中国核电产业概况 中国核电产业链
还有另外几台处于计划之列,其中一些是世界最先进的,这使得到2020年中国核电装机容量将增长5倍,达到4000万千瓦,之后到2030年将再增长三四倍,达到1.2-1.6亿千瓦。
中国的目标是在反应堆的设计、建设和燃料循环的其他方面成为自给自足的国家。
电力需求正在快速增长。
中国大陆将开始更依赖进口铀来支持其核电计划。
中国大陆发电主要来自化石燃料(约占80%,主要是煤)和水力发电(约占18%)。目前有两项大型水电工程在建:1820万千瓦的三峡工程和1580万千瓦的黄河工程(小浪底工程)。电力需求的快速增长加剧了电力短缺,对于化石燃料的依赖已经导致了严重的大气污染。由于污染造成的经济损失占GDP的3-7%。
2005年全国装机容量约达5.08亿千瓦(2005年增长了15%),全年发电量达到2.457万亿千瓦时。2006年,装机容量又增长了1.02亿千瓦,增长率为20%,而这一增长率到2007年6月份又小幅增加,达到了20.8%。工业用电大约占到了3/4。而煤作为主要的能源,大部分分布在北部或西北部,这就产生了一个巨大的输送问题。国家电网公司预计到2010年将提供来自于8.52亿千瓦容量的3.81万亿千瓦时的电量。到2020年增长率有可能趋缓,届时容量将达到13.3亿千瓦。到2007年年底,报道显示水力发电容量145GWE,化石燃料发电容量554GWe,核电9GWe,风力发电4GWe,一共713GWe。
由于对旧燃煤电厂的严重依赖,发电成为导致中国大气污染严重的重要因素,这也是中国发展核电的一个重要原因。中国是仅次于美国的第二大二氧化碳排放国。国际能源署(IEA)(2004)预计,中国二氧化碳排放(主要来自发电部门)在全球所占比重会从2020年的14%增长到2030年的19%,但目前看起来还是保守估计。
中国大陆核电建设始于1970年,该工业现在已经步入稳定的发展期。核电技术来自于法国、加拿大和俄罗斯,其在中国的本地化研发主要以法国技术为基础。最新技术是从美国和法国引进。
核电已经在扮演十分重要的角色,尤其是在距离煤田较远而地区经济又发展迅速的沿海地区。2006年核供电达51.8亿千瓦时,占总量的1.9%,现在已有860万千瓦的装机容量。
政府计划到2020年核电装机容量增加到4000万千瓦(届时全国总容量将达到10亿千瓦),还有1800万千瓦的在建核电站,这要求每年的增长量为200万千瓦。2007年5月,国家发改委宣布,其核电目标是到2030年达到1.6亿千瓦。
中国大陆最早的两座核电站广州 大亚湾核电站和浙江秦山核电站,始建于上世纪80年代。
大亚湾核反应堆采用由法玛通核能公司(Framatome)提供的法国标准三回路压水堆机组,GEC-ALSTOM公司的汽轮机。法国电力公司(EDF)负责管理建设,从1987年开始,也有中国工程师的参与。两台机组于1994年2月份和5月份分别开始商业运营。1994-1996年两台机组长期停运,法玛通核能公司不得不更换主要部件。2004年更换了反应堆容器封头。大亚湾核电站每年发电约130亿千瓦时,其中70%输送香港,30%供给广东。
中国大陆在役核反应堆
机组省份类型单机容量商业运行时间经营商
大亚湾1、2号机组广东
PWR
944 MWe
1994
中广核
秦山1号机组浙江
PWR
279 MWe
1994.4
中核集团
秦山2、3号机组浙江
PWR
610 MWe
2002, 2004
中核集团
岭澳1、2号机组广东
PWR
935 MWe
2002, 2003
中广核
秦山4、5号机组浙江
PHWR
665 MWe
2002, 2003
中核集团
田湾1、2号机组江苏
PWR (VVER)
1000 MWe
2007
中核集团
总计 (11)8587 MWe
注 :PWR——压水反应堆
PHWR——压重水式核反应堆
VVER——轻水反应堆
CGNPC——广东核电集团
CNNC——中核集团公司
岭澳一期反应堆实际上是大亚湾的复制,始建于1997年5月,于2002年2月启动,5月投入商业运营。岭澳二期大约在2002年9月并网,于2003年1月投运。这两座岭澳反应堆采用法国法玛通ANP技术,但其中30%技术已经国产化。它们现在设计为CPR-1000型。据报道其成本为每千瓦1800美元。
大亚湾和岭澳共同组成“大亚湾核电基地”,由大亚湾核电运营管理有限责任公司负责日常管理,隶属于中国广东核电集团。
秦山一期,位于浙江省境内、上海西南100公里,是中国第一座自主设计和建设的核电站(尽管压力容器是由日本三菱提供)。工期从1985年3月开始到1991年12月反应堆达到临界点共持续了六年半。1998年中期开始大修,停运14个月。2007年10月,秦山一期关闭,进行重大升级,预期两个月,整个仪表与控制系统,反应堆压力容器头和控制棒驱动器都将被取代。阿海珐核电公司监督此项工作,这项工作很可能将原来的30年寿命延长。
秦山二期(2号、3号机组)是本地设计和建设的两回路反应堆,在一期的基础上进行了扩建,设计为CNP-600型。2号机组从2001年底开始启动,2002年4月投入商业运营。3号机组从2004年3月开始启动,2004年5月投入商业运营。
秦山三期(4号、5号机组)使用加拿大重水铀反应堆6技术,采用“交钥匙”工程建设模式,加拿大原子能集团(AECL)作为主要承包商,1997年开始建设。单机容量约为66.5万千瓦,4号机组2002年9月启动,5号机组2003年4月启动。
田湾一期位于江苏省连云港市,是一座俄罗斯AES-91型电厂(拥有两台单机容量106万千瓦的轻水反应堆),依据中俄双方合作协议建设,该项目是此类核电站中最大的工程。据称,该项目耗资32亿美元,中国出资18亿美元。该反应堆融入了芬兰的安全设施和西门子-法玛通仪控系统。由于蒸汽发电机被腐蚀,导致管路阻塞,使装机容量净损失2%,所以竣工日期被推迟。第一台机组在2006年5月并网,从2007年6月开始投入商业运营。第二台机组2007年5月并网,8月份开始投入商业运营。设计寿命为40年。
“十五”计划(2001-2005):步入第三代技术
尽管合同延期了,但是在“十五”计划中还有8座核电站的建设。2004年5月,中核集团(CNNC)申请建设8台(4对)新反应堆,其中四个由中国广东核电集团公司建设:广东岭澳二期(岭东),复制CPR-1000型岭澳核电站,和一期一样,采用法玛通技术。浙江秦山四期,复制本土CNP-600机组,升级到65万千瓦。浙江三门采用先进的国外技术和设计,广东阳江位于香港西500公里,与三门相似。
2004年7月,国务院正式批准了岭澳两台CPR-1000机组,秦山的CNP-600和CNP-650随后也获批,中核集团宣布,接下来两台将会是国产100万千瓦机组(现在看来不太现实或是长期推迟)。
2004年9月,国务院在批准了阳江6台机组之后,又批准了两台三门机组,这些是100–150万千瓦的机组。三门核电和阳江核电须为其第三代设计进行公开招标,中标合同应于2006年中期签署,事实上到2007年中期才签署。
此次公开招标过程显示了中国已置身世界核工业行列的程度,但这令人觉得多少有些矛盾。
这次竞标过程历时两年多,广东核电集团与中国的设计者和制造商就两个CPR-1000反应堆做为岭澳核电站二期签署了合同。施工于2005年12月开始,1080MWe(基于岭澳一期的设计)单位到期日为2010年和2011年。岭澳二期(岭东)的1号机组和2号机组在中国核电工程公司(CNPEC)(中国广东核电集团的一部分)的项目管理下,分别有50%和70%局限性。涡轮发电机组是由阿尔斯通提供。
秦山四期(或第二阶段第二期)于2006年4月底正式动工,但是之前在三月时已经对6号机组进行了第一次混凝土浇注。浇注7号机组是在2007年1月。这两个650MWe的CNP-600反应堆国产化会超过70%,预计施工为期60个月。
三门核电和阳江核电的四台反应堆收到了3家公司的投标:西屋(AP1000反应堆)、法玛通(EPR)和俄罗斯核电建设出口有限公司(Atomstroyexport)(VVER-1000的V-392型)。直属国务院的国家核电技术公司(SNPTC)负责新核电站海外招标的技术选择。
