cap1400 和華龍一號三代大型核電積極推進

源于 ap1000，強于 ap1000，cap1400 是我國自主研發的三代核電非能動機組。cap1400 是我國在引進的美國西屋公司 ap1000 的基礎上消化、吸收再升級的非能動大型先進壓水堆核電機組。相比于 ap1000，cap1400 的機組功率提高 20%，進一步降低 了堆芯熔化概率，提高了抗擊大型商運飛機撞擊能力，優化了放射性廢物處理系統。我 國在 2010 年 6月完成了 cap1400 示范工程概念設計，并在當年 12 月通過了國家能源局審查；在 2012 年 cap1400 的出版設計基本完成，并于 2014 年 1 月通過了國家能源 局審查。2016 年 4 月，cap1400 通過國際原子能機構 iaea 的通用安全審評，取得國際認可。

cap1400 的總體設計目標是要提高電廠容量等級、優化電廠總體參數、平衡電廠 設計、重新進行全廠安全設計工程設計和關鍵設備設計與驗證、全面推進設計自主化與 設備國產化、積極應對福島事件后的國際國內技術政策、實現當前最高安全目標、滿足 最嚴環境排放要求，進一步提高經濟性，從而使綜合性能達到三代核電的世界領先水平。 根據設計升級，cap1400 的機組功率比 ap1000 提高 20%，同時進一步降低了堆芯熔化 概率，提高了抗擊大型商運飛機撞擊能力，優化了放射性廢物處理系統。

六大試驗課題為 cap1400 提供技術支持。核電專項 cap1400 示范工程六大試驗是核電重大專項支持設立的基礎類重大驗證課題，屬于支撐論證三代非能動核電關鍵系統運行及重要設備性能的機理研究，包括 cap1400 非能動堆芯冷卻系統性能研究及試驗、 cap1400 熔融物堆內滯留（ivr）研究及試驗、cap1400 非能動安全殼冷卻系統性能試 驗、cap1400反應堆結構水力模擬試驗、cap1400 堆內構件流致振動試驗和 cap1400 蒸汽發生器及關鍵部件性能試驗。六大試驗均為系統性試驗，需要各類設備和零部件構 成后共同作用。六大試驗在于驗證各系統的可靠性，確保各部分達到預期效果。

從 ap1000 到 cap1000，再到 cap1400，我國核電裝備制造能力大幅提升，美國對華出口禁令難擋中國走向核電強國之路。我國在引進 ap1000 之初，便開始了 ap1000 的國產化標準設計，同時全程介入 ap1000 依托工程的裝備和關鍵部件的研發生產。隨 著 ap1000 關鍵設備的研制和國產化深入，我國在 2011 年突破了 ap1000 蒸汽發生器的 關鍵技術；并在 2018 年 9 月 11 日，我國沈陽鼓風集團和哈電集團成功研制了 ap1000屏蔽電機主泵，成為繼美國之后第二個具備 ap1000 生產能力的國家。隨著 ap1000 設 備國產化的深入，我國裝備制造能力得到大幅提升，我國也開始了 cap1400 的關鍵設備 國產化。美國當地時間 10 月 11 日，美國能源部發布《美國對中國民用核能合作框架》（us. policy framework on civil nuclear cooperation with china），計劃對出口到中國的民用核能科技進行限制，主要是針對我國日漸強大的核電技術進行反制，主要限制的 是 1）核電輕水小堆；2）非輕水先進堆；3）2018 年 1 月 1 日以后的新技術。目前我國 cap1400 主要設備均在國產進程中。美國對我國的核反制只會倒逼我國核產業加速發展。

中核、中廣核技術融合，“華龍一號”孕育而生。1999 年中核集團啟動 cnp1000 概念設計，并在消化吸收引進了 ap1000 技術之后，完成了具有完整自主產權的三代核電 acp1000。同時 2005 年中廣核以法國引進的百萬千瓦級堆型——m310 型為基礎，推出 了 cpr1000 并在此基礎上對安全性與成熟性等方面進行了多項創新，成功研發出擁有自 主知識產權的 acpr1000+。2014 年 8 月 22 日，中核與中廣核正式簽署《關于自主三 代百萬千瓦核電技術“華龍一號”技術融合的協議》，雙方同意在 acp1000 和 acpr1000+ 技術基礎上各取所長，聯合開發，設計成一套擁有我國自主品牌的三代路線，自此“華 龍一號”正式孕育而生。2017 年 5 月，福清 5 號機組吊裝成功，標志著“華龍一號”全 球首堆全面進入設備安全階段。“華龍一號”的發展標志著中國核電從“中國制造”走到 了“中國創造”，中國核電的“強國夢”正在實現。

堅持國產化路線，是我國核事業的主旨。始終堅守國產化路線，是我國核電技術能夠真正獨立自主、不受國外制約的唯一途徑。在“華龍一號”所有國產化進程中，最艱難的 是被稱作為核電站“心臟”的主泵，我國核電站 2008 年以前使用的主泵皆是國外進口 的，為發展自己的核心競爭力，中核公司結合以往參與的各類項目與自身自主設計的技 術優勢，對全球市場上的主泵做了詳細的分析與研究，目前已實現主泵大部分核心關鍵 部件完全國產化，國產主泵泵殼壽命也提升至 60 年，目前，“華龍一號”技術設備國產 化率已超 85%預計未來隨著技術與研發的不斷投入，“華龍一號”國產化率還將不斷提升。

核電模塊化和小堆亦是未來發展趨勢

模塊小型堆具有高參數，可滿足核能發電、工業工藝供熱、城市區域供熱、海水淡化等 多種用途所需的熱能參數要求。國際原子能機構（iaea）將“小型先進模塊化多用途反 應堆（小堆）”定義為 30萬千瓦以下的反應堆。小堆相較于大堆型，小型核電反應堆采 用一體化、模塊化的設計方式，并結合高安全性特點，使得小堆具有很好的環境適應性 以及選址優勢。這讓小堆可以建立在人口密集地區周邊，靠近用戶，實現熱電聯產和分 布式供電等多種能源需求供給。同時海上小堆的研發可以為海上油氣田開采、海島開發 等供給能源，還能開發核動力破冰船和核動力商船。

十三五規劃聚焦小堆發展，國內小堆技術發展迅速。我國政策大力支持小堆技術發展。《能源發展“十三五”規劃》要求“在核電建設方面，堅持熱堆、快堆、聚變堆‘三步 走’技術路線，以百萬千瓦級先進壓水堆為主，積極發展高溫氣冷堆、商業快堆和小型 堆等新技術”；《電力發展“十三五”規劃》提出要開展小型智能堆、商業快堆和熔鹽堆 等先進核能技術研發；《能源技術創新“十三五”規劃》也表示將建設模塊化小型堆和低 溫供熱堆示范工程納入示范實驗類進行重點發展。我國的小堆主要技術路線為中國核工 業集團公司開發的的 acp100。為了結合海洋環境，采用鋼安全殼、長壽期棒控堆芯和 反應堆處海面下等措施的 acp100s 和 acp25s 相繼推出。acp100s 和 acp25s 能確保換 料周期超兩年、事故時非能動余熱導出、反應堆絕對安全。目前我國的“acp100s 大型 海上核動力浮動平臺示范項目”已在膠東開工建造。這個平臺共包括 2 個大型海上浮動核電站系統，每個系統采用雙堆布置，單堆 12.5 萬千瓦，發電總量可達 30 萬千瓦，每 年大概可以供應 4000 萬度電，1 萬噸高溫蒸汽、1000 萬噸淡水以及 200 噸濃鹽水， 每年可以減少燃煤消耗 萬噸。

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