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AP1000到底行不行?

国际电力网  来源:南方能源观察  日期:2018-01-09

美国当地时间2018年1月4日,西屋电气同意以约46亿美元被BrookfieldBusiness Partners L.P.及合作机构(统称“Brookfield”)收购。收购工作预计将于2018第三季度完成。

北京时间1月4日,三门、海阳核电厂1号机组首次装料工作专家会召开。

这是中国招标引进三代核电技术AP1000期间,西屋电气第二次被收购——2006年,东芝以54亿美元收购西屋电气。西屋电气的”动荡”,常被用以暗示AP1000技术不成熟。而原定于2013年年底投产的AP1000全球首堆,三门核电1号机组至今卡在装料环节。

AP1000入华14年,一路从参与竞标、中标、到机组开工。尽管迟迟未投产,却已成为中国核电发展的一部分,并还将继续影响中国核电的未来。

技术引进至今,关于AP1000的争议一直不断。所有质疑与回应最终指向的问题简单而粗暴:AP1000到底行不行?

要回答这个问题,则需要理清这些年业内外究竟在争议什么。而回答好这个问题,还关系到未来CAP1400的发展。

路线之争

在2006年“天湖会议中心”的专家组扩大会议上,经过投票,34名专家中22人支持采用AP1000技术方案,选择哪种都可的10人,1人支持EPR方案,1人未予表态。这一投票结果,将是高层决策、确定预中标对象的重要依据。

但11年后,一名曾参加“天湖会议”的专家在接受eo记者采访时坦言:“投票只能在AP1000和EPR之间选一个,我哪个都不想投。我希望继续发展二代加核电!”

关于AP1000最开始也是最主要的争议,并非技术问题,而是核电发展路线之争。

2003年,针对当时国内核电发展情况,国务院第149次总理办公会上,时任总理温家宝提出:“发展核电,要采用世界先进技术,统一技术路线”。

但对如何采用先进技术,统一技术路线,当时核电行业有两种理解:一是要“两步走”,一是要“一步跨越”。

主张“两步走”的专家,强调要利用已有技术并加以改进,加快已定项目上马进度,这也有利于形成自主知识产权。他们担心世界上现有核电先进技术存在风险,将会影响新上项目的工期和运行效果,倾向于比较稳妥的办法,分步走,先跟踪,再逐步过渡到采用世界先进技术。

“我们继续建二代加核电机组,价格可以大幅降下来,核电有能力跟火电竞争。在国际市场上也有竞争力。可如果中国决定搞三代核电,谁还买你的二代?”一名曾担任核电公司高管的专家告诉eo记者。

主张“一步跨越”的专家则以“核电六君子”为代表。2003年8月,核电业内专家汤紫德、林诚格、郁祖盛、金菊荪、许连义、夏国钧等联名成稿《对核电统一技术路线和国产化的意见》,上书国务院领导。

《意见》认为,直接采用第三代技术,作为“十五”及后续机组的主流机型,以最大限度地缩短与世界先进核电技术的差距,是即可能又现实,风险较小、代价较低,利益较大的一种选择。“一座核电站从建设到退役有近70年的时间,它不同于一般产品,技术的先进决定着核电站的安全与经济。在技术路线的选择上,确实不敢错走一步,否则十几年,几十年都改不过来。”

持该主张的专家主要立足于当时世界核电先进技术和国内“已有技术加改进”的成熟程度和差距。他们并不否认“一步跨越”可能会牺牲近期或局部利益,但坚信从长远看,这有利于中国核电发展。

理解的冲突在招标准备工作时已经显现。

2003年5月,核电自主化招标团成立,中国技术进出口总公司为牵头单位,中核集团和广核集团参与。第一份《招标工作大纲》是在广核岭东核电项目招标文件的基础上做适当修改而成,在技术描述方面更接近“二代核电”水平。

4个月后,中央、国务院领导召集会议,决定成立国家核电自主化工作领导小组,并于次年会议上明确必须“立足于第三代核电技术”。

中央“一锤定音”,至此,路线之争看似平息。但事实上,之后大部分关于AP1000的争议,本质上仍是路线之争的延续。

中核集团科技委常委张禄庆一直力挺国内自主核电发展。查阅文献可发现,早在2000年三代核电招标还未启动前,时任中核集团核电部副主任的张禄庆就曾发表《以我为主,建设中国百万千瓦级核电站》,文中主要介绍了CNP1000堆型发展情况,表示“通过一至两年的试验,验证这些改进的有效性……就能够通过‘十五’期间小批量的核电项目建设,推出具有中国特色的、具有自主知识产权的百万千瓦级压水堆”。