据悉美国、法国和俄罗斯政府为本国的公司提供了诸如资金方面的鼎力支持,而这些安排都颇为到位。美国进出口银行批准了50亿美元的贷款来保证西屋的投标,法国科法斯集团(Coface)估计也会在财政上支持法玛通的子公司法玛通先进核能公司(Framatome ANP)进行投标,美国核能监管委员会(The US Nuclear Regulatory Commission)也批准西屋公司可以出口设备并进行工程服务,以及四台机组反应堆的初始燃料装填和一次换料。中国广东核电集团(阳江核电)和中核集团(浙江三门核电)这两家客户在北京受到了同时对两个电站共四台机组的上诉投标。目前的投标只涉及电厂的核岛部分,汽轮机部分的投标随后进行。
评标主要从技术水平、成熟度,价格、国产化程度和技术转让等方面进行,技术转让显然是其中的主要因素。法玛通和西屋凭借其第三代技术都进入了候选名单。尽管如此,反应堆类型的选取却由中核集团(CNNC)力推在这两个核电站使用国产化的二代核电设计技术而延期,并且上报政治最高层进行审核。
同时,广东核电集团和中国的设计和生产商签署了岭澳二期的两台CPR-1000反应堆的合同。这两台100万千瓦的机组(基于岭澳一期设计)始建于2005年12月,预定于2010年和2011年将并网发电。岭澳二期(岭东)的1号机组将有50%国产化,2号机组有70%国产化,由中广核子公司中国核电工程公司负责项目管理。涡轮发电机装置由阿尔斯通提供。
秦山四期的建设(或二期第二阶段)于2006年4月举行了正式的开工典礼,尽管6号机组工程混凝土浇筑3月份就已经开始了。7号机组2007年1月份才动土。两台65万千瓦CNP-600反应堆国产化程度将超过70%,预计建设工期为60个月。
2006年12月,即标书提交22个月并对其进行过数次修改后,三门和阳江的四台机组最终选择了西屋的AP1000反应堆设计,阳江选址后来也改在海阳(位于更北部的山东省)。这将给中国带来第三代反应堆技术的领导地位,并为中国更深层次核技术的开发提供平台。国家核电技术公司承担这个项目的运作并有望获得AP1000机组的运营执照,第一台AP1000机组有望在2013年于三门投运。三门核电的项目控制由中核集团负责,海阳核电的项目控制由中国电力投资及集团公司负责。
2007年2月底,西屋和国家核电技术公司签署了一个框架协议,将AP1000的第二对机组的选址落在了山东海阳(见下文的 “十一五”规划),第一对机组三门。2007年4月,西屋和韩国斗山重工(Doosan Heavy Industries in Korea)签署了一项价值3.5亿美元的合同,关于两个压力容器和四台涡轮发电机。用于另外两台AP1000机组的装置很可能在中国生产:反应堆压力容器和涡轮发电机由哈尔滨锅炉厂、第一重型机器制造厂或者上海电气集团生产。韩国电力工程公司(KOPEC)和上海核工程研究设计院(SNERDI)将承担主要工程技术任务。
2007年7月,西屋协同其联营企业Shaw,与国家核电技术公司、三门核电公司、山东核电公司(中电投子公司)及中国国家技术进出口公司签订了AP1000合同,条款细则尚未透露。全部建设于2009年启动,三门核电有望在2013年开始发电。
2007年2月,有报道称,法电公司(EdF)已经与中广核签署了合作协议,在阳江建设运营一座两机组的EPR核电站。这笔交易预计将不会涉及技术转让(而西屋合同的核心便是技术转让),因为EPR采用的是多重冗余安全系统而非被动安全系统,且被认为更为复杂和昂贵。但是,和法玛通集团(AREVA)、法电公司的谈判拖的很长,然后在2007年8月宣布,EPR工程转移到了台山,以便CPR-1000机组能够尽快在阳江建设。
阳江将成为中广核集团的第二个核电基地,而中广核集团一直青睐法国技术。电站开发于2004年获批,现场工作正在有条不紊地进行。目前也已确定使用CPR-1000技术,因此前两台或四台机组的建设可能在2008年9月开始动工,2013年投入商业运营。阳江和另外14个机组,再加上在岭澳和大亚湾的六机组,将由大亚湾核电运营管理有限公司管理。
中核集团和中电投为4个AP1000选择涡轮发电机,而不是国核计。2007年9月中核集团选择三菱重工作为三门的供应商,这会将发电能力从设计的1175MWe提高到大约1250MWe。西门子、阿尔斯通和三菱正在作为中国公司的分承包商进行竞标。
在建和即将建设的核反应堆
电厂省份总容量(MWe)型号项目控制项目开工投运时间
岭澳二期
(3、4号机组)广东
2x1080
CPR-1000
中广核
2005.12, 2006.5
2010, 2011
秦山四期
(6、7号机组)浙江
2x650
CNP-600
中核集团
2006.4, 2007.1
2011, 2012
红沿河一期
(1-4号机组)辽宁4x1080
CPR-1000
中广核
2007.8,2008.4, 2009.3, 2010.7
2012-2014
阳江一期
(1-4号机组)广东
4x1080
CPR-1000
中广核
5/08, 2/09, 9/09, 7/10
2013-15
宁德一期
(1-4号机组)福建
4x1080
CPR-1000
中广核
11/07,9/08, 7/09, 3/10
2012-15
三门一期
(1、2号机组)浙江
2x1100
AP1000
中核集团
3/2009
8/13, 2014
海阳
(1、2号机组)山东
2x1100
AP1000
中电投
9/2009
2014-2015
台山一期广东2x1600
EPR
中广核
12/08, 1/10
2014, 2015
总计 2224,000
注:CPR1000——中国改进型压水堆
CNP600——我国第一个具有自主知识产权的商用核电品牌
AP1000——先进压水堆技术,第三代核电技术
CGNPC——中国广东核电集团
CNNC——中核集团
CPI——中国电力投资集团
中国“十一五”规划2006-2010,更加强调基础技术
第十一个五年规划(2006-2010年),比以前更加坚定了环境目标,包括单位GDP能耗要减少20%,也就是说每年减少4%。
最初在第十一个五年规划中提议的核电发展规划包括:
辽宁红沿河4台CPR-1000机组
山东海阳2台100万千瓦机组(现在是110万千瓦的AP1000)
福建惠安/福清2台100万千瓦机组
山东红石顶2台机组
广东田尾、陆丰2台机组
广东台山2台机组
2007年,中国三家国有公司已被批准拥有和经营核电站:中核集团、中国广东核电集团和中国电力投资集团。其他公有或私有公司只允许在新项目中占有少数股份。下一台第三代反应堆的选址可能要由中电投决定(即下一台第三代反应堆可能要由中电投负责建设)。
红河沿核电位于辽宁省大连以北100公里的瓦房店市东港镇,第一台机组的建设于2007年8月启动,事实上现场工作2006年7月就已经开始进行。一期工程的4台108万千瓦CPR-1000机组投资额为人民币500亿元(66亿美元)。隶属于中广核的中国核电工程集团(CNPEC)负责该项目——中国东北地区第一座核电站。上海电气公司获得了价值2.6亿美元的设备合同,阿尔斯通提供价值1.84亿美元的涡轮发电机设备。电厂预计2012-2014年投入商业运营。
山东海阳核电由中电投控股,若购买两台EPR机组的决定能尽早做出,他们可能成为中国更深层次第三代反应堆的选址。当西屋宣布其第二对AP1000反应堆落户海阳时,阳江则空缺出来向EPR机组开放。山东核电有限公司作为中电投的一个子公司于2004年成立,建设并经营耗资32.5亿美元的海阳核电项目。现场工作已经开始,第一罐混凝土大概到2009年9月浇注。
宁德核电站6个机组的建设按照原定计划于2007年9月开始动工。该核电站在福建省宁德市秦屿镇,第一期工程主要包括四个造价71.45亿美金的CPR-1000机组。国家发改委于2006年9月同意该工程建设,国产化超过70%。中广核希望第一个机组能于2012年投入商业运行,其他机组于2015年开始商业运行。
中广核负责的广东省台山核电站原计划安装6个1000 Mwe的机组,现在将安装阿海珐公司的两台1600 MWe EPR机组。2007年11月阿海珐和中广核签订了最终合同,该合同包括两个核机组和可使用到2026年的燃料,以及其他原料和服务。蒸汽轮机和发电机将另外购买。中广核和阿海珐同时各出资一半建立了工程合资企业,从事基于阿海珐欧洲经验的EPR 工厂在国内和国外技术转移媒介服务。
