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1月2日，國電投、中核集團(tuán)高層換將給了核電界一份開年禮。不過，回看核電2017年的成績單，多少有些遺憾。2017年2月的核電年度審批開工和建設(shè)完工目標(biāo)沒有全部完成，三門核電1號、海陽核電1號、臺(tái)山1號并沒有如預(yù)期并網(wǎng)發(fā)電，年內(nèi)計(jì)劃開工的8臺(tái)機(jī)組也幾乎全部失約。

不過，兩個(gè)項(xiàng)目雙雙趕在年關(guān)前完成計(jì)劃。2017年12月30日晚間，中國核電投資控股的田灣核電站3號機(jī)組首次并網(wǎng)成功，為2017年的完工清單添上一筆。

雖然并不在此前業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)的8臺(tái)機(jī)組范圍內(nèi)，原計(jì)劃在2017年年底投入建設(shè)的中核集團(tuán)福建霞浦示范快堆工程土建也踩點(diǎn)開工，成為2017年首個(gè)開工機(jī)組，計(jì)劃2023年建成投產(chǎn)。如果一切順利，霞浦示范快堆項(xiàng)目將成為中國首個(gè)快堆核電示范工程項(xiàng)目。

從實(shí)驗(yàn)到示范

我國核能發(fā)展戰(zhàn)略“三步走”分為熱中子反應(yīng)堆、快中子增殖堆、受控核聚變堆三個(gè)階段。

霞浦示范快堆項(xiàng)目作為國家批準(zhǔn)的重大專項(xiàng)，是中國核能“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略的第二步，對于推進(jìn)核燃料閉式循環(huán)、促進(jìn)我國核能可持續(xù)發(fā)展和地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要意義。

快堆，即“快中子反應(yīng)堆”，是世界上第四代先進(jìn)核能系統(tǒng)的首選堆型，代表了第四代核能系統(tǒng)的發(fā)展方向，其可使鈾資源利用率提高至60%以上，也可使核廢料產(chǎn)生量得到最大程度的降低，實(shí)現(xiàn)放射性廢物最小化。

近幾年，有關(guān)部門和專家針對我國快堆工程技術(shù)發(fā)展提出了分三步走的戰(zhàn)略：第一步，2011年建成中國實(shí)驗(yàn)快堆；第二步，2022年建成中國示范快堆；第三步，2025年左右，快堆實(shí)現(xiàn)商用推廣。從目前的時(shí)間節(jié)點(diǎn)看，比計(jì)劃時(shí)間稍慢。

1月3日，中國“快堆之父”的中國工程院院士徐銤預(yù)計(jì)，我國有望最快在2028年就能推廣示范快堆，比如5到6座。本世紀(jì)30年代就能建成高增殖快堆，如120萬千瓦級電功率，每隔6.2年，高增殖快堆可能實(shí)現(xiàn)快堆的核燃料翻一番，燃料增殖，高增殖就能促成快堆的更快的發(fā)展，大量替代排放二氧化碳的燃煤電站。

中國的快堆研究始于1965年，經(jīng)歷了基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究，以及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證階段。

2011年7月，中核集團(tuán)自主設(shè)計(jì)、建造的中國實(shí)驗(yàn)快堆成功并網(wǎng)發(fā)電，2012年5月通過國家科技部驗(yàn)收。2014年10月，示范快堆工程項(xiàng)目總體規(guī)劃方案獲得國家批準(zhǔn)，2015年7月31日，該工程施工啟動(dòng)，項(xiàng)目功率為60萬千瓦。

不過，示范堆的建設(shè)只能算剛邁出了快堆發(fā)展的第二步，需要對所有的工程問題、經(jīng)濟(jì)性問題進(jìn)行驗(yàn)證，才能過渡到商用快堆，最終實(shí)現(xiàn)大規(guī)模地投入運(yùn)行。

1月3日，一位中國科學(xué)院近代物理研究所專家向記者指出，快堆的突出特點(diǎn)是增殖能力強(qiáng)，從而提高鈾資源利用率。但存在兩個(gè)問題，第一，廢料的嬗變能力相對弱，堆型設(shè)計(jì)上就是用作增殖，不是處理核廢料。第二，快堆的核燃料制備是精細(xì)化的過程，需要把雜質(zhì)去掉，使用的MOX燃料是基于法國的閉式循環(huán)，成本太高。

廈門大學(xué)能源學(xué)院院長李寧也指出，快堆商業(yè)化需要解決的問題除了快堆技術(shù)本身，快堆的燃料也是比較大的問題。

據(jù)了解，因?yàn)镸OX燃料制備以及進(jìn)口困難，所以在實(shí)驗(yàn)快堆中不得不暫時(shí)使用高富集度的二氧化鈾為燃料。而為了實(shí)現(xiàn)核燃料增殖，還需要在示范快堆中進(jìn)一步研制MOX燃料。快堆所使用的MOX燃料是二氧化鈾和二氧化钚的混合氧化物，李寧指出，該制備工藝，至少在工業(yè)化層面上中國還沒有掌握，“相關(guān)設(shè)備還在研制過程中，未具備自主規(guī)模化制備燃料的能力，中間有很多關(guān)鍵設(shè)備、設(shè)計(jì)方面還沒有完全自主化掌握，所以商業(yè)化運(yùn)用還有相當(dāng)長的距離?！?/p>

