“联合设计、合作建设”-助力EPR快速发展--中国第三代核电技术的又一选择.doc

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“联合设计、合作建设” 助力EPR快速发展--中国第三代核电技术的又一选择
作者：李峥

随着2009年12月21日台山核电合营有限公司的正式成立，EPR成为了中国第三代核电技术的又一选择，而“联合设计、合作建设”的建设模式使得该项目刷新了中国在引进技术建设首座核电站中的自主化、国产化纪录，而中国又朝着第三代核电技术自主化的目标迈出了一大步。
关于EPR
现今具有代表性的第三代核电技术大致有6种堆型。分别是美国西屋电气公司的先进非能动压水堆(AP1000）、法国阿海珐公司的欧洲压水堆（EPR）、美国通用电气公司的先进沸水堆（ABWR）和经济简化型沸水堆（ESBWR）、日本三菱公司的先进压水堆（APWR）和韩国电力工程公司的韩国先进压水堆（APR1400）。其中最具代表性的就是AP1000和EPR。
EPR为单堆布置四环路机组，电功率1525 MWe，设计寿命60年，双层安全壳设计，外层采用加强型的混凝土壳抵御外部灾害，内层为预应力混凝土。EPR主要的设计特点如下。
安全性高
EPR通过主要安全系统4列布置，分别位于安全厂房4个隔开的区域，简化系统设计，扩大主回路设备储水能力，改进人机接口，系统地考虑停堆工况，来提高纵深防御的设计安全水平。EPR满足法德两国核安全当局提出的“加强防范可能损坏堆芯的事件，缓解堆芯熔化的放射性影响”两方面的要求，具有更高的安全性。
安全壳具有非常高的密封性
EPR的密封水平是国际上唯一的，反应堆厂房非常牢固，混凝土底座厚达6m，安全壳为双层，内壳为预应力混凝土结构，外壳为钢筋混凝土结构，厚度都是1.3m。2.6m厚的安全壳可抵御坠机等外部侵袭。
即使发生概率极低的熔堆事故，压力壳被熔穿，熔化的堆芯逸出压力壳，熔融物仍封隔在专门的区域内冷却。这一专门区域的内壁使用了耐特高温保护材料，能够保证混凝底板的密封性能。EPR的熔堆事故影响严格限制在反应堆安全壳内，核电站周边的居民、土壤和含水层都受到保护。
降低运行和检修人员的辐照剂量
EPR运行和检修人员的辐射防护工作将进一步加强：集体剂量目标与目前经济合作与发展组织国家核电站的平均剂量相比，将降低一倍以上。

