來(lái)源： 中國能源報  

      中核集團正加速開(kāi)發(fā)ACP100，預計2013年年底左右完成設計和關(guān)鍵試驗研究

    我國在建核電項目中，百萬(wàn)千瓦機組是絕對主力。眼下，這些大功率機組正從圖紙走向現實(shí)，與此同時(shí)，我國小型反應堆（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“小堆”）的開(kāi)發(fā)和應用序幕已悄然拉開(kāi)。

    7月21日，中核集團在湖南省舉行核電小堆知識培訓會(huì )，湖南六個(gè)地市發(fā)改委及核電辦、湖南省國防科工局、湖南礦冶局等單位參加。小堆在湖南的開(kāi)發(fā)和推廣邁開(kāi)第一步。今年4月11日，中核集團已組建中核新能源公司（小堆公司），組織推廣建設小堆，以適應不同區域、不同領(lǐng)域對能源日益增長(cháng)的需求。

    ACP100首堆項目已確定

    對于中核集團自主開(kāi)發(fā)的多用途模塊式小型壓水堆（以下建成“ACP100”），外界給予高度關(guān)注。

    據了解，ACP100于2010年6月成為中核集團的重點(diǎn)科技專(zhuān)項，計劃用2.5年左右的時(shí)間完成設計和關(guān)鍵試驗研究。“目前，即將完成方案設計和準備開(kāi)展關(guān)鍵實(shí)驗研究。” 中國核動(dòng)力研究設計院羅樹(shù)新教授在6月底舉辦的“中日核電安全與技術(shù)研討會(huì )”上表示。

    與目前在運及在建反應堆不同，小堆的首堆將以城市采暖供熱為應用目標。而蘭州很可能成為第一個(gè)實(shí)現核能供熱，從而改善大氣污染狀況的城市。

    公開(kāi)信息顯示，2010年底，蘭州市政府與中核集團已有多次接觸，當時(shí)中核集團已專(zhuān)門(mén)成立了蘭州核能供熱項目籌建處。而該項目也列入了甘肅省“十二五”規劃，由中核集團中國寶原工貿公司負責建設，擬在蘭州市安寧區建設2×310MW核能供熱堆，集中供熱面積1200-1400萬(wàn)平方米，項目總投資40億元。

    截至2010年年底，蘭州低溫核供熱項目基礎資料收集基本完成，大氣污染、地質(zhì)、初選址三個(gè)專(zhuān)題已經(jīng)完成。

    今年4月12日，成立不久的小堆公司召開(kāi)蘭州核能供熱項目第一次月度協(xié)調會(huì )，梳理了蘭州市核能供熱工程的進(jìn)展情況、協(xié)調解決存在的問(wèn)題并明確工程設計、設備采購、廠(chǎng)址準備等具體工作。

    “開(kāi)發(fā)這個(gè)堆型的原則是采用現有的成熟技術(shù)，包括燃料組件、內置蒸汽發(fā)生器、控制棒驅動(dòng)機構、主泵，這些主要部件都采用中國核動(dòng)力研究院所掌握的成熟技術(shù)。”羅樹(shù)新在上述研討會(huì )上表示，“若要盡快把這種堆型推向市場(chǎng)，那么采用的幾項反應堆成熟技術(shù)組合成一體化的反應堆，進(jìn)而形成模塊式電廠(chǎng)，必須完成包括非能動(dòng)系統工程驗證在內的很多試驗驗證。目前的進(jìn)度安排是今年到明年完成工程初步設計，具備工程應用的條件，至于用戶(hù)最后的工程應用，還在進(jìn)一步落實(shí)中。”

    安全設計是重中之重

    據了解，ACP100具有熱電聯(lián)產(chǎn)、汽電聯(lián)產(chǎn)和海水淡化等功能,它適用于受地理位置、地質(zhì)、氣象、經(jīng)濟能力和電網(wǎng)容量的限制的國家和地區，是一種高度安全性、良好經(jīng)濟性和適應這一領(lǐng)域的多用途新型核能系統。

    據羅樹(shù)新介紹，ACP100的一體化反應堆本體、核蒸汽供應系統模塊及反應堆廠(chǎng)房布置均體現了安全設計理念，即提高反應堆的固有安全性；采用小型鋼安全殼和大容量的安全水池作為事故的最終熱阱；采用非能動(dòng)安全系統，不依賴(lài)電源實(shí)現冷卻功能；設置反應堆密封廠(chǎng)房作為二次安全殼；充分考慮超設計基準事故和嚴重事故的預防和緩解。