法国电力公司(EDF)作为中广核建立台山核电公司合资伙伴将拥有台山核电工程30%的股份,并负责监理建设,进而拥有和运行该工厂。加上燃料消费,整个工程花费80亿欧元,其中核反应堆大约要35亿欧元。(EDF是项目管理者和法国Flamanville-3 EPR项目的建筑师,这一最初的举措巩固了其在法国以外的公司战略的变化,它已经显示在2007年中期和美国联合能源公司一起建设,拥有和经营的UniStar JV中)
中国广东核电集团2020年核电规划
“十一五”(2006-2010)期间可能新建的核电机组
电厂省份总容量(MWe)类型项目控制开建时间投运时间
石岛湾山东
200
HTR-PM
中国华能
2009
2013
方家山(秦山五期)浙江
2x1000
CNP-1000
中核集团
2009.6
2013
白龙广西
2x1080
CPR-1000
中广核
late 2010
2016
田湾二期江苏
2x1060
AES-91
中核集团
2008
芜湖一期
(芭茅山)安徽
2x1080
CPR-1000
中广核
late 2011
2017
连云港二期江苏
2x1080
CPR-1000
中广核
late 2010
2016
红石顶一期
乳山山东
2x1000
中核建设集团/中核集团
2009
2015
福清一期/惠安一期福建
2x1000
中核集团
2010
田尾/汕尾
陆丰广东
2x1080
CPR-1000
中广核
late 2012
2018
总计 19
20,000
注:注:可能不完全。 田湾和连云港的差异不详。
HTR-PM——球床模块式高温气冷堆
CNEC——中国核工业建设集团公司
CGNPC——中国广东核电集团
2006年2月份,中核集团和中国华电集团签署了一项协议,关于福建福清、惠安电厂的前两台价值28亿美元的机组,福建福清核能有限公司于2006年5月成立,由中核集团负责此项目。
2006年7月,价值31亿美元的位于中国南部广西自治区防城港白龙核电站前两台机组(一共六台)的建设合同已经签订,中广核希望2010年开始建设。
2006年10月,与俄罗斯核电建设出口有限公司(Atomstroyexport)合作的江苏田湾(连云港)新的两台106万千瓦的AES-91(VVER-1000)反应堆建设协议签署,施工将在这两个首批机组委托时开始,因此于2007年11月签署了另一个关于其实际施工的协议。
2006年11月,山东乳山红石顶核电前两台机组建设协议签署,合同价值32亿美元,2009年建设启动,2015年发电。6台机组共6000-8000MWe。
中广核原本为广东台山赤溪镇的台山核电计划了6台百万千瓦级的机组,但是目前看来可能会先建设其中的两台,采用法国法玛通 (AREVA)的EPR机组。现场工作已经开始,但与法玛通和法电之间的协商还在进行,国家发改委的批准也没有正式下达。
安徽芜湖核电站计划分期建设6台100万千瓦的机组。中广核关于一期两台机组的建议已经提交,一些准备工作已经开始。现在还不清楚此项目是否与芭毛山项目是同一个项目。
中广核指出他们规划的第二个连云港核电工程与4个1000MWe的机组在同一建设阶段。这项工程在江苏省连云港市,很明显就在中核集团负责的田湾核电厂附近,并涉及江苏核电公司。一个项目提议已经提交给国家发改委。根据中广核透露,此项目的准备工作正在按计划实行。
中广核预计到2010年向岭澳二期、阳江和台山核电项目投入95亿美元,届时将拥有600万千瓦的并网容量。这些电站包括宁德电站的工作都在进行之中。关于汕尾陆丰和芜湖芭毛山核电的工作也在加倍努力启动建设工作。到2020年,其核电并网容量可能达3400万千瓦,供应该省所需容量的20%,届时还会有1600万千瓦的在建项目。
山东荣成石岛湾高温气冷反应堆示范项目2005年11月获得批准,反应堆类型为20万千瓦的HTR-PM型,由华能集团牵头组建的一个公司进行建设,华能集团是中国最大的发电企业,但是迄今没有核电装机。项目目前正申请许可,主要元件将于2007年采购,2009年开始建设,2013年能承担任务。这个将成为拥有18个模块的示范厂,总共有3800MWe(见下一节R&D部分)。(见下文研发部分)
中国华能集团或华能集团核电发展公司在2007年11月与中广核签署了一项协议,此协议关于在山东省石岛湾建设四个大型反应堆,可能是CPR-1000的80亿美元交易。进一步的合作伙伴还需经过国家发改委的批准。预计在2012-2013年开始施工。
中核集团于2006年12月表示,他们计划在广东东北部的河源岛建设4台10万千瓦机组,投资64亿美元,但并未提及时间。
其他提议和计划中的核电机组
电厂省份总容量(MWe)可能采用的类型项目控制
河源广东
4x1000
中核集团
田湾三期江苏
4x1060
AES-91
中核集团
红沿河二期辽宁
2x1000
CPR-1000
中广核
荣成, 石岛湾山东
4x1000
CPR-1000
华能核电、中广核
石岛湾山东
18x200
HTR-PM
华能集团
海阳二期山东
4x1100
AP1000
田尾二期, 陆丰广东
4x1000
中广核
白龙二期广西
4x1000
中广核
阳江二期广东
2x1000/1500
中广核
小计50 个机组
36,000
三门二期浙江
4x1100
AP1000
中核集团
海甲广东
2x1000
中广核
锦州湾辽宁
2x1000
江苏
2x300
海南
2x300
桃花江, 岳阳附近湖南
2x600
中电投/中核集团
桃花,栗山河,益阳附近湖南
4x1000
中核集团
涪陵重庆
2x900
巴茅山,芜湖安徽
4x1000
CPR-1000
中广核
白山吉林
4x1000
中电投
高坑湖北
4x1000
中电投
桂东广西
4x1000
中电投
总计86
68,000
注:除威海是高温反应堆外,所有型号都是压水反应堆。
16个以上的省、地区和自治区已经宣布要在“十二五”期间(2011-2015)建设核电站。这些地区包括河南和四川,以及上述表格提到的,大多数都得到了中央政府的初步允许,但未必都提上建设日程。到2008年前,这些省份将联同反应堆卖方整理出更为明确的提议,并在2010年之前提交中央政府的发改委待其批准。
在2006年中核集团在辽宁,河北,山东,湖南省和湖南,安徽,广东等省的6个城市签定了核工业发展计划。中核集团指出,到2020年在沿海地区,或许是更多内陆地区如湖南(条件允许的地区)仍有30GWe的进一步发电能力。2007年10月,中核集团项目列表包括船山(江苏省),济阳(安徽省),荷包岛(广东省),石柱(重庆省),xudabao(辽宁省)和qiaofushan(河北省),还有其他一些上表列出的城市。
中国核电站复杂的所有制结构将在下文的“组织结构”章节中进行介绍。
反应堆技术
中国已经将以下几点要素列为其核能政策的核心:
压水堆将成为主流,但并不会是唯一的反应堆类型。
核燃料组件将在国内生产供应。
最大化实现电厂和设备的国产化,依靠自主力量实施设计和项目管理。
仍然鼓励国际合作。
尽管《普氏核能周刊》(Nucleonics Week)称,中核集团和国家核电技术集团两年竞争,最后还是后者胜出,但是再建核反应堆的技术基础仍然没有官方明确。中核集团推行国产技术,规模小但出身名门的国家核电技术集团却偏爱进口技术。国家核电技术集团建议,国内 100万千瓦以上的核电站应用先进的第三代技术,缘起西屋AP1000设计建设的三门和海阳。
2006年9月,中国原子能管理机构领导表示,他希望2016年起,在三门和海阳经验的基础上,有大批由国外技术衍生出的第三代压水反应堆在中国建设。一个报道显示西屋AP1000将被改进,在上海核工程设计研究院的管理下,通过大规模配置和输出(按照与西屋的协议),可能到1400MWe。和西屋的协议是关于转让首批四个机组的技术,从而国核计可以自主建设下面的机组。但是,现在还不可能出口这些机组除非上海核工程设计研究院能充分的改进其设计。
中核集团自上世纪90年代就已经开始与西屋、法玛通ANP在上海和工程研究设计院展开合作,基于秦山机组开发中国标准三回路压水技术CNP-1000,该技术高燃耗且换装燃料周期达18个月。中核集团已经创造了诸如该技术的拥有自主知识产权的先进第二代反应堆技术品牌,并计划在“十一五”期间在上海附近的方家山建设两座首次采用CNP-1000技术的核电站,尽管设计工作届时可能无法就绪。2007年初,CNP-1000开发被无限期延期,上海核工程研究设计院的资源也被转移到了AP1000计划中,虽然这样会对出口巴基斯坦的两台CNP-1000机组的计划造成影响。