EPR考虑内部事件的堆芯熔化概率6.3×10-7/堆年，在电站寿期内可用率平均达到90%，正常停堆换料和检修时间16天，运行维护成本比现在运行的电站低10%，经济性高。建造EPR的投资费用低于1300欧元/kW，发电成本低于3欧分/kWh。
经济性高
EPR的发电成本很低，比N4系列反应堆低10%。主要优化措施是：
（1）EPR的功率（约1600 MW）比近期建设的反应堆功率（约1450 MW）更高。
（2）建设周期更短：从建造至商业运行计划用57个月。
（3）能量效益提高到36%，这是轻水反应堆最好的指标。
（4EPR技术寿期将达到60年。
（5）提高燃料的利用率。在发电量相同的条件下，EPR将减少使用15%的铀，废物产量因此降低。同样，也降低了核燃料循环（从铀浓缩到后处理等各个环节）的费用。
（6）EPR降低了运行费：由于提高了人机接口的质量和主控室的功效，操作简化，通过运行支持系统，提升自动化水平；设备布局更合理，便于进入工作区，简化了检修，缩短了工期；可进行不停运的标准化保养维修；停堆换料期减至16天；反应堆寿期内可利用率可达到91%，法国在役反应堆的平均使用率为82%。
（7）EPR的发电成本将降至30欧元/MWh，比天然气低20%。发电成本包括各种外部费用：研发费、乏燃料后处理费、废物处置费、设施退役费。与之相比，化石能源发电成本不含外部费用。
仪控系统和主控室的成熟设计
EPR的仪控系统和主控室采用成熟的设计，充分吸取已运行电站数字化仪控系统、人机接口等经验反馈，吸取先进技术设备的优点。仪控采用4列布置，分别位于安全厂房的不同区域，避免发生共模失效。主控室与N4机组的高度计算机化控制室相同，专门设有用于维护和诊断工作的人机接口。
虽然核电被认为是是代替火电厂、减少温室气体以及减少废气污染的最有效手段。但目前全世界很多国家都有团体和专家反对建核电站，主要是对核电安全问题的担忧。实际上成本问题才是核电发展会遇到的最大困难。
台山核电站
继引进美国西屋公司AP1000后，EPR成为中国第三代核电技术的又一选择。2009年12月21日上午，人民大会堂，在国务院副总理李克强及法国总理菲永的见证下，中广核与法国电力公司合资的台山核电合营有限公司正式成立。167.4亿元的注册资本，超过500亿的投资总额，使得这家公司成为中法最大的清洁能源合资企业，也是目前国内电力领域投资规模最大的中外合资企业。
按计划，台山核电合营公司由中广核和法国电力公司按70％和30％的比例投资和占股，首期工程将采用法国阿海珐公司的第三代核电技术建设2台EPR型压水堆核电机组。而台山核电也是中国首座、全球第三座采用EPR三代核电技术建设的大型商用核电站。另外两座在建的EPR堆型核电站有法国的弗拉芒维尔核电站，芬兰的奥尔基卢奥托核电站
此次核岛设计供货由阿海珐与中广核工程公司、中广核设计公司组成的联合体承担，中方承担的设计工作和供货份额超过50%，主设备国产化比例达到50%；汽轮发电机组由东方电气集团与阿尔斯通(ALSTOM)组成的联合体承担，中方份额达到2/3；常规岛设计供货由中广核工程公司、中广核设计公司、阿尔斯通及广东电力设计院组成的联合体承担。
台山核电站是继大亚湾核电站之后，国内第二个采用中外合资模式建设的核电项目。项目主体工程建设已开始动工，预计到2013年底，首台机组就将可以投入商业运行。
第三代核电技术的中国博弈
法国电力公司与中广核渊源颇深。在1984年至1994年期间，中广核兴建其第一家核电站大亚湾核电厂时，法国电力公司就是技术责任方。而在大亚湾投产以后，法国电力公司继续作为广东核电合营公司的运行顾问。此后，中广核开发的岭澳核电站一期和二期也继续聘请法国电力公司提供技术服务。
由于中广核长期使用法国技术，员工也都是法方帮助培训的，这为中广核最终选择引进法国阿海珐集团的EPR技术埋下了伏笔。而此次中法合资成立台山核电站，无疑是法国在与美国对中国第三代核电技术的竞争中扳回了重要的一局。
法国阿海珐公司的EPR技术与美国西屋公司AP1000代表了当今第三代核电技术的两大主流。自2003年起，针对中国第三代核电技术的招标，两家公司就展开了激烈争夺。2006年末，国家核电技术招标机构在经过长达3年的招标程序后，最终决定引进西屋电气的AP1000技术来建设浙江三门和山东海阳的4台百万kW级的核电机组。2007年7月，中国与西屋公司达成了最终合同，同时约定AP1000技术必须100％转让完整，AP1000关键设备也将100％国产化。
中美签定核电世纪大单使法国遭到了重大打击，但阿海珐绝不愿放弃中国这个巨大的市场。有人士认为，缓解中美贸易逆差是中方决定选择美国西屋公司的重要原因之一。但出于各方利益平衡的考虑，中国会做出第二选择。果不其然，在西屋获得合同几个月之后，2007年底，阿海珐集团终于敲开了中国核电市场大门，获得了中广核台山项目的两个第三代核反应堆合同，除此之外中广核还与阿海珐达成了关于铀矿投资等方面协议。总价值80亿欧元的一揽子协议，成为全球涉及金额最大的民用核电合作协议。
全盘技术转让
对于法国阿海珐公司此前在第三代核电技术招标的落败，曾参与招标的专家透露，一个重要原因在于当时阿海珐在技术转让上的态度不如西屋公司彻底。而为了不彻底被中国这个大市场所抛弃，法国人最终还是选择接受了全盘技术转让的条件。
据阿海珐中国区高层解释，阿海珐对中国的技术转让事项包括核岛部分和核燃料组建的技术。具体操作时，为了消化技术，阿海珐将和中广核成立联合体，阿海珐把技术转让给联合体。为此，阿海珐将和中广核将组建相关合资公司。这合资公司的股权比例，双方还在继续谈判，阿海珐希望能持有50%的股份。
这种操作方式与美国西屋联合体AP1000“落地”中国的方式相似。为了消化AP1000技术，中国专门成立了国家核电技术有限公司，它的任务，主要就是引进、吸收、消化和创新第三代核电技术，最终实现中国自主设计第三代核电项目的目标。
对于阿海珐来说，最重要的是，通过与中广核合作，将使EPR技术终于得以进入中国市场，与西屋公司主导的AP1000技术共同争夺未来的中国第三代核电市场。可以说阿海珐同意转让技术，法国电力公司与中广核组建合资公司，不仅是看中台山这个项目，更是想通过这个项目为法国的第三代核电技术EPR在中国打开市场空间。
核电自主化迎机遇
2009年以来，陆续有消息称，2020年的核电目标有望调整为7000万kW，乃至8600万kW。“虽然目前来看，2020年的核电目标是最终调整为多少还没有定论。但无论调整为多少，比原定目标会有较大幅度增长，这是大势所趋。”国家能源局一位负责人在近期表示。
无论从能源资源和环境角度，中国迫切需要发展核电。按照目前的经济增长态势无约束发展，2020年中国的一次能源消费中煤炭将占到72%;如果提高可再生能源和核电的比例，到2020年，煤炭的比例可以降到能源消费结构的63%以下。在目前全球掀起低碳浪潮的背景下，未来核电将在今后中国优化能源电力结构上举足轻重。
随着中国核电市场的大幕已徐徐拉开，在巨大的市场机遇面前，国际核电巨头接受了全盘转让的合作条件，中国通过市场换技术的预期也正在逐渐落实，核电技术自主化迎来了前所未有的新机遇。