2007年,引进AP1000已确定时,张在《第三代核电技术在中国核电发展中的作用》一文中写道:“我国政府决定引进AP1000技术,肯定是在高瞻远瞩、权衡全局利弊,同时考虑了技术风险的可接受程度后作出的决策……我们深信自主研发的 CNP1000经过实堆验证后,仍然会有良好的国内外应用前景。”

不过,2011年福岛核电站事故的发生,发展更先进核电技术的必要性进一步提升。鉴于福岛核事故影响,中国政府紧急召开国务院常务会议,做出四条决议,要求用最先进的标准对全部在运、在建和拟建核设施进行全面安全检查。此后,国家核安全局经过大检查后,建议新建核电站应采取安全系数更高的三代技术。

“在安全上具有优越性的第三代核电技术是当今国际上核电发展的主流。世界上核电发达国家已经开工建设和已向核安全当局申请建设许可证的核电机组,几乎都为第三代。”中国工程院院士叶其蓁在2012年发表的《后福岛时期我国核电发展》一文中表示。

安全之争

对于AP1000安全性的争议,主要集中在两点,一是中美安全标准是否一致,一是主设备是否可靠。

2009年,时任核能动力学会经济专业委员会主任温鸿钧发表文章《引进建设AP1000核电项目需谨慎》,对AP1000的设计认证提出疑问。

温鸿钧搜索资料发现,美国核能监管部门NRC于2006年1月发出的最终设计认证证书(DCR),是基于基本设计的认证,设计深度不够,后2008年,NRC再次审查,要求报审的设计包含了重要设备的重大修改和其他资料。他认为:“能否取得管用的核安全部门的设计认证证书,是建设项目取得建造运行许可证的前提。AP1000 已取得的设计认证证书,有附件D 的约束,不管用,要等NRC 颁发修证的设计认证证书。”

不过,对AP1000安全标准的质疑真正引起关注,是在2015年。这一年,国务院发展研究中心研究员王亦楠连续发文,文章直指“中国在建的AP1000达不到美国本土AP1000的标准”。“中国依据的是DCD15版(在美国获得安全认证时被限定‘仅限在中国使用’),而美国依据的则是多次升级后的DCD19版。”

对此,时任国家核电技术公司专家委办公室主任陈章华曾专门著文回应,而以原国家核安全局局长赵成昆为首的核能行业协会专家,也在相关文章中做出解释。

2007年7月,中方企业与西屋公司签订AP1000技术转让和依托项目核岛工程合同时,DCD15版是AP1000技术唯一有效的法律版本。西屋公司在取得设计许可证后,继续对AP1000的设计进行一些优化和标准化。在这些修改过程中,产生了审评过程中的过渡版本DCD16版、DCD17版、DCD18版,这3个版本并不具有法律效用。2010年12月,美国NRC针对DCD18发布了安全评价报告(FSER),确认DCD18版满足美国联邦法规10CFR50.150关于抵御大型商用飞机恶意撞击的要求,并确认另有15项设计变更也符合法规要求。由于文字修改和编辑等原因,西屋公司又对设计控制文件进行了升版,并于2011年7月13日向NRC提交了两座核电厂的DCD19版。2011年9月,美国NRC正式批准了AP1000的DCD19版。

“我国企业与西屋公司签订的技术转让合同中约定,AP1000的任何设计优化和修改成果,中方都有权得到,这是合同确定的法律责任。”陈章华在文章中解释,“中方企业认为,DCD19版的设计修改对于核电站安全是有益的,决定采用到正在建造的三门和海阳自主化依托项目上。目前,DCD19版绝大多数的设计修改已经在依托项目4台机组建设中得到应用。”

2017年3月30日, AP1000核电站设计通过英国通用设计评估(GDA)。对于英国核监管局(ONR),中国核电业多持信任态度。张禄庆曾在文章中介绍了英国核监管局对法国三代核电技术ERP的GDA审查:“此次GDA过程历时5年,涉及17个技术领域,全过程透明、公开。ONR从评估中真正掌握到技术关键,绝非走走过场。”

对AP1000主设备产生疑虑,主要集中在三门核电投产延期之后。关键设备主泵出现问题是影响工期的主要原因。

在制造过程中,AP1000屏蔽主泵叶轮位置出现问题,直接导致主泵无法按期交货。对此,国家能源局、国家核安全局曾专门成立AP1000主泵专项审查组。2015年底,屏蔽主泵完成最终性能试验和试验后检查,2016年1月28日上午,主泵在三门核电项目现场完成安装。

但也因此,业内不乏专家对屏蔽泵提出担心。原中国核工业集团计划部副总工程师温鸿钧建议:“要完成屏蔽泵的拆卸检查,确证其完好无损,方可安装核燃料。”王亦楠亦在其文章中质疑AP1000主泵等关键设备未在压水堆核电站中实际应用过,耐久性试验不够格。