广东核电的国产化重点已经集中在源于法国技术的三回路机组上,如岭澳,技术没有大的修改,现在称为CPR-1000或“改良中国压水堆(improved Chinese PWR)”。尽管如此,法玛通仍保留着知识产权。在中广核的引领下,似乎CPR-1000技术将会在国内广泛和相对快速地展开。
2005年9月,加拿大原子能有限公司(AECL)和中核集团签署了一项技术开发协议,打开了加拿大重水铀反应堆-6(Candu-6)的供应之门。该协议在2005所讨论的计划轮廓的基础上增加了新元素。加拿大原子能有限公司建设的秦山三期两机组电厂按时、按预算完成,且预计若复制该项目还可节省25%的成本。任何复制都将有中国自己的工程设计人员的参与,而不是“交钥匙”工程。但是该技术目前已经被了解的很多,并且其拥有数十年历史的设计相比西屋和Areva NP的精密尖端的第三代设计在技术转让时肯定问题更少。后来的韩国月城(Wolsong)加拿大重水铀反应堆-6核电站的本地化程度已经达到了75%。尽管如此,该协议实际上更看重的是今后和加拿大原子能有限公司在新的ACR设计方面的合作。 然而,上海核工程研究设计院现在更专注于AP1000工程,并且被重组进国家核电技术公司,因此2008年初重水堆技术就落到了中核集团另一个实体——中国核动力研究设计院身上。
目前还未进入中国反应堆市场的通用电气公司正在推荐其新的反应堆设计以谋求中国的下一批订单。虽然中国的实际政策更偏爱压水设计,但仍对先进沸水堆(ABWR)表示了兴趣。而通用将提供的是其两个沸水型号——已经在日本运行并在日本和其他地方正在建设的先进沸水堆(ABWR),和更新的并在美国新增装机计划中很强势的经济简化型沸水反应堆(ESBWR)。通用核能及其日本合作伙伴正在与中核集团以及省政府层面进行商讨。
2006年2月,国务院宣布,大型先进的压水堆和小型高温气冷反应堆在未来十五年是两个重点优先项目。前者将依靠“中外合作,以掌握国际先进的核电技术,并开发中国自己的第三代大型压水堆”。中核集团已经确认了这一点,同时将更长期的目标指向了快速中子反应堆。(见下文的研发部分)
小型的高温气冷反应堆机组将为20万千瓦的卵石(热载体)床反应堆,类似南非正在市场上推广的反应堆类型。(见下文的研发部分)
中国中原对外工程公司准备在巴基斯坦的恰希玛建设一座30万千瓦的核电站,这是2000年已建成的那座核电站的姊妹站。
20万千瓦的NHR-200型供热脱盐一体化反应堆,已经于2006年中期设计并完成了工程研究。
更长期角度看,快中子增殖反应堆被看作是主要技术。一台6.5万千瓦的快中子反应堆正在北京附近建设,应于2008年达到反应堆临界点。中核集团希望该技术到本世纪中叶成为最主要的技术。
铀矿资源及开采
中国已知的70000tU铀矿资源理论上能够短期满足大陆的核计划需求。每年大约840吨铀的产量可以供应目前需求量的一半左右,这些产量包括在新疆几个矿区从堆过滤操作中提取的部分。不足部分就要依靠进口(据传来自哈萨克斯坦、俄罗斯和纳米比亚)。
江西抚州矿是一个火山沉积矿床。新疆伊犁盆地的伊宁原地过滤矿与哈萨克斯坦的Ili铀矿毗邻,尽管两地地质条件明显不同。其他三个矿都是花岗岩矿床。
运营中的铀矿
铀矿省份
类型
名义储量
tU/年
启动年份
抚州
江西
地下、露天开采
300
1966
崇义
江西
地下、露天开采
120
1979
伊宁
新疆
原地过滤In-situ leach (ISL)
200
1993
蓝田
陕西
地下
100
1993
本溪
辽宁
地下
120
1996
中国核铀集团计划将抚州矿产量再提高200tU/年,伊宁矿扩大到300tU/年。小规模原地过滤试验正在新疆吐鲁番哈密盆地的十红滩矿床进行。除此之外,衡阳地下铀矿也在准备中。此矿1963年开始启动,标准产量500?1000tU/年。
从2000年开始的勘探方面的重大进展主要涉及中核集团地质局和北京铀矿地质学研究所两家机构,研究集中在新疆和内蒙古地区适合原地过滤的砂岩矿床。
由于预期需求进口更多的铀,中核集团成立了中国国核海外铀资源开发公司以收购国际铀矿资源。公司正在尼日尔开发一座铀矿,正在调查哈萨克斯坦、蒙古和阿尔及利亚的开发前景。中钢集团在澳大利亚PepinNini矿务公司只有少量股份,而在与PepinNini矿务公司合资的一家公司中则占60%的股份,该公司负责开发南澳大利亚的一座铀矿。中澳将签署双边安全防护协议,这将允许中国从澳大利亚进口铀。加拿大和南非也被视为潜在的供应商。
2007年9月哈萨克国家原子能公司(kazatomprom)和中广核在北京签署了两项协议,分别关于中国参与哈萨克铀矿开采合资企业和哈萨克国家原子能公司投资中国的核电事业。这两个协议与早期战略合作和铀供应及燃料制造协议相互联系。这对两个公司都是重大的战略安排,哈萨克国家原子能公司成为中广核的主要铀和核燃料的供应商。紧接着与中核集团签署了一个框架战略合作协议。
在2007年11月,中核集团与阿海珐公司签署了一项协议,阿海珐在加拿大UraMin铀矿公司拥有24.5 %的股权,UraMin铀矿公司计划在纳米比亚,南非和中非共和国开发矿产。(这似乎是台山80亿EUR交易的一部分-见上文)。阿海珐司也同意UraMin购买35%的铀——其中涉及的总额为20000tU。
2007年,中核集团委托加拿大斯巴顿资源公司和北京第五测试所承担从云南小龙潭电厂的煤灰中过滤出铀的高级试验。该煤灰含有百万分之160-180的铀,甚至高于某些铀矿的分离提取水平。该电厂煤灰过滤包含1700tU,每年106tU的副产品。
燃料循环-前段(核燃料循环的反应堆之前阶段)
一家约1500tU/年的转化工厂正在兰州运行,另一家在同处甘肃省的地窝铺,处理能力约500tU/年。
在陕西东南的一家俄罗斯离心技术工厂在1992,1993,1996年间建成。Minatom、 Tenex 和中国原子能工业有限公司(CNEIC)之间签订了在中国年处理能力为150万SWU的协议。在汉中的首批模块在1997-2000年开始运作,年产量50万SWU。2007年11月,Tenex为履行90年代的协议,计划在汉中建立另外一个产量为50万SWU的工厂。这些地点都在国际原子能机构(IAEA)的保护下。到2001年,中国是俄罗斯第六代离心机的主要客户,且在2008年计划在兰州建设新的离心技术工厂,更多订单已经预定。
甘肃兰州铀浓缩厂于1964年以军事用途启动,并于1980-1997年采用苏联时代的扩散工艺进行商业运营。2001年将采用俄罗斯的一种年处理量为500000SWU的离心分离机设备,这种设备将取代扩散工艺。
中国已经和欧洲铀浓缩公司(Urenco)签署了合同,从欧洲向大亚湾供应30%的浓缩铀。并且Tenex公司同意从2010年到2021年向中国提供低浓缩铀。
四川宜宾压水堆燃料制备厂每年向秦山提供11吨核燃料组件。该厂又建设了第二条生产线,每年向大亚湾提供26吨核燃料组件。2003-2006年间,岭澳铀浓缩从3.2%增长到了4.45%。宜宾厂有望得到扩大。
在增压重水反应堆上安装了加拿大燃料的初始堆芯之后,后来的燃料组件将由包头燃料厂提供。加拿大重水铀反应堆燃料生产线工程已于1999年4月启动。
为了达到在核燃料方面自己自足的目标,中国需要更多的核燃料生产能力。但是台山的核燃料是由阿海珐提供给中广核的,包括两个first cores和17个reloads,将在法国制作。
废弃燃料和回收
1987年,当中国开始发展核电的时候,一项封闭燃料循环战略在国际原子能组织当年的会议上正式制定并公诸于世。核废料放射性包括:在反应堆的存储、离开反应堆的存储和回收。中核集团已经起草了一项关于国内核废料处理的国家规定,做为制定长期政府计划的基础。
到2010年期望装机容量达到20GWe而到2020年达到40GWe千瓦,每年的核废料在2010年将达到大约600吨,2020年将达1000吨,而累积的核废料将分别为3800吨和12300吨。而这两台新的加拿大重水反应堆,由于低燃耗,每年将释放176吨核废料。
?一个核废料集中存储设施于1994年在兰州开工建设,该工程初期将拥有550吨的容量,完工后这一容量可以翻番.
