【正文】 次數(shù)和出現(xiàn)異常事件次數(shù) ,增強(qiáng)安全性 。 采用 “風(fēng)險信息己知的在役檢查方式” ( Risk informed inservice inspection) 等完善核電維修技術(shù) 。通過這些改進(jìn)使核電機(jī)組的可利用率從 20 世紀(jì) 70 年代初的60 %左右提高到了現(xiàn)在的約90 %。實踐證明 , 機(jī)組安全性的提高和經(jīng)濟(jì)性的提高是可以相輔相成的 。 安全系統(tǒng)的改善和人員安全文化的提高必然促進(jìn)機(jī)組的穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行 , 從而提高效率和利用率 , 在經(jīng)濟(jì)上也得到好處 。(2) 發(fā)揮機(jī)組設(shè)計裕量 , 提高額定功率 。在核電機(jī)組設(shè)計時 , 由于考慮一些不確定性 , 都留有相當(dāng)?shù)脑Ａ?, 在對運(yùn)行經(jīng)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)分析后 , 這些不確定性就可相對確定 , 裕量就可發(fā)揮出來 。 因此 , 可以在保證安全指標(biāo)的前提下提高機(jī)組額定功率 。美國已有 50 多座機(jī)組都通過這些改進(jìn)使額定功率得到不同程度的提高 。(3) 延長機(jī)組壽期 。核電機(jī)組一般設(shè)計壽命為 40 年 , 現(xiàn)在各國都認(rèn)為這個壽期是可以延長的 , 都在考慮延壽的問題 。美國核管理委員會已為此制定了管理導(dǎo)則 , 并已審批通過了 40 多座核電機(jī)組壽命由 40 年延至 60 年 , 而現(xiàn)在申請延期者仍絡(luò)繹不絕 , 這是因為延壽的利益是十分顯著的 : 據(jù)測算機(jī)組延壽每 kW 的代價為250 ＄到750 ＄, 而 目 前 新 建 機(jī) 組 的 造 價 為 每 kW1 500 ＄至2 000 ＄。 何況如果機(jī)組不延壽 , 到期就要退役 , 面對退役拆除費不低于400 ＄/ kW 。第 5 期 　　　　　　　　歐陽予 , 等 : 國際核能應(yīng)用及其前景展望與我國核電的發(fā)展3據(jù) 稱 , 延 壽 后 的 發(fā) 電 成 本 可 降 低 到022(1222188＄/ kWh?！〉谌穗姍C(jī)組發(fā)展目標(biāo)第三代核電機(jī)組的設(shè)計原則為:以第二代核電機(jī)組積累技術(shù)儲備和運(yùn)行經(jīng)驗為基礎(chǔ),針對其不足之處,采用經(jīng)過開發(fā)驗證可行的新技術(shù),以顯著改善其安全性和經(jīng)濟(jì)性,滿足U RD文件或EU R文件及NU SS建議法規(guī)的要求 。歸納各國已提出的設(shè)計方案,有以下指標(biāo)和特點 。11　安全性指標(biāo)在安全性上,應(yīng)有預(yù)防和緩解嚴(yán)重事故的設(shè)施,以達(dá)到下列指標(biāo)要求:(1)堆芯熔化事故概率 ≤11010 5堆?年即每座反應(yīng)堆每1年運(yùn)行出現(xiàn)此類事故的概率不大于十萬分之一) 。(2)大量放射性釋放到環(huán)境的事故概率 ≤1010 6堆?年(即每座反應(yīng)堆每運(yùn)行1年出現(xiàn)此類事故的概率不大于百萬分之一) 。(3)核燃料熱工安全余量 ≥15 %。12　經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)在經(jīng)濟(jì)性上,要求能與聯(lián)合循環(huán)的天然氣電廠相競爭(我國的提法是要求能與脫硫煤電相競爭) ,具體指標(biāo)包括:(1)機(jī)組可利用率 ≥87 % 。(2)設(shè)計壽命為60年。(3)建設(shè)周期不大于54個月 。