做了两手准备。“国核技对这些关键设备都安排两到三家厂家进行培育培育。”上海核工程研究设计院院长郑明光曾表示。

CAP1400的主泵,原本只有沈鼓和哈电引进美国EMD的技术,采用与AP1000一样的屏蔽式主泵。采用德国KSB公司的湿绕组泵技术路线,“双保险”推进。

2011年9月,国核工程有限公司与SEC-KSB签署CAP1400湿绕组主泵订货合同,已于2012年3月完成了初步设计评审工作,2014年2月完成了样机试验方案的评审工作。

据最新消息显示,2014年9月3日,CAP1400示范工程湿绕组主泵样机芯包(主泵除泵壳外的可移出部分)在完成全部电气部分试验后,从德国汉堡港启运离港,预计将于10月中旬到达上海电气凯士比核电泵阀有限公司(SEC-KSB),届时将启动工程试验和耐久性试验。

“此次与德国技术谈判,更为谨慎,要求必须做1:1的工程样机。而且项目本来需要四台主泵产品,但我们要求制造五台,有一台样机专门拿来做试验,便于发现和解决问题。”范霁红对记者称。

业内对于CAP1400设备的担忧还不止在于主泵。“由于CAP1400机组采用二回路设计,每一回路就需要承受70-75万千瓦的功率,这对蒸汽发生器等配套的设备要求就非常之高。”有核电专家向记者表明,“据我所知,国产化设备的制造能力还未达到能制造如此大功率设备的水平。

在电站FCD之前,国核技列明的29类需要在此之前制造的设备,已经签了26类,剩下三类有的是部分合同已签,有的还在谈判过程或招标过程当中。“这些设备当中,从技术难度上说,大多数没有大的技术难关。但并不意味着这些设备制造没有风险。” 范霁红坦承,因为从过去核电站的经验看,就算是成熟的设备在制造过程中也会出现诸多不符合项带来的问题。

中国国家能源局与南非能源部于2014年11月签署《中南政府间民用核能项目合作框架协议》。

实际上,中国针对南非开展的人才培养已于2015年得到执行。由国家核电承担的南非民用核能培训项目,分三个阶段,共为南非培养200名核电技术人才。

作为中国唯一同时拥有火电、水电、核电及新能源的综合能源集团旗下核电业务整合发展平台,国家核电承担我国三代核电技术引进、消化、吸收、再创新的战略任务,实现技术研发、工程管理与投资运营一体化管理。国家电投1月6日召开的首次核电发展专题研究会议信息显示,未来国家核电将成为具有国际竞争力的核电技术系统供应商、核电投资运营商和能源工程技术服务商。


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