“華龍一號”為何能在英國安家

姚明勤

據(jù)媒體報道，2015年10月21日，中國廣核集團(tuán)與法國電力集團(tuán)在倫敦正式簽訂英國新建核電項目的投資協(xié)議，中法將共同投資興建英國核電項目，其中英國某核電項目擬采用中國自主三代核電技術(shù)“華龍一號”。中廣核董事長介紹說，“華龍一號”以其安全性和經(jīng)濟(jì)性，目前已引起多個國家的強(qiáng)烈興趣，英國核電項目的落地將對“華龍一號”開拓國際核電市場產(chǎn)生良好的示范效應(yīng)。

“華龍一號”是由中國兩大核電企業(yè)中國核工業(yè)集團(tuán)公司和中國廣核集團(tuán)在我國30余年核電科研、設(shè)計、制造、建設(shè)和運(yùn)行經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，根據(jù)日本福島核事故經(jīng)驗反饋以及我國和全球最新安全要求研發(fā)出的百萬千瓦級壓水堆核電技術(shù)。中國由核電大國向核電強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變，一個重要標(biāo)志是擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的核電技術(shù)，并實現(xiàn)“走出去”。中國政府對核電“走出去”高度重視，在2013年中央經(jīng)濟(jì)工作會議上，中國國家主席習(xí)近平和國務(wù)院總理李克強(qiáng)都提到要把核電和高鐵作為重要出口項目，加以推動落實。核電“走出去”已成為中國國家戰(zhàn)略。

“華龍一號”在核電大國英國安家的基礎(chǔ)

2015年10月21日，在習(xí)近平主席和卡梅倫首相的見證下，中國廣核集團(tuán)與法國電力集團(tuán)在倫敦正式簽訂了英國新建核電項目的投資協(xié)議。

英國是世界老牌核電大國。世界上第一座商用核電站就是1956年首先由英國建立的。那么，作為核電大國和老牌核技術(shù)強(qiáng)國的英國，如今為何向中國“伸手”呢？

我國創(chuàng)建核工業(yè)已有60年的歷史。從1970年2月8日周恩來總理批示建設(shè)上海核電站以來，我國核電發(fā)展也已有45年，迄今已建成并在運(yùn)行的有25座核反應(yīng)堆，另有26座正在建設(shè)中，是全球新建核電站最多、最快的國家，核電占比由2005年的約2%、2010年的4%上升到2015年的6%，到2020年將繼續(xù)上升到8?10%。我國核電之所以快速、高效發(fā)展，是因為得到了一條最重要的經(jīng)驗和教訓(xùn)：核電的核心技術(shù)是買不來的，只有經(jīng)過自己艱苦奮斗、探索創(chuàng)新，獲得核心技術(shù)，才能使自己受益，也才能使別人信任。

在過去，一個核電大國或核電強(qiáng)國是靠核電裝機(jī)容量來支撐的;而現(xiàn)在僅靠這些已經(jīng)不夠：發(fā)展核電的安全性和經(jīng)濟(jì)性愈來愈重要。

2011年3月日本福島發(fā)生核電站爆炸事故，在世界引起巨大反響。其后德國宣布棄核，而英國不但沒有棄核，還決定擴(kuò)展核能技術(shù)優(yōu)勢，尋求外部合作，一方面使英國正在運(yùn)行的、能夠滿足該國7%電力需要、但日益老化的八座核電站的16個核電機(jī)組的核電系統(tǒng)得到改造，以實現(xiàn)最后安全關(guān)閉;另一方面，為降低污染，決定于2025年前廢除煤電，并且新建最清潔的能源——核電，這也是英國完成減排二氧化碳的環(huán)保目標(biāo)的需要。

但是，建設(shè)核電站成本昂貴，這是制約核電發(fā)展的一大問題，因此降低成本就是目前建設(shè)核電站面臨的最大挑戰(zhàn)。俄羅斯核電成本相對較低，在市場競爭中迅速擴(kuò)展，取得的訂單占世界70%以上;而中國核電建設(shè)的高效率和低供應(yīng)鏈已被許多國家所看中，被認(rèn)為是降低核電建設(shè)費(fèi)用的捷徑。這也是中國核電能夠躋身包括法國電力公司、美國西屋電氣公司、俄羅斯國家原子能公司等強(qiáng)手如云的世界核電市場的關(guān)鍵。

此次英國核電項目總投資180億英磅，建設(shè)三套核電機(jī)組，其中一套就是“華龍一號”。法國與中國共同投資，法國占股66.6%，中國占33.3%。這是英國22年來新建的第一座核電站。

世界核電發(fā)展為何急需第三代核電站

日本福島核電站爆炸事故的沖擊，加上核電建設(shè)周期過長、成本過高，以及頁巖氣和可再生能源（太陽能和風(fēng)能）開采利用技術(shù)的迅速發(fā)展，使核電發(fā)展受到巨大影響，甚至致命打擊。

但是，在世界氣候變化、節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展的需求日益緊迫的今天，清潔的、更安全的、“經(jīng)濟(jì)型”的第三代核電站具有現(xiàn)實的需要。2014年9月國際原子能機(jī)構(gòu)關(guān)于世界核電發(fā)展前景的報告指出，目前有33個國家正在考慮規(guī)劃或啟動核電站計劃，六個國家決定新建核電站，五個國家在積極籌備;考慮核電計劃的國家多達(dá)19個，到2030年擁有在運(yùn)核電廠的國家數(shù)量將從目前的30個增至35個。俄羅斯幫助埃及建設(shè)的第一座核電站將于2015年底開工，越南已與俄羅斯和日本合作建設(shè)兩座核電站，印尼、泰國已通過招標(biāo)建設(shè)核電站的立法。