13　采用非能動安全系統(tǒng)采用非能動安全系統(tǒng),即利用物質(zhì)固有的重力 、流體對流和蒸發(fā)擴(kuò)散等天然原理,設(shè)計不需要專設(shè)電源或其他動力源驅(qū)動的安全系統(tǒng),以便在應(yīng)急情況下自然冷卻反應(yīng)堆和帶走堆芯余熱 。這既使系統(tǒng)簡化和設(shè)備減少,又提高了安全可靠性和經(jīng)濟(jì)性 。這是革新型的重大改進(jìn) 。在這方面,美國的A P 1000壓水堆是走在前面的 。14　單機(jī)容量進(jìn)一步大型化研究和工程建造經(jīng)驗表明,輕水堆核電站的單位kW比投資為隨單機(jī)容量( kW)的加大而減少的(在單機(jī)容量為150萬kW～170萬kW前均如此)。因此,歐洲法馬通 、德國電站聯(lián)盟聯(lián)合設(shè)計的EPR機(jī)組額定電功率約160萬kW ,已在芬蘭中標(biāo) 。美國西屋公司和燃燒公司也出于經(jīng)濟(jì)性的考慮將原單機(jī)容量 65 萬 kW 的 A P 600型機(jī)組發(fā)展為約 120 萬 kW 的 A P 1000 型機(jī)組 。日本三菱提出的 N P 21 型壓水堆核電機(jī)組的電功率為 170 萬 kW , 俄羅斯也正在設(shè)計的 VV ER型第三代核電機(jī)組功率為 150 萬 kW 。215　采用整體數(shù)字化控制系統(tǒng)國外近年來新建成投產(chǎn)的核電機(jī)組 , 如法國的 N4 、英國的 Sizewell 、捷克的 Temelin 、日本的 ABWR 均采用了數(shù)字化儀控系統(tǒng) 。經(jīng)驗證明 ,采用數(shù)字化儀表控制系統(tǒng)可顯著提高可靠性 , 改善人因工程 , 避免誤操作 。世界各國核電設(shè)計和機(jī)組供應(yīng)商提出的第三代核電機(jī)組無一例外地均采用整體數(shù)字化儀表控制系統(tǒng) 。我國 10MW 高溫氣冷試驗堆和田灣核電站均已采用整體數(shù)字化控制系統(tǒng) 。216　施工建設(shè)模塊化以縮短工期核電建設(shè)工期的長短對其經(jīng)濟(jì)性有顯著影響 。因此 , 新的核電機(jī)組從設(shè)計開始就考慮如何縮短工期 。有效辦法之一就是改變傳統(tǒng)的把單項設(shè)備逐一運(yùn)往工地安裝方式 , 向模塊化方向發(fā)展 : 以設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化和設(shè)備制造模塊化的方式盡可能在制造廠內(nèi) (條件較工地好) 組裝 , 減少現(xiàn)場施工量以縮短工期 。美國和日本聯(lián)合建設(shè)的 AB2WR 機(jī)組已成功地采用了這種技術(shù) 。美國 A P 1000 也將采用模塊化設(shè)計 、建造技術(shù) , 其工期可縮短為 48 個月 。德國 、美國 、南非正在研究設(shè)計的高溫氣冷堆 , 也是往模塊化方向發(fā)展 。目前 , 國際上開發(fā)的第三代核電堆型均為熱中子堆 , 如壓水堆 、沸水堆 、高溫氣冷堆 。這是因為目前僅熱中子堆有把握在近期實現(xiàn)商用化 。我國已明確第三代核電的堆型是電功率百萬 kW以上的壓水堆 。就壓水堆而言 , 國際上比較成熟的第三代大型核電機(jī)組有 A P 1000 、EPR 和 System80 + 3個型號 。System80 + 雖已通過美國核管會批準(zhǔn) ,但由于安全系統(tǒng)應(yīng)用非能動太少 , 美國已放棄使用 。美國西屋公司 A P 1000 和法國法馬通公司的 EPR 雖都滿足第三代核電機(jī)組的設(shè)計要求 ,但各有優(yōu)缺點 : EPR 的單機(jī)功率 (約 160 萬 kW)大于 A P 1000 的單機(jī)功率 (約 120 萬 kW) , 但它的能動安全系統(tǒng)比傳統(tǒng)的能動安全系統(tǒng)更加復(fù)雜 , 不如 A P 1000 的非能動安全系統(tǒng)先進(jìn) 。