不過，因?yàn)闄C(jī)組規(guī)模相對較大，霞浦快堆示范工程最終也會(huì)走向并網(wǎng)供電?！翱梢詤⒖记厣揭黄?0萬千瓦機(jī)組的路徑，當(dāng)時(shí)也是工程示范性質(zhì)的機(jī)組，但運(yùn)行過后，因?yàn)橹鸩浇鉀Q了商用問題，也成為了商業(yè)機(jī)組。所以霞浦示范機(jī)組未來不排除演變?yōu)樯逃脵C(jī)組?！崩顚幷f。

四代核電待發(fā)

除霞浦快堆示范工程外，在與霞浦相隔不遠(yuǎn)的福建三明，也初步規(guī)劃了快堆機(jī)組。福建三明核電廠廠址規(guī)模為四臺(tái)百萬千瓦級核電機(jī)組，一次規(guī)劃，分期建設(shè)，其中一期工程將以“中外合作、以我為主”模式建設(shè)，規(guī)劃建設(shè)1 1200兆瓦級鈉冷快中子反應(yīng)堆核電機(jī)組。目前正積極與俄羅斯合作開展BN-1200快堆項(xiàng)目。

記者致電三明核電廠了解到，目前三明核電站依然在前期準(zhǔn)備階段，通過眾多專題進(jìn)行論證，因?yàn)楦＝娏ο{和公眾接受度等問題，尚未審批建設(shè)。

“最早的時(shí)候，霞浦快堆示范機(jī)組選址在三明，但是因?yàn)榻y(tǒng)籌安排，在霞浦做較為集中的核電布局，加上三明處于內(nèi)陸等原因，才將快堆項(xiàng)目選址在霞浦，并且較快通過了審批，但是三明就滯后一些?！币晃蝗骱穗娙耸勘硎荆m然時(shí)間安排延后，但與霞浦快堆示范機(jī)組相比，三明的快堆機(jī)組規(guī)模更大。隨著示范機(jī)組的發(fā)展，三明的快堆技術(shù)也將越成熟。

除了鈉冷快堆外，氣冷快堆、鉛冷快堆、熔鹽堆、超臨界水堆和超高溫堆均屬于四代核電機(jī)組的范疇，我國的四代核電技術(shù)路線多點(diǎn)開花，已經(jīng)有不少四代核電的規(guī)劃、研究及在建項(xiàng)目。

其中，世界首座高溫氣冷堆核電站——華能山東石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程在2017年底也進(jìn)入了關(guān)鍵工程節(jié)點(diǎn)。2017年12月27日，該核電示范工程2#反應(yīng)堆核心設(shè)備部件基本安裝完成，工程已全面進(jìn)入調(diào)試階段，預(yù)計(jì)在2018年至2019年間實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。這一工程已實(shí)現(xiàn)90％以上的國產(chǎn)化率。

記者注意到，同樣作為示范機(jī)組，華能山東石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程被提及時(shí)直接使用了“商用機(jī)組”這樣的表述。

“因?yàn)樵擁?xiàng)目從清華實(shí)驗(yàn)室階段到示范工程階段的擴(kuò)容不大，技術(shù)沒有很大的變化，高溫氣冷堆技術(shù)已經(jīng)可以作為商業(yè)示范?！崩顚幹赋?，高溫氣冷堆始于當(dāng)時(shí)的國家863計(jì)劃，清華大學(xué)在科技部支持下設(shè)計(jì)建造了10兆瓦高溫氣冷實(shí)驗(yàn)堆，開始研究、開發(fā)。而且清華大學(xué)是從德國獲得了全套技術(shù)，經(jīng)過了20多年的研發(fā)已經(jīng)比較成熟。

另外，與快堆相比，中國高溫氣冷堆燃料元件制造實(shí)現(xiàn)了從實(shí)驗(yàn)室原型生產(chǎn)線到工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)線的直接轉(zhuǎn)化，其他的設(shè)備工藝體系基本國產(chǎn)，已經(jīng)形成較完整的生產(chǎn)鏈條。

據(jù)了解，利用清華大學(xué)中試生產(chǎn)線的技術(shù)成果，在中國核工業(yè)集團(tuán)建成了高溫氣冷堆核燃料元件廠，年產(chǎn)能力為30萬個(gè)燃料球。截至2017年11月底，生產(chǎn)線已累計(jì)生產(chǎn)36萬個(gè)球形燃料元件。

另外，隨著2017年9月25日，中核河北核電有限公司的成立，TWR-300行波堆示范項(xiàng)目落地有了主推的業(yè)主公司，為行波堆技術(shù)的發(fā)展提供試驗(yàn)與驗(yàn)證服務(wù)。世界首臺(tái)行波快堆核電機(jī)組或?qū)⒄Q生在中國。