淺談核電技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

趙麗菲

摘 要：在當(dāng)今時(shí)代，所有的國家都面對(duì)著一個(gè)非常嚴(yán)峻的問題，即資源有效供應(yīng)和環(huán)境清潔。就是在這種背景之下，核能開始受到人們的關(guān)注，因?yàn)樗且环N全新的清潔能源。對(duì)于我們國家來講，核電事業(yè)在最近幾年中獲取了非常顯著的成就，文章具體的對(duì)當(dāng)前的核能技術(shù)的進(jìn)展等進(jìn)行詳細(xì)的論述。

關(guān)鍵詞：核電技術(shù)；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

1 當(dāng)前時(shí)代核電科技的發(fā)展方向

1.1 核能復(fù)蘇的動(dòng)向

美國提出將核能復(fù)蘇的構(gòu)想。2001年5月17日，美國總統(tǒng)布什頒布新的美國核能政策，指出“應(yīng)該發(fā)展清潔的、資源無限的核能”，能源政策提出“把擴(kuò)大核能作為國家能源政策的重要組成部分”，而且論述了幾點(diǎn)帶動(dòng)核電復(fù)蘇的條例內(nèi)容。要求美國核管會(huì)在審批新的先進(jìn)反應(yīng)堆申請(qǐng)?jiān)S可證的過程中將保證安全和環(huán)境保護(hù)作為最重要的條件。要求核管會(huì)推動(dòng)核電企業(yè)對(duì)現(xiàn)役核電站安全升級(jí)、增加發(fā)電量。要求核管會(huì)對(duì)現(xiàn)役核電站重新發(fā)放許可證，使之達(dá)到或超過安全標(biāo)準(zhǔn)。提出發(fā)展下一代核技術(shù)和先進(jìn)的核燃料循環(huán)，重新審訂核燃料處理方法的研究，使得核廢料少并具有強(qiáng)的防核擴(kuò)散能力；不鼓勵(lì)積累分離钚；要發(fā)展清潔、高效、廢物量少、防核擴(kuò)散的乏燃料處理處置技術(shù)。在2001年5月召開的核能會(huì)議上，美國核工業(yè)界提出在2020年前，新增核電裝機(jī)5000萬kW的設(shè)想目標(biāo)。2001年8月初，美國眾議院通過了“保障美國未來能源”的法案，鼓勵(lì)在目前的廠址上積極的進(jìn)行全新的建設(shè)工作，增加國家在核能方面的研究費(fèi)用，增加各大學(xué)的核科學(xué)及核工程的教育經(jīng)費(fèi)和研究費(fèi)用。

1.2 第四代核電技術(shù)概念的提出

1.2.1 第四代核電技術(shù)的概念

把五、六十年代建造的驗(yàn)證性核電站稱為第一代；70、80年代標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、批量建設(shè)的核電站稱為第二代；第三代是指90年代開發(fā)研究成熟的先進(jìn)輕水堆；該項(xiàng)技術(shù)指的是將要開發(fā)的核電技術(shù)，它的關(guān)鍵特點(diǎn)是避免擴(kuò)散，有著較高的經(jīng)濟(jì)性，而且較為安全，不會(huì)產(chǎn)生過多的廢氣物質(zhì)。

1.2.2 研發(fā)的意義

美國政府之所以對(duì)之前一代的核電科技存在異議，主要在于如下的幾個(gè)內(nèi)容。首先沒有考慮到核擴(kuò)散問題，其次是在費(fèi)用上不是很節(jié)省。就是在這種背景下，全新的發(fā)展技術(shù)才被提到議事日程中。

1.2.3 構(gòu)想發(fā)展速率

如今的關(guān)鍵活動(dòng)是積極的探索并且明確全新核電的特性規(guī)定。不斷的從原則規(guī)定，落實(shí)到具體的細(xì)節(jié)內(nèi)容，在這個(gè)前提下再進(jìn)行堆型探索。目前估計(jì)在2020年之前能夠最少建成一個(gè)示范基地。時(shí)間之后再對(duì)其擴(kuò)張發(fā)展。在2001年到2030年這段時(shí)間內(nèi)，將建造一批第三代的先進(jìn)輕水堆核電機(jī)組。

1.2.4 目前獲取的成就

如今階段，這個(gè)活動(dòng)還處在最初始的時(shí)期，目前是由一些高等院校的教授以及科研機(jī)構(gòu)的工作者共同開展探索工作的。其論述的性能規(guī)定只是原則層次上的，要細(xì)致深化的內(nèi)容還有非常多，要經(jīng)由多方面的審定才可以獲取。目前還無法開展具體的堆型選取工作。如今就將一個(gè)堆型當(dāng)成是第四代堆型的話很顯然是不合理的。

2 國際上核電技術(shù)的發(fā)展方向

2.1 將提升安全性，節(jié)約費(fèi)用當(dāng)成是發(fā)展的關(guān)鍵方向

對(duì)于核電市場(chǎng)來講，一種機(jī)型要想維持穩(wěn)固的發(fā)展同時(shí)不會(huì)被市場(chǎng)所拋棄，就要做好一點(diǎn)重要的內(nèi)容，即保證安全，而且節(jié)省費(fèi)用。在最近的時(shí)間段中提出的很多關(guān)鍵性的文件資料都是圍繞著這個(gè)點(diǎn)而展開論述的，也就是說在當(dāng)前時(shí)代要想保證核電市場(chǎng)的穩(wěn)固發(fā)展，就要切實(shí)的提升安全以及穩(wěn)定性能，而且在此同時(shí)還要努力的節(jié)省費(fèi)用。如堆芯熔化概率<1.0×10-5/年，大量放射性釋放概率<1.0×10-6/年，燃料熱工安全裕量≥15%等。