对于相关争议,国家核电技术公司曾组织媒体进行报道回应。

上海核工程研究设计院院长郑明光在接受科技日报采访时表示,通过模拟实际工况的反复试验来验证一项新技术,是工程技术界普遍的常识。在处理主泵、爆破阀问题的过程中,中美两国技术人员正是秉承这种理念,反复试验、反复论证,相应地,也花费了大量时间,的确是工程拖期的主因。但到2016年1月,主泵、爆破阀问题已全面解决。

“冷试、热试结果充分说明,AP1000设计技术没有问题,主设备、主工艺没有问题。”郑明光接受澎湃新闻采访时表示。

据eo了解,2017年8月,能源局组织多位涉核领域资深专家,前往三门,对三门装料的安全性进行审查,就争议问题进行研究论证。专家们最终对具备装料条件给予肯定。

对三门核电1号机组拖期,业内早有预估。

2012年,原秦山核电秦山联营有限公司董事长、中国核能协会副理事长李永江在接受《中国经济导报》采访时说:“以前的说法是 2013 年就有望并网发电,但是从目前来看,明年投产的可能性是不大的。在建造当中实际上遇到了很多问题,作为第一台,也是必然的。业内很多人士也估计到了,只是当时看法不同。我们当初也设想过很多可能出现的问题,果然在后期都出现了。但是我认为这是正常的,工期向后推迟是在情理之中的。一个新建的机组,步步都要遇到问题。就像当年建设秦山二期的时候,每一步都出现问题,因为它是我国第一个自主化商用核电品牌。第一次遇到的问题都解决了,积累下来了宝贵的经验,后面再建设就会好多了。AP1000 目前的状态是意料之中的,没什么奇怪,晚一两年建成我认为就很不错了。特别在吸取新技术的过程中走一点弯路不怕,只要真正能学到新东西,就是一个不错的选择。”

静待核准的CAP1400

2017年4月29日,第十二届国际核电展在北京举行,国家核电技术公司的展台摆放着的,是CAP1400的模型。

2007年初,国家核电成立,接手原筹备组工作,与西屋电气联合体正式签署《核岛采购框架合同》,全面开始双方最终谈判。在此后国务院相关批复中,国家核电的职责明确为“经国务院授权,代表国家对外签约,受让第三代先进核电技术,实施相关工程设计和项目管理,通过消化吸收再创新,形成中国核电技术品牌的主体,是实现第三代核电技术引进、工程建设和自主化发展的主要载体和研发平台”。

国家核电与西屋联合体签订的技术转让合同约定,中方将在引进AP1000核电技术基础上,通过改进、开发和自主创新,将完全拥有输出电功率大于135万千瓦的大型先进非能动核电站的自主知识产权,即CAP1400。

2008年2月,国务院第209次常务会议上通过重大专项总体实施方案, CAP1400的研发和示范工程建设被列为重大专项的重点任务,由国家核电牵头。2009 年底,由国家核电与华能集团共同出资设立的国核示范电站有限责任公司揭牌成立,全面负责CAP1400和后续CAP1700的建设和运营工作。

2013年3月,CAP1400示范工程的初步核安全报告审评工作启动。2014年9月,核安全审评工作基本结束。据媒体报道,为验证设计方案,CAP1400设置六大试验,在全国范围内新建12个试验台架,改建10个试验台架,目前,已经完成所有17项共887个工况试验。国家核安全局按照核安全法规要求全面参与并见证了试验。国际原子能机构(IAEA)也对CAP1400进行了通用反应堆安全评审。

2017年8月31日,大型先进压水堆和高温气冷堆国家科技重大专项新闻发布会上,郑明光告诉媒体,目前相关核电机组关键设备与材料已全部实现自主化设计和国产化制造,设备总体国产化率首产可达80%,批量化生产后有能力超过90%,余下的10%是国际上价格合理的通用设备,三代核电装备产业链已经形成,装备制造能力实现了从二代向三代制造的跨越。

事实上,根据多家媒体报道,2014年底,山东荣成CAP1400示范工程便已具备开工条件,只需国家核准,便可进行FCD。

然而,三年过去了,CAP1400示范工程仍未得到核准。

知情人士告诉eo,2017年,针对CAP1400核准开工问题,国务院常务会议曾开会讨论过,但并未作出核准的决定。业内人士推测,高层对CAP1400的顾虑在于其发展基础为AP1000技术,因AP1000未投产,CAP1400因此受到影响。

值得注意的是,作为重大专项,国家在CAP1400项目上投资巨大。国家核电董事长王炳华曾向媒体透露,在发展三代核电技术上,决策层专门划出了其中的三分之一,用于消化吸收。根据《中国经济周刊》报道,国家共投入100多亿元重大专项发展资金。而2014年《能源》杂志报道显示,在CAP1400项目上,国家核电的投资已经达到60多亿,总计划将投入400多亿。

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