?一个使用普雷克斯流程的中试厂(50吨/年)于2006年在兰州或嘉峪关启动,该容量可以扩大到100吨/年,2008年将全面运行。一个使用本国先进技术的大型商业后处理厂正在计划之列,大约于2020年投入运营。它很可能处于国际安全保护措施之下。
2007年11月阿海珐和中核集团签订了一个协议,讨论在中国建立一个核燃料后处理厂和混合氧化燃料(MOX)加工厂的可行性,协议提出投资150亿欧元。关于这个的一些其他决定将在2008年中旬做出。
高放射性废弃物将被玻璃化,压缩并存入一个大约500米深的地质储存库中。地址的选择集中在6个候选地区,2020年完成选址。届时一个地下研究实验室将运行20年,而实际的处理预期从2050年开始。
2008年早期,中核集团协助中国核动力研究院(NPIC)与加拿大原子能有限公司(AECL)签定了一项协议,协议有关承担先进的燃料循环技术的研究,比如从废压水堆燃料和第四代核能系统回收铀。最初,这似乎意味着DUPIC——在加拿大重水铀反应堆中直接利用废压水堆燃料,至今为止这是韩国的主要方式。高达1.6 %裂变内容的重组压水堆乏燃料被直接用来作为加拿大重水铀反应堆燃料。
现在在两个场址已经有大规模的低、中强度放射性废弃物的处理,在广西白龙和西北地区。
研发
一台1万千瓦的高温气冷示范反应堆(HTR-10),用石墨减速器将燃料粒子压缩到一个直径为60mm的球状物之内(卵石
床),于2000年由清华大学原子能技术研究所启用。2003年达到全功率,出口温度达到700-950°C,可以被用作工业热源回收重油或煤气化。它和南非为发电设计的球床模块堆(PBMR)相似。它在2004年9月经过了一个内在安全性的测试,在不冷却的情况下直接关闭。燃料温度达到了近1600°C,且没有故障。
最初,HTR-10已经被连接到了一台涡轮发电机组,但是第二阶段计划将之运行在950°C以驱动一台燃气轮机,同时能够进行供热技术的研发。此阶段将与韩国原子能研究所(KAERI)的建立国际伙伴合作,集中制氢的研究。
石岛湾的HTR-PM技术20万千瓦机组(两台反应堆模块,每台25万千瓦)是一个主要的研发项目,正在山东石岛湾建设,驱动一台热效率大约40%的汽轮机。中国主要发电商华能集团牵头与中国核工程建设集团和清华大学的原子能技术研究所共同研发,后者是研发领头羊。中核能源科技有限公司(Chinergy)是核岛的主要承包商。工程成本为3.85亿美元,目标是达到以后的机组每千瓦1500美元。批准过程在国家核安全管理局的监督下进行,预计到2013年完成。
HTR-PM为同一地点或威海的18(3×6)台新机组(总380万千瓦)做好了准备,同样带有蒸汽循环。然后一系列的很可能采用布雷斯顿循环直接驱动汽轮机形式的高温反应堆(HTR)将投入制造并在中国各地广泛安装使用。
2005年3月,南非PBMR公司和北京中核能源科技有限公司签署一项协议。PBMR集团有限公司从1993年开始就在推进HTR概念的研究(基于早期德国制作),准备建设一座12.5万千瓦的示范电站。中核能源科技有限公司则致力于在清华大学进行小型HTR-10反应堆的研究,而清华大学是19.5万千瓦的HTR-PM示范机组的研究基地,其借鉴的也是早期的德国技术。
PBMR和HTR-PM都是计划到大约2010年运营。这份新的协议是为了示范项目和接下来的商业化运作方面的合作而签订的,因为双方都认为与生俱来就具有安全性的卵石床技术建立在相对较小的机组上最终将取代更复杂的轻水反应堆。中核能源科技有限公司是清华大学和中国核工业建设集团公司各占50%股的合资公司。
一座6.5万千瓦的快中子反应堆在北京附近建设,即中国实验性快速反应堆(CEFR),计划应于2009年达到反应堆临界点。在其开发过程中得到了俄罗斯方面的一些协助。快中子反应堆的研发始于1964年。完全达到实际规模的原型快中子反应
堆预计将在2020年完成。到2030年很可能建设一个1500MWe的反应堆。
清华核能技术研究所正在北京附近研发一台20万千瓦的 NHR-200型一体化压水堆用于脱盐和区域供热。它是在1989年启动的NHR-5的基础上进行开发的。
还有大约10台研究用的1.5万千瓦及以下的反应堆以及一台12.5万千瓦高通量工程试验堆(HFETR)正在运行中。
发改委极力支持在燃料循环方面的研究。燃料循环能更有效的利用铀和钍。主要的研究机构是清华大学的核能技术研究所,成都的中国核动力研究院和中国原子能科学研究院。清华核能技术研究所正着眼于包括钍在内的广泛燃料循环方案,特别是为秦山-3 PHWR机组。不过,中国和动力研究设计院主题是侧重于由加拿大原子能有限公司支持的PHWR技术和燃料循环,其着眼于秦山PHWR反应堆铀再加工的使用。中国原子能科学研究院主要涉及快堆研发。
国有组织
国务院下属的中国原子能机构(CAEA)负责计划和管理和平利用原子能和促进国际合作方面的事务。中国原子能机构自1998年从原中核集团分离出来以后,已经成为计划和管理民用核能开发以及审查、批准新核电站可行性研究的主体。它在国务院下属的国防科工委的控制之下。
国家发改委(NDRC)做为经济计划机构,对项目的最终批准负责,自其1998年从中核集团分离出来之后,其涉核工作也向国防科工委汇报。
国家核电技术公司(SNPTC)于2004年成立,通过其筹备办公室负责向海外招标兴建工厂的技术选择。这个办事处从其它组织如中广核引进专家。国核计直属国务院并和国务院有密切关系。
中国原子能机构下属的国家核安全局(NNSA)于1984年成立,是涉核发照机关和监管主体,也是有关安全方面的国际协议的签订方。该机构现直属国务院。
2007年5月,国家核安全局和美国核监管委员会就西屋的AP1000反应堆设计签署了一份谅解备忘录。AP1000于2005年获得美国设计认证,西屋已经在英国提出领取执照前设计许可的申请,表明了其全球标准化的政策。
国家环保总局(SEPA)负责放射性的监测和放射性废弃物的管理。拟建一个新核电站时,应向中国原子能机构提交可行性研究,向国家核安全局提交选址建议,向国家环保总局提交环境研究。
中国核工业集团(中核集团,CNNC)控制着大多数涉核环节的工作,包括研发、工程设计、铀矿勘探与开采、浓缩、燃料制备、回收和核废料处理。其还自称是中国所有核电站的主要投资商。它是1998年由国务院建立的一个自营性质的经济实体,它“将军事生产和民用生产相结合,以核工业为基础,发展核电,并开展多样化经营。”中核集团设计并建设秦山一期、二期和三期工程,并控制着整座秦山电站。其在册职工人数大约为100万人,在大多数的核电项目中都拥有股份(见下文)。尤其是它在国内设计方面处于领先地位。
中国电力投资公司(CPI,由国家电力公司成立,并继承了其所有核电容量)是一个主要的发电商,是最大的国有核电投资和经营组织。据报道,2004年年底其拥有资产128亿美元。十一个五年计划中对电厂的讨论它走在最前,到2005年中期,它已向国家发改委提交了总装机容量为3146万千瓦的电力项目以求批准。
在广东省现已发展到更广范围的中广核集团拥有20家公司和600亿元的资产,在核电事业中也起着领导作用。中广核控股公司领导该集团,负责着大亚湾、岭澳、沿江、红沿河和宁德核电站,还有省内外的一些项目。中广核控股公司于1994年建立,省政府持有45%的股份(通过广东核电公司),中核集团持股45%,中电投10%。在大亚湾核电有香港25%的股权。