2001 年 4 月 , 美國政府在其 《能源政策報4華 北 電 力 大 學(xué) 學(xué) 報 　　　　　　　　　　　　　　　　　2007 年告》再次表明了支持發(fā)展核電的決心 , 指出發(fā)展核電是美國能源政策的重要組成部分 。目前 , 美國工業(yè)界在能源部的支持下 , 正在從比較成熟的壓水堆 、沸水堆 、高溫氣冷堆中選擇第三代核電的系列發(fā)展堆型 。我國 通 過 招 標(biāo) 和 競 標(biāo) 談 判 已 選 擇 了 A P 1000 為發(fā)展第三代核電機(jī)組的機(jī)型 。與此同時 ,我國也做好了自主開發(fā)更加先進(jìn)的第三代核電站的準(zhǔn)備 。3 　第四代核能利用系統(tǒng)研究進(jìn)展近年來 , 世界各國提出了許多反應(yīng)堆設(shè)計和核燃料循環(huán)方案的新概念 。2000 年 1 月 , 在美國能源部的倡議下 , 美國 、英國 、瑞士 、南非 、日本 、法國 、加拿大 、巴西 、韓國和阿根廷等 10個有意發(fā)展核能利用的國家派專家參加了 “第四代國際核能論壇” ( Generation Ⅳ Nuclear EnergyInternational Forum , 簡稱 GIF) , 并于 2001 年 7月共 同 簽 署 了 合 作 研 究 開 發(fā) 第 四 代 核 能 系 統(tǒng)( Gen Ⅳ) 的合約 (Charter) 。第四代核能系統(tǒng)開發(fā)的目標(biāo)為 : 2030 年前創(chuàng)新地開發(fā)出新一代核能系統(tǒng) , 使其安全性 、經(jīng)濟(jì)性 、可持續(xù)發(fā)展性 、防核擴(kuò)散 、防恐怖襲擊等方面都有顯著提高 。 研究開發(fā)不僅包括用于發(fā)電或制氫等的核反應(yīng)堆裝置 , 還包括核燃料循環(huán) , 以達(dá)到組成完整核能利用系統(tǒng)的目標(biāo) 。GIF 協(xié)會主要由各國政府部門支持的科研院所 、高等院校和工業(yè)界專家組成 。2000 年～2002年 , 先后有 100 多名專家召開了 8 次研討會 , 提出了第四代核能系統(tǒng)的具體技術(shù)目標(biāo) , 主要包括 :(1) 核電機(jī)組比投資不大于1 000 ＄/ kW , 發(fā)電成本不大于013＄/ kWh , 建設(shè)周期不超過 3年 。(2) 極低的堆芯熔化概率和燃料破損率 , 人為錯誤不會導(dǎo)致嚴(yán)重事故 , 不需要廠外應(yīng)急措施 。(3) 盡可能減少核從業(yè)人員的職業(yè)劑量 , 盡可能減少核廢物產(chǎn)生量 , 有完整的核廢物處理和處置方案 , 其安全性能為公眾所接受 。(4) 核電站本身要有很強(qiáng)的防核擴(kuò)散能力 ,核電技術(shù)和核燃料技術(shù)難于被恐怖主義組織所利用 。(5) 全壽期和全環(huán)節(jié)的管理系統(tǒng) 。(6) 國際合作開發(fā)機(jī)制 。2002 年 5 月 , 巴黎 GIF 研討會選出 6 種優(yōu)先發(fā)展的第四代核能系統(tǒng) , 包括 3 種熱中子堆和 3種快中子堆 。3 種熱中子堆為 :( 1 ) 超 臨 界 水 冷 堆 ( SCWR , Supercriticalwater2cooled Reactor) 。(2) 超高溫氣冷堆 ( V H TR , Very2high2tem2perat ure gas2cooled reactor) 。(3) 熔鹽堆 (MSR , Molten salt reactor) 。3 種快中子堆為 :(1) 帶有先進(jìn)燃料循環(huán)的鈉冷快堆 ( SFR ,Sodium2cooled fast reactor) 。(2) 鉛冷快堆 (L FR , Lead cooled fast reactor) 。(3) 氣 冷 快 堆 ( GFR