在歐美發(fā)達(dá)國家，上世紀(jì)70年代世界石油危機(jī)后建成的很多核電站現(xiàn)已逐漸面臨退役，能源供應(yīng)怎樣銜接成為一個大問題。譬如核電占比世界最高的法國，到本世紀(jì)20年代，其58座設(shè)計壽命為40年的核電站中有半數(shù)將到期;美國有62座核電站、99個核反應(yīng)堆，現(xiàn)已關(guān)閉四個核電站（共五個反應(yīng)堆），幾年后將關(guān)閉更多。所以，安全性更高的第三代核電站具有緊迫需求。

國內(nèi)有知名理論物理學(xué)家表示：“不能保證核電站百分之百安全，我就反對;沒人能保證這一點，所以中國核電站不應(yīng)擴(kuò)張?！钡枪P者認(rèn)為，事物沒有絕對的。核電追求百分之百安全是一種先進(jìn)設(shè)計理念。但是誰能保證核電站百分之百安全，又有誰能相信這種保證？難道沒有百分之百安全保證的事就不能做嗎？上世紀(jì)70年代末，正當(dāng)我國決定引進(jìn)法國核電站時，美國發(fā)生三哩島核電站重大事故。1979年9月中國核電代表團(tuán)到法國考察時問法方，能否保證核電站不出大事故，法方做了否定回答。在既無保證、又無百分之百可能性情況下，廣東大亞灣核電站拖了10年才建，而現(xiàn)在已安全運(yùn)營20年（能源七成供給香港），人們贊揚(yáng)、感謝清潔、低廉核能帶來的好處?？傊?，在核電高效發(fā)展和應(yīng)用上，應(yīng)相信人類的進(jìn)步和創(chuàng)新能力。

為何追求“華龍一號”

1979年美國三哩島核電站發(fā)生事故，雖未發(fā)生大爆炸，但其危險性和危害性使人類第一次產(chǎn)生了恐懼，所以美國30多年來沒有新建一座核電站;1986年蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站爆炸，再次引起人們恐慌。由于切爾諾貝利核電站采用的是沸水堆，安全性略差，所以后來的核電站基本都采用壓水堆型核電機(jī)組。但福島核電站爆炸更引起人們恐慌與沉思。很多國家的能源供應(yīng)離不開核電，不可能棄核，只是對核電安全性有更高要求。于是，更有保證的第三代核電站應(yīng)運(yùn)而生。

第二代核電站的安全設(shè)計措施采用的是緊急停堆（或稱應(yīng)急停堆、事故停堆）設(shè)計系統(tǒng)。在反應(yīng)堆控制系統(tǒng)失靈、卡殼或者失水事故發(fā)生時，馬上注入毒物以吸收中子，使反應(yīng)堆核鏈?zhǔn)椒磻?yīng)停止，堆芯不會產(chǎn)生熔融（筆者1965年曾負(fù)責(zé)該系統(tǒng)的“〇九設(shè)計”）。但那時的設(shè)計沒有考慮到發(fā)生完全斷電的情況，只考慮到萬一電斷了，有另一路輔助電源自動并網(wǎng)。而福島第一核電站六個機(jī)組中的一個發(fā)生了完全斷電，引起堆芯熔融，產(chǎn)生爆炸，但相距較近的福島第二核電站四個核電機(jī)組卻沒有太大損害（裝有三組輔助電源，有兩組斷電），可見第二代安全性還是有保證的。

福島核事故引起爆炸完全是人為處理不當(dāng)。本該直接注入冷卻水，但投資者怕反應(yīng)堆被海水腐蝕報廢，幾天后才采用了堆外噴灑水，錯過了最佳救災(zāi)時間而導(dǎo)致爆炸的發(fā)生。

中國自主三代核電技術(shù)“華龍一號”采用了完全斷電狀態(tài)的設(shè)計概念：一旦發(fā)生事故，借助水的重力自動注入堆芯的“非能動性”，使堆芯冷卻，不會產(chǎn)生熔融等事故。2014年，中國核電機(jī)組非能動性實驗取得成功。

除安全性外，制造成本較低（約為國外的六成），在經(jīng)濟(jì)性上更具優(yōu)勢，是“華龍一號”受到青睞的另一原因。除英國外，阿根廷、巴基斯坦、羅馬尼亞也將與我國簽署核電投資、融資、建設(shè)、運(yùn)營及退役壽命期等協(xié)議，還有更多的國家正在與我國談判。

為保證核電站最安全運(yùn)行，中國已申請數(shù)個“反應(yīng)堆快速、高效達(dá)到非能動性設(shè)計實施”專利。此外，若突遇導(dǎo)彈襲擊、飛機(jī)碰撞等，怎樣使核電站不受破壞呢？一方面應(yīng)采取反應(yīng)堆壓力殼雙層結(jié)構(gòu)，另一方面應(yīng)使廠房外形結(jié)構(gòu)更牢固，甚至將核電站建在地下。

在核電站能安全運(yùn)行上還有一個大問題，就是如何防止黑客侵入與破壞電控網(wǎng)絡(luò)。俄羅斯幫伊朗建造的布舍爾核電站剛調(diào)試發(fā)電一月，就因受網(wǎng)絡(luò)黑客惡意攻擊而癱瘓，不得不緊急停堆。此例也說明突然完全斷電的可能性大大增加了。而“華龍一號”非能動的第三代核電站則可避免這種結(jié)果，因而倍受追捧。

（作者為中國核動力研究設(shè)計院第二研究所原科研人員）