中国华能集团(CHNG)是中国主要发电集团之一,有50GWe的发电能力。其目前正涉足核电厂建设,在山东省已经有两个项目(见下)。它是一个国有独资公司,但纳入了以发电为主体的企业实体。它目标是到2010年达到80GWe装机容量,到2020年达到120 GWe。
中国国家铀业公司负责中核集团的国内铀勘探。2006年12月,中国国核海外铀资源开发公司(SinoUranium)由中核集团设立,负责收购海外铀矿资源。它在尼日尔很活跃,正在尼日尔开矿,并在其他地区进行调查。中钢集团是另一家国企,在澳大利亚一家铀矿勘探公司占有股份,并且在一个矿的开发中占有60%的股份,有望向中国核工业出售其产品。
中国核工业建设集团(CNEC)是1998年从原中核集团分离出来的一家主要的国企,负责核电站的建设(包括在巴基斯坦的项目)。
中国核工业建设集团与北京核工程设计研究院(BINE)联系密切,该设计院是中核集团的子公司,负责反应堆的基础设计。其设在北京以北的海淀走读大学内,目前有1800名工作人员。
中核集团于2006年成立中国核工程公司,使新核电站的设计工作合理化,帮助赢得海外核电站的订单。它基于北京和工程设计研究院的技术班底而成立,也负责核电厂的建设,设备采购,试运行和运行维护工作。将来工程设计将从北京核工程设计研究院逐步转入中国核工程公司,使得北京核工程设计研究院专注于技术规划工作。
中国核动力研究设计院(NPIC)总部设在四川省成都市,隶属于中核集团。它成立于1958年,研究、设计、试验和运行核反应堆工程,并有3700名工作人员。其研发目前应用于秦山的重水铀反应堆,尤其是在燃料循环方面。
上海核工程研究设计院(SNERDI)隶属于中核集团,与北京核工程研究设计和中国和动力研究设计院合作设计AP1000项目。不过,上海核工程研究设计院已经被重组到国家核电技术公司,并一直致力于AP1000的设计工作。(其同时密切配合AECL参与秦山CANDU反应堆工程)。
中国原子能工业公司(CNEIC)是中核集团的下属公司,成立于1980年,作为一家贸易公司授权进行进口和出口贸易的铀产品,核燃料循环和核电和技术设备。它做为建立秦山和田湾核电厂的代理人。
在广东省,中国核电工程公司(CNPEC)在反应堆工程设计方面扮演着领导角色,此公司是中广核的一部分,于2004年成立。中国核电设计公司是中广核的另一家子公司,负责可行性研究与设计。
东方阿海珐是阿海珐公司与东方电气集团公司(DEC)合资的企业,东方电气隶属于中广核,是一个国有独资公司,专门从事电力设备制造。2005年年底之前的20几年,它提供了110GW发电能力的发电设备。阿海珐公司与东方电机股份有限公司(DFEM)也有一个2005合资企业——东方阿海珐核泵有限公司,生产国产核泵。
中国原子能科学研究院负责研发高度废料的玻璃化。中国辐射防护研究院负责研发设备的退役。
科技部(MOST)负责主要核能源研究项目。.
中国核学会在2006年重点开展核科学普及和教育。
组织——电厂
大亚湾属于广东核电合资有限公司,岭澳属于岭澳核电有限公司。两个电站都是由大亚湾核电经营与管理有限公司(DNMC)经营,此公司于2003年成立,上述两家公司分别占有一半的股份。
秦山是中核集团的企业。一期属于秦山核电公司,二期(包括6、7号机组)属于秦山核电合资有限公司,中电投占其中一少部分股份。秦山三期属于第三秦山核电有限公司——即中核集团的一部分,但是还有其他股东:中国电力集团公司、浙江省电力公司,浙江省电力发展公司,申能(集团)有限公司和江苏国际信托与投资公司。
江苏核电公司成立于1997年,建设并经营着田湾核电站,计划拥有四台机组(一期,二期),另外还有四台的空间。中核集团占有50%的股份,中电投占30%,江苏国信集团占20% 。
2005年年初,中电投在辽宁省建立辽宁红沿河核电有限公司,它将负责大连市以北100公里的红沿河核电工程。到2007年初,中电投占有45%的股份,中广核占45%,大连市建设投资公司占10%。中广核将负责建设和此电站前五年的经营。
山东红石顶核电有限公司是准备在乳山建设的一座新核电站的开发单位,中国核工业建设集团/中核集团占51%股份,华电国际电力股份有限公司和另外两家投资公司都占有股份。
山东核电有限公司是中电投的一家子公司,于2004年7月份在烟台成立,负责海阳核电工程的开发、建设、经营和管理工作。中电投占65%的股份,中核集团占5%,还有四家当地公司平均占有其余的股份。
2006年初,大唐国际发电公司宣布与中广核(51%)合资在福建福清的宁德建设价值29亿美元的两机组核电站。
2006年5月,中核集团和中国华电公司合资建立了福建福清核电有限公司,负责福建惠安/福清核电厂。中核集团负责建设电厂(增加到6台100万千瓦反应堆),在福建福清核电有限公司中为主要股东(51%),而华电将持股49%。前两台机组估计成本28亿美元。
白龙:中国广东核电控股公司(中广核,40%),中电投(40%)和广西投资集团有限公司(20%)于2006年7月签署了一项框架协议,在广西白龙核电站的前两台600万千瓦机组建设上投资31亿美元,中广核负责管理。
中核集团持有三门核电公司51%的股份,该公司于2005年4月份成立,建设并负责三门项目。其他股东是省政府的浙江能源(集团)有限公司,中国电力投资核电公司,中国华电有限公司和中国工业建设集团公司。
阳江核电有限公司于2005年设立(属于中广核),负责阳江核电站的建设和经营。
台山核电公司于2007年设立(中广核的子公司,法国电力公司持有30%股权),负责建设、拥有和运营台山核电站。
芭茅山,位于安徽省芜湖附近的长江沿岸:2007年5月, 中广核与其伙伴上海申能公司(20%)、上海电力公司(14%)和安徽省能源集团公司(15%)签署合资协议,建设29亿美元的芭毛山核电一期工程(2×100万千瓦),2015年投入商业运营。全部四台CPR-1000机组成本为58.4亿美元。
桃花江核电有限公司由中核集团于2006年6月成立,建设内陆的湖南岳阳附近的桃花江核电站。尽管如此,它被认为是一个中电投的项目。
石岛湾原型反应堆正在由华能石岛湾核电公司建设,中国华能集团是中国主要发电商,牵头建设此项目,持有股份47.5%。中国核工程与建设集团拥有32.5%股份,清华大学核能技术研究所占20%。
4000 MWe的石岛湾/蓉城电厂是华能核电开发公司和中广核合资的企业。国务院正在寻求进一步的合作伙伴。
2007年2月,中核集团与中国三峡工程公司、中国华润集团有限公司和湖南湘投控股集团有限公司合资组建了湖南桃花江核电有限公司,建设并经营此4×100万千瓦的核电站,此核电站位于湖南益阳市栗山河,分两期工程,总成本50亿美元。此处位于岳阳西南100公里。该工程于2005年11月由国家发改委批准。
不扩散
中国是一个核武器国家,是核不扩散条约的缔约方,在此条约框架下的安全防护协议从1989年生效,2002年又增加了附加协议。1964-1996年,中国进行了核武器测试。从那之后,中国签署了《全面禁核试条约》。2004年5月,中国加入核供应国集团。中国与加拿大、美国、德国和法国都签署了和平使用核原料协议。加拿大的协议与澳大利亚双边安全防护协议很相似。所有进口的核电站——从法国、加拿大和俄罗斯——都在国际原子能组织的安全防护框架之下,就像陕西省的俄罗斯离心式核浓缩工厂。
虽然2005年国际原子能组织的年度报告上只列出了一个名字:秦山。
来源:
国家核电概况,国际原子能组织,2003
亚太地区核电发展,澳大利亚核科技组织,2001,6
