全球首个四代特征核电并网发电,华能跻身核电四强
造价不菲,意义重大,是国家意志的体现,也是华能的核电门票
华能高温气冷堆电站外景 来源:华能集团
文 | 韩舒淋
编辑 | 马克
高温气冷堆的设计与国内主流的压水堆差别较大,因此有一系列新型主设备研发制造难题。华能发布的信息显示,该项目由我国自主研发、设计、建造和运营,设备国产化率达到93.4%,首次使用的设备有2200多台(套),创新型设备600余个。
相比当前国内核电最为主流的压水堆技术,高温气冷堆最大的区别在于核燃料的设计。“华龙一号”、“国和一号”等三代核电都是压水堆技术,其堆芯核燃料为长管形状的核燃料元件组成的核燃料组件。而高温气冷堆采用球形核燃料,为耐高温的陶瓷型包覆颗粒燃料元件,将铀燃料饱覆在球形颗粒中。此外,该反应堆用氦气作为冷却剂。
由于这一设计,反应堆堆芯功率密度低,热容大,允许温升裕度大,即使在冷却剂全部流失的极端事故情况下,堆芯余热也可依靠自然对流,热传导和辐射传出,从而在设计上实现了固有安全的特点,不会发生福岛类似的核事故。
据《财经》记者了解,石岛湾高温气冷堆工程造价已超过80亿元,这意味着单位千瓦造价超过4万元/千瓦。华能控股采用三代核电华龙一号技术的昌江二期,预计单位造价为1.52万元/千瓦。高温气冷堆首个项目的造价远高于先进大型压水堆。
但另一方面,高温气冷堆还具备模块化和多用途的特点。中核集团发文表示,中核能源正在制定高温堆综合利用解决方案,试图开发为石化行业提供工业蒸汽,助力稠油热力开采,以及利用核能进行工业化制取绿氢等利用方式。
对华能而言,高温气冷堆是其踏入核电圈的重要门票。因此,尽管是新技术,造价不菲,还需克服设计、研发、设备制造多重门槛,但仍被作为战略重点。华能集团董事长舒印彪2020年7月在石岛湾调研时表示,石岛湾项目能否成功,关系着华能肩负国家使命的责任担当,决定着华能核电产业的未来。
该项目建设历经坎坷。2004年,华能与清华大学签订协议,高温气冷堆项目立项。2006年,华能与原中核建、清华大学合资设立华能山东石岛湾核电公司,当时,示范项目三位股东都此前都没有核电开发资质,试图借助新技术破局。
2011年3月1日,国务院核准了石岛湾项目,但在等待发改委、核安全局相关核准文件之际,2011年3月11日,日本发生福岛核事故,随后国内核电审批暂停。
直至2012年10月,国务院常务会议重启核电审批。2012年12月6日,核准及建造许可证文件下发,至2012年12月9日,项目终于浇筑第一罐混凝土,正式开工。作为新技术的首堆,项目面临大量新设备研发制造的困难,工期大幅延长。示范工程原计划工期为50个月,但最终历时9年。
除了华能,中核集团也对高温气冷堆寄予厚望,表示已将高温气冷堆作为型谱化堆型序列的主力堆型之一,正在稳步推进下一个更大规模的高温气冷堆项目。
这一项目预计将在霞浦推进。根据华能集团此前披露的信息,华能计划在福建霞浦建设60万千瓦高温气冷堆,该项目已获得“路条”,等待核准。“路条”是国家发改委对工程开展前期工作的批复。
福建霞浦是华能开发的核电厂址,在该厂址上,中核集团主导开发的另一种四代堆型——快堆示范工程正在建设,华能也是其参股方之一。
通过高温气冷堆,华能逐步建立起了自己的核电队伍,其中也包括外部人才引进。现任华能集团副总工程师、华能核电核电公司党委书记、执行董事张涛,此前担任中核集团下属上市公司中国核电总经理,在秦山核电基地有多年工作经验。2020年中,张涛赴任华能,一度引发业界关注。
张涛在2020年10月评价,华能、中核、清华在示范工程上的合作模式“是体现国家意志、聚焦战略目标、强化政府主导、依靠市场机制、突出企业主体、多方协同合作的具体实践。”
他还表示,这种合作模式也存在一些问题有待解决,例如需要建立更加完善的机制来确保各方履行责任与义务。“对于我们来说,首先还是要承担起企业的主体责任,这是首要的,也是至关重要的。”
华能在核电的多年布局在2020年9月终于结出果实,当月国务院核准了海南昌江二期核电项目,该项目由华能控股51%主导开发,合作伙伴是中核集团旗下的中国核电(601985.SH),持股49%,采用“华龙一号”技术,建设两台百万千瓦机组,华能由此正式跨入大型商用核电站的业主行列,昌江二期已与2021年3月正式开工。
由此,华能初步建立起石岛湾、霞浦、昌江三大核电基地。华能在2020年8月发布《中国华能集团有限公司核电产业发展战略规划(2011-2035)》中提出,2035年达到两个15%,即在国内核电新增装机中占比15%,核电发电量在华能总发电量中占比15%。
华能集团核电布局 来源:2020年9月核工展华能集团展台