2.2 目前很多國家都積極的增加現(xiàn)用核電站的使用時(shí)間

從花費(fèi)的資金上來看，增加使用時(shí)間比對(duì)于建設(shè)一個(gè)新的核電站來講是更加的節(jié)省費(fèi)用的。從其是否可行的層次上來講，迅速更換反應(yīng)堆的部件等措施、延長(zhǎng)反應(yīng)堆壽期在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上已得到了驗(yàn)證。很多在最初設(shè)計(jì)的時(shí)候打算使用40年的目前都可以使用到60年。如今外國很多國家，比如英美日等都在積極的探索如何才可以增加其使用時(shí)間。

2.3 單機(jī)的容量開始朝著大規(guī)模化轉(zhuǎn)變

目前為了節(jié)約資金，不斷的朝著大規(guī)模發(fā)展，很多國家都開展了相關(guān)的探索工作。比如俄羅斯提出建造150萬kW的壓水堆機(jī)組的概念；日本三菱公司提出了建造150萬至170萬kW的壓水堆機(jī)組；日本的東芝、日立提出了建170萬千瓦的ABWR-II的概念來提高安全性。

目前通過分析得知，國際上最先進(jìn)的設(shè)計(jì)思想，通常都是在之前的設(shè)計(jì)前提下設(shè)置了非能動(dòng)安全系統(tǒng)，以此來替代之前的體系，并不是說要整體的都使用非能動(dòng)的體系，而根據(jù)技術(shù)成熟程度和對(duì)機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)性能的改進(jìn)程度確定采用哪幾個(gè)非能動(dòng)安全系統(tǒng)，即是非能動(dòng)、能動(dòng)混合型的安全系統(tǒng)。

3 世界范圍內(nèi)的發(fā)展給我們國家的核電事業(yè)帶來的影響

第一，我國要想發(fā)展好核電事業(yè)，就要將重點(diǎn)放到安全節(jié)約的層次上。目前提升安全能力，節(jié)省費(fèi)用是整個(gè)國際范圍內(nèi)的統(tǒng)一思想。由三哩島事故和切爾諾貝利核電事故誘發(fā)產(chǎn)生的核能發(fā)展的公眾接受問題，已成為世界核電發(fā)展的最大障礙，假如無法設(shè)計(jì)出更為安全的核電設(shè)備的話，核電事業(yè)就無法穩(wěn)固的前進(jìn)，更不要提獲取效益了。

第二，要著眼于壓水堆技術(shù)。在上個(gè)世紀(jì)的中后期的時(shí)候，由國家計(jì)委、原國家科委聯(lián)合召開的我國發(fā)展核電的技術(shù)政策論證會(huì)確定，后報(bào)經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)頒布實(shí)施，發(fā)展壓水堆核電技術(shù)路線。我們國家在最近幾十年的發(fā)展情況證明了一點(diǎn)，即在我們國家開展壓水堆工藝是對(duì)的，而且在這方面也已經(jīng)獲取了非常顯著的成就，并建立了較好的科技工業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)，培養(yǎng)了一支較強(qiáng)的、專業(yè)配套的科研設(shè)計(jì)隊(duì)伍。在今后的發(fā)展過程中，要將壓水堆科技當(dāng)成是發(fā)展的前提，積極的探索全新的發(fā)展道路。

第三，我們國家全新的核電設(shè)備類型要合乎國際文件規(guī)定。我們國家在研發(fā)全新的核電設(shè)備的時(shí)候，要保證其和當(dāng)前國際上的總體發(fā)展線路是一致的，要合乎相關(guān)的國際條例。不過這并不是說我們的發(fā)展要完全的按照國外的路線來進(jìn)行，要將這些條例內(nèi)容和我們國家的具體情況結(jié)合到一起，得到合乎我們國家發(fā)展情況的具體資料，然后在這個(gè)背景下積極的開展研究探索工作。要在確保設(shè)計(jì)內(nèi)容合乎安全穩(wěn)定性能的背景之下，盡量的將費(fèi)用降到最低。

第四，發(fā)展新機(jī)型的時(shí)候要將重點(diǎn)放到系統(tǒng)精簡(jiǎn)，儀表數(shù)字化等方面。結(jié)合當(dāng)前世界的發(fā)展方向可知，我國在發(fā)展的時(shí)候要切實(shí)的將重點(diǎn)放到精簡(jiǎn)設(shè)計(jì)，提升安全等方面來。采用模塊化技術(shù)可縮短建設(shè)周期，提高經(jīng)濟(jì)性。數(shù)字化的儀表控制系統(tǒng)是提高核電的安全性、運(yùn)行可靠性和經(jīng)濟(jì)性的重要措施。

最后，積極的開展全新的設(shè)備類型研發(fā)工作，爭(zhēng)取和世界范圍內(nèi)的領(lǐng)先科技相接軌。

根據(jù)國家計(jì)委《國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十個(gè)五年計(jì)劃能源發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃》中提出的“自行開發(fā)新一代核電站”的要求和世界核電發(fā)展的趨勢(shì)，我們應(yīng)抓緊新一代的核電機(jī)型的研究開發(fā)工作，爭(zhēng)取在2010年前完成機(jī)型的研究開發(fā)工作，具備上首堆工程的條件。從“十二五”初到“十二五”末或“十三五”初，完成首堆工程建設(shè)和投運(yùn)， 實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化、批量化建設(shè)，這樣大體可趕上世界核電發(fā)展的步伐。

參考文獻(xiàn)

[1]賀峰.全球核電發(fā)展態(tài)勢(shì)分析[J].高技術(shù)通訊，2006.