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铀1999:资源、生产与需求,经济合作与发展组织/NEA,2000
《普氏核能周刊》、-亚洲电力(特点)20003,11,27
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HTR-10之后高温气冷反应堆在中国的发展,核工程与设计,218,249-257页
美国EIA中国简况,2004,7
中国核电的现状与计划,世界核燃料循环会议,2006,4
中核集团和中广核网站
中国大陆核电发展主要经历了核电起步阶段和积极发展阶段。
1、核电起步阶段
我国大陆核电从上世纪70年代初开始起步。1984年第一座自主设计和建造的核电站--秦山核电站破土动工,至1991年12月15日并网成功。期间,还分别建成了浙江秦山二期核电站、浙江秦山三期核电站、广东大亚湾核电站、广东岭澳一期核电站和江苏田湾一期核电站等。
图9:秦山核电站
2、积极发展阶段
进入新世纪,中国核电迈入批量化、规模化的积极发展阶段。截止2010年10月,国家已核准34台核电机组,总装机容量达3692万千瓦,其中已开工在建机组26台,装机容量为2881万千瓦,在建规模居世界第一。
图10:大亚湾核电站
▲发展现状中国核电从自行设计、建造第一座30万千瓦秦山核电站起,目前已建成浙江秦山、广东大亚湾和江苏田湾三个核电基地,建成投运核电机组13台,装机容量1080万千瓦。
图11:中国大陆核电站分布图
1、已投运的核电机组
中国大陆目前已建成投运的核电机组共13台,分别为浙江秦山一期核电站、浙江秦山核电站二期、浙江秦山核电站三期、广东大亚湾核电站、广东岭澳核电站一期、江苏田湾核电站一期,广东岭澳核电站二期3号机组、浙江秦山核电站二期扩建工程3号机组,其基本概况如表1 所示。
表2:中国大陆建成投运核电机组统计表
核电厂名称
反应堆类型
额定功率
(兆瓦)
商业运行日期
营运单位
秦山一期
压水堆
310
1994/04/01
中核集团
秦山二期
1号机组
压水堆(CNP650)
2×650
2002/04/15
中核集团
2号机组
2004/05/03
秦山三期
1号机组
重水堆(CANDU6)
2×700
2002/12/31
中核集团
2号机组
2003/07/24
大亚湾
1号机组
压水堆(M310)
2×984
1994/02/01
中广核集团
2号机组
1994/05/06
岭澳一期
1号机组
压水堆(CPR1000)
2×990
2002/05/28
中广核集团
2号机组
2003/01/08
田湾一期
1号机组
压水堆(VVER)
2×1060
2007/05/17
中核集团
2号机组
2007/08/16
岭澳二期
3号机组
压水堆(CPR1000)
1×1080
2010/9/20
中广核集团
秦山二期扩建
3号机组
压水堆(CNP650)
1×650
2010/10/21
中核集团
2、建设中的核电机组
目前,中国大陆正在建设的核电机组有26台,分别为广东岭澳核电站二期4号机组、浙江秦山二期扩建工程4号机组、辽宁红沿河核电站一期、福建宁德核电站一期、福建福清核电站一期、广东阳江核电站1/2/3号机组、浙江方家山核电站(秦山一期扩建)、浙江三门核电站、山东海阳核电站、广东台山核电站、海南昌江核电站、广西防城港核电站1号机组等。
图12:浙江三门AP1000核电站
图13:山东海阳AP1000核电站
3、规划中的核电站
目前,中国大陆规划建设的核电站有江西彭泽核电站、湖北咸宁核电站、湖南桃花江核电站等。
4、先进核反应实验堆
高温气冷堆:由清华大学核能技术设计研究院研制的10MW高温气冷实验堆,于2000年12月建成并达到临界后,目前正在山东石岛湾建设一座200MW示范性高温气冷堆。
图14:10兆瓦高温气冷堆
65MW快中子实验堆:由中国原子能科学研究院承担研究开发工作,已于2010年7月21日首次实现临界。中国快堆发展拟采取三步走的发展战略:实验快堆-示范快堆-大型商用快堆,目前已经完成第一步。
图15:中国实验快堆
低温供热堆:1990年9月,清华大学核能技术设计研究院研制成功了具备固有安全性的压力壳式5MW的低温核供热堆。
图16:5兆瓦低温核供热堆堆芯吊装
先进研究堆:中国先进研究堆,由中国原子能科学研究院承担研究开发工作,是一座具有高通量的重水反应研究堆,2010年5月首次实现临界。
图17:中国先进研究堆
▲核电规划与政策
中国核电已具备了加快发展的条件。2007年,国务院发布了《核电中长期发展规划(2005-2020年)》,确定了到2020年核电运行装机4000万千瓦、在建1800万千瓦的发展目标。随着规划目标有望在2015年提前完成,在国家能源总体战略框架下,国家能源局正在研究调整中长期规划,加快沿海核电发展,积极推进内陆核电项目。
在积极推进核电建设的同时,中国政府各相关部门积极开展相关配套规划的研究和调整工作,中国核电政策体系的轮廓基本明确,主要体现在以下几个方面:
—— 大力发展核能,积极推进核电建设。积极发挥核电在优化国家能源、电力结构中的作用,保障能源安全,促进节能减排。
—— 实施核电项目核准制度。根据能源资源和电力市场情况,优先考虑一次能源短缺地区和沿海厂址的开发利用,合理利用核电厂厂址资源。
—— 坚持“安全第一、质量第一”的方针。加强核电安全管理,依法强化核电安全监督,推进核安全文化建设,积极扩展核电安全科技研发。
—— 推进核电技术进步。实施自主化依托项目和大型先进压水堆与高温气冷堆核电站科技重大专项,加强快堆科研攻关,提升核电自主创新能力,开发应用具有自主知识产权的、先进的核电技术。
载止今日,中国核电站:目前6个投入运营的核电,12个在建的核电站,25个筹建中的核电站。
图1
图2
中国核电站分布及概况:
一、秦山核电站(中核)
秦山核电站地处浙江省海盐县。
一期工程,采用中国CNP300压水堆技术,装机容量1×30万千瓦,设计寿命30年,综合国产化率大于70%,1985年3月浇灌第一罐核岛底板混凝土(FCD),1991年12月首次并网发电,1994年4月设入商业运行,1995年7月通过国家验收。经过十多年的管理运行实践,实现了周恩来总理提出的“掌握技术、积累经验、培养人才,为中国核电发展打下基础”的目标。
二期工程及扩建工程,采用中国CNP650压水堆技术,装机容量2× 65万千瓦,设计寿命40年,综合国产化率二期约55%,二扩约70%,1#、2#机组先后于1996年6月和1997年3月开工,经过近8年的建设,两台机组分别于2002年4月、2004年5月投入商业运行,使我国实现了由自主建设小型原型堆核电站到自主建设大型商用核电站的重大跨越,为我国自主设计、建设百万千瓦级核电站奠定了坚实的基础,并将对促进我国核电国产化发展,进而拉动国民经济发展发挥重要作用。扩建工程(3#、4#机组)是在其设计和技术基础上进行改进,2006年4月28日开工,3#机组计划于2010年12月建成投产,4#机组力争2011年年底投产。
秦山三期(重水堆)核电站采用加拿大成熟的坎杜6重水堆技术(CANDU 6),装机容量2×728兆瓦,设计寿命40年,综合国产化率约55%,参考电厂为韩国月城核电站3号、4号机组。1号机组于2002年11月19日首次并网发电,并于2002年12月31日投入商业运行。2号机组于2003年6月12日首次并网发电,并于2003年7月24日投入商业运行。