    而福島核事故，給設計中的ACP100帶來(lái)了啟示，即嚴重氫事故風(fēng)險問(wèn)題、最終熱阱問(wèn)題、乏燃料儲存安全問(wèn)題及多堆模塊共用反應堆廠(chǎng)房問(wèn)題，防內部和外部水淹問(wèn)題。對此，中國核動(dòng)力研究院針對性地進(jìn)行了安全設計改進(jìn)。

    “可增加一個(gè)直接向廠(chǎng)房外大氣的排放通道，采取過(guò)濾和可控的排放。”羅樹(shù)新指出給設計帶來(lái)的啟示。就嚴重事故可能造成的氫風(fēng)險，他表示，ACP100已經(jīng)有了預防和緩解該風(fēng)險的方案，即使用小型抑壓安全殼和大型干式安全殼。

    此外，擬在廠(chǎng)房外增設備用的安全水池，在應急情況下，通過(guò)重力向廠(chǎng)房?jì)劝踩匮a水，以提高最終熱阱的可靠性。而且，乏燃料儲存設計中將考慮極端情況下結構的完整性和限制水流失的措施，以及在應急情況下從廠(chǎng)房外備用水池靠重力向水池補水的能力。

    就其他設計改進(jìn)，羅樹(shù)新表示，將對獨立的安全殼和多模塊共用反應堆廠(chǎng)房的核島布置方案做更全面的論證分析，以解決共用反應堆廠(chǎng)房問(wèn)題。在選址、核島廠(chǎng)房布置及工藝房間的布置設計中應充分考慮相應的防范措施，解決水淹問(wèn)題。

    小堆應用是世界趨勢

    國際原子能機構（IAEA）將“小型”機組定義為300MW以下的機組，而電功率在300MW以上、600MW以下的為中型反應堆機組。中、小型反應堆類(lèi)型有：輕水堆、高溫氣冷堆、液態(tài)金屬反應堆和熔鹽堆，而輕水堆是小型堆的主要堆型。

    中、小型反應堆的開(kāi)發(fā)已經(jīng)有幾十年的歷史，從早期的研究實(shí)驗堆開(kāi)始，全世界已經(jīng)建造了數百座中、小型反應堆，中、小型反應堆的開(kāi)發(fā)已經(jīng)積累了大量的工程技術(shù)經(jīng)驗。

    “中小型反應堆能應用于不用容量的電網(wǎng)或分布式電網(wǎng)、城市采暖供熱、工業(yè)供氣和海水淡化，可以提高安全性和減輕事故后果，通過(guò)簡(jiǎn)化模塊設計和增加模塊數量來(lái)實(shí)現規模經(jīng)濟型。”羅樹(shù)新說(shuō)。

    另一業(yè)內人士也指出，大型核電反應堆一次性投資成本很高，而中、小型反應堆可靈活地選擇，逐步增加核電站發(fā)電容量，采用滾動(dòng)發(fā)展、資金分階段逐步投入的方式進(jìn)行核電建設。此外，中、小型反應堆可以建造于遠離主電網(wǎng)的偏遠地區，選址有靈活性，能因地制宜，廠(chǎng)址成本較低，而有的小型反應堆能設計成可移動(dòng)式的電站。

    據了解，國際原子能機構一直鼓勵發(fā)展和利用安全、可靠、經(jīng)濟上可行和抗核擴散的中、小型反應堆。2004年6月，IAEA宣布了重新啟動(dòng)中、小型反應堆的開(kāi)發(fā)計劃。2009年8月，IAEA理事大會(huì )有關(guān)決議鼓勵感興趣的成員國共同考慮發(fā)展和部署革新型核電系統，建議“革新型核反應堆和燃料循環(huán)國際項目”為此目的繼續開(kāi)展工作。

    近些年，美國、日本、俄羅斯、韓國、阿根廷等國，已經(jīng)開(kāi)始積極研發(fā)小型核反應堆，主要用于發(fā)電，還可兼顧供熱、海水淡化以及其它特殊用途。此外，有些國家還提出了很多中小型先進(jìn)反應堆方案，例如俄羅斯的WWER-640/470、法國的SCOR、韓國的SMART和阿根廷的CAREM等。而且，各國還利用小型反應堆正在開(kāi)發(fā)多種水面和移動(dòng)式核電站，如俄羅斯的VBERl50、KLT40、ABV，日本的DMR、4 s-LMR等。（記者　朱學(xué)蕊）