二、广东大亚湾核电站(中广核)
大亚湾核电站是采用法国M310压水堆技术,装机容量2×98.4 万千瓦,设计寿命40年,综合国产化率不足10%,1987年8月7日工程正式开工,1994年2月1日和5月6日两台单机容量为984MWe压水堆反应堆机组先后投入商业营运。
三、岭澳核电站(中广核)
岭澳核电站位于广东大亚湾西海岸大鹏半岛东南侧。
一期工程,采用中国CPR1000压水堆技术,装机容量2×99万千瓦,设计寿命40年,综合国产化率约30%,于1997年5月开工建设,2003年1月全面建成投入商业运行,2004年7月16日通过国家竣工验收。
二期工程,采用中国改进型CPR1000压水堆技术,装机容量2×100万千瓦,设计寿命40年,1号和2号机组综合国产化率分别超过50%和70%,于2005年12月开工建设,两台机组计划于2010年至2011年建成投入商业运行。
三期工程,采用采用中国改进型CPR1000压水堆技术,装机容量2×100万千瓦,设计寿命40年,预计2011年开工建设。
四、田湾核电站(中核)
位于江苏省连云港市连云区田湾,厂区按4台百万千瓦级核电机组规划,并留有再建2至4台的余地。
一期工程,采用俄罗斯AES-91型压水堆技术,装机容量2×106万千瓦,设计寿命40年,综合国产化率约70%。于1999年10月20日正式开工(FCD),单台机组的建设工期为62个月,分别于2007年5月和2007年8月正式投入商运。
二期工程3号和4号机组的建设已启动,单机容量均为100万千瓦。
三期工程5号和6号机组的建设已启功,采用中国二代加CPR1000核电技术。
五、红沿河核电站(中广核)
辽宁红沿河核电站位于辽宁省大连市瓦房店东岗镇,地处瓦房店市西端渤海辽东湾东海岸。规划建设6台机组,采用中国改进型CPR1000压水堆技术,单机容量100万千瓦,设计寿命40年,综合国产化率约60%,1号机组于2007年8月正式开工,至2012年建成投入商业运营。目前在建中....
六、宁德核电站(中广核)
规划建设6台机组,采用采用中国改进型CPR1000压水堆技术,单机容量100万千瓦,设计寿命40年,综合国产化率约75%以上,1#机组于2008年2月FCD,1、2#机组计划于2013年左右建成投入商业运行。
七、 阳江核电站
2004年,经10多年筹备的广东阳江核电项目也有望在年底通过国家核准,这个规划投资达80亿美元、规划建设6台百万千瓦级机组的全国最大核电项目一期工程于2006年正式动工。目前在建中........
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八、三门核电站
2004年7月,位于浙江南部的三门核电站一期工程建设获得国务院批准。这是继中国第一座自行设计、建造的核电站——秦山核电站之后,获准在浙江省境内建设的第二座核电站。三门核电站总占地面积740万立方米,可分别安装6台100万千瓦核电机组。全面建成后,装机总容量将达到1200万千瓦以上,超过三峡电站总装机容量。一期工程总投资250亿元,将首先建设两台目前国内最先进的100万千瓦级压水堆技术机组。三门核电站最快将在2010年前后发挥作用。
九 、海阳核电站
位于山东烟台海阳市东南部海边、总投资达600亿元的海阳核电站首期工程已于2007年年底开工。目前,海阳核电工程前期准备工作已全面完成,计划2010年首期工程两台机组并网发电。与此同时,该项目的配套工程---抽水蓄能电站工程,也将与核电站一期工程同时开工建设。"两电"工程完工后,每 年将提供600万千瓦电能。据了解,海阳核电站建成后将是中国最大的核能发电项目。
海阳核电站项目是经过国家发改委同意、由中国电力投资集团(中电投)控股建设的核电项目。中电投占40%、中国核工业集团占20%、国电集团占20%、 山东鲁信控股占10%、华能集团占5%、烟台市电力开发占5%。据了解,由于核电对技术和安全性要求高,此前核电站的建设都是具有军工背景的企业承担。
海阳核电站位于海阳市东南部的海边,在海阳市大辛家镇的冷家庄和邻近的董家庄。处于胶东电力负荷中心,地质条件优越,是国内基础条件最好的核电站址之 一。工程分三期实施,一期将建设2台100万千瓦级核电机组。该项目可行性研究报告显示,海阳核电站的规划容量为600万千瓦级核电机组,并留有扩建余 地,总装机容量870万千瓦,发电机组全部投产后,年发电量接近三峡电站发电量的90%。一期工程投资250亿元,规划建设两台百万千瓦级核电机组。
山东乳山核电项目工程总体规划建设六台百万级核电机组,一期工程建设两台百万级核电机组,2006年开始前期工程准备工作,争取在“十二五”末投产发电。
国防科工委在2008年1月7日召开的国防科技工业工作会议上透露,2008年中国将开工建设福建宁德、福清和广东阳江三个核电项目。
另外,中国台湾省现有3座核电站;在建的1座;拟建的尚有2座。已经投产的台湾省庆山和国盛两座核电站,装机容量分别为2×63.6和2×98.5万千瓦。
十 、方家山核电站
方家山核电工程是秦山一期核电工程的扩建项目,工程规划容量为两台百万千瓦级压水堆核电机组,采用二代改进型压水堆技术,国产化率达到80%以上,预计两台机组分别在2013年和2014年投入商业运行。 项目建成后,秦山核电基地将拥有9台核电机组,总容量达到630万千瓦。该项目位于浙江海盐,南临杭州湾,建成后将承接华东区域电网,区位优势相当明显。
十一 咸宁核电站
鄂赣交界处的湖北省通山县,有一座湖北省第二大的水库——富水水库。富水河上的这座水库建成于1964年,蓄洪、发电、灌溉、养殖、航运兼顾,年发电量1.412亿度,坝高45米,顶宽6.4米,坝顶长941米,有8个泄水闸,库面浩浩11万亩,库容量17.64亿立方米,两岸群峰秀丽,库中有无数岛屿,当地人称它为“湖北的千岛湖”。 这样一个秀美的地方,还隐藏着我国首个内陆核电项目——湖北咸宁核电厂。11月18日,成都商报记者对这个正进行建设的项目进行了实地探访。
进入位于通山县大畈镇大墈村的核电站工地,是一条26公里长的专用大件运输道路——核电公路。公路已建成,目前还有一座跨湖的大桥正紧张施工中。核电站,就位于大桥连接的湖心岛——狮子岩上。
咸宁核电项目于2009年全面启动建设。今年5月15日,核电项目一期常规岛及核电站辅助系统工程总承包等合同一揽子框架协议在武汉签署,中国广东核电集团工程有限公司举行了咸宁分公司及咸宁项目部揭牌仪式。
据通山县政府公众信息网公布,至11月4日,主场区场平土石方工程完成1610万立方米,占总量的76.1%。1、2号核岛达到厂平标高,施工现场按照今年底4台机组达到厂平标高的目标加快推进。计划今年底全部完工。
咸宁核电项目也标志着中国进入第三代核电发展阶段。它将首次采用非能动型压水堆核电技术,备受中国核电行业关注。该核电技术是目前唯一通过美国核管理委员会最终设计批准的第三代核电技术,是全球核电市场中最安全、最先进的。
总投资达600多亿元的咸宁核电项目,其业主是由中广核集团与湖北省能源集团共同设立的湖北核电有限公司(双方分别持股60%和40%,由中广核集团控股)。2008年6月这家公司成立时预计:经过2年的前期准备和5年半的主体工程建设之后,湖北将首次用上核电。
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