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關注丨中國的核電技術到底走到了哪一步?
作者:核網  2023-03-06 14:21:50
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核電發展史

化石燃料的使用產生了大量的溫室氣體,對全球氣候變暖的影響非常之大。隨著人類對電的需求量的激增,如果快速清潔地生產電成為了全球的重要話題。核技術的發展開始進入到人們的視野當中,科學家發現用核能來發電是一個清潔又高效的方式。 

核電技術是利用核裂變或核聚變反應所釋放的能量發電的技術。因為受控核聚變存在技術障礙,核電站都是采用核裂變技術。  

▲秦山核電站

一、第一代核電技術
50、60年代建造的驗證性核電站為第一代核電技術。
前蘇聯在1954年建成5兆瓦實驗性石墨沸水堆型核電站
英國1956年建成45兆瓦原型天然鈾石墨氣冷堆型核電站
美國1957年建成60兆瓦原型壓水堆型核電站
法國1962年建成60兆瓦天然鈾石墨氣冷堆型核電站
加拿大1962年建成25兆瓦天然鈾重水堆型核電站
 
二、第二代核電技術
70、80年代標準化、系列化、批量建設的核電站稱為第二代核電技術。
在第二代核電技術高速發展期,美、蘇、日和西歐各國均制定了龐大的核電規劃。
美國成批建造了500至1100兆瓦的壓水堆、沸水堆,并出口其他國家
前蘇聯建造了1000兆瓦石墨堆和440兆瓦、1000兆瓦VVER型壓水堆
日本和法國引進、消化了美國的壓水堆、沸水堆技術,其核電發電量均增加了20多倍。
 
三、第三代核電技術
90年代開發研究成熟的先進輕水堆為第三代核電技術。
第三代先進壓水堆型核電站主要有ABWR、System80+、AP600、AP1000、EPR、ACR等技術類型,其中具有代表性的是美國的AP1000和法國的EPR。
中國已引進AP1000等技術,分別在浙江三門和山東海陽等地開工建造。
 
四、第四代核電技術
由美國能源部發起,并聯合法國、英國、日本等9個國家共同研究的下一代核電技術是第四代核電技術。

大概在2000年的時候,美國、中國和歐洲的一些國家,從安全性、經濟性、防核擴散的能力、以及多種用途(供熱,海水淡化)等方面出發,確定了六種核反應堆的堆形(第四代反應堆包括:高溫氣冷堆、超臨界水冷度、熔鹽堆、氣冷快堆、鈉冷快堆、鉛冷快堆)。這六個堆型最后就被定為第四代反應堆。

核電站安全嗎
 
從原理上來看,核電是通過將核能轉化為機械能,再轉化成電能實現的,原子核在發生聚變或者裂變的時候都會釋放出大量的熱量。一直以來,人們會認為核能是一種危險的能源,因為一旦發生了泄漏和爆炸之后,帶來的后果都是不堪設想的,兩個血淋淋的例子就擺在我們的面前,切爾諾貝利和日本福島。 
 
▲切爾諾貝利核泄漏街景
 
第一代核電技術和第二代核電技術由于技術的限制,一旦出現緊急情況,會進行人工注水來冷卻反應堆。一旦反應堆來不及冷卻,堆心的溫度大幅度升高,可能會產生爆炸的危險。日本就是一直通過注水來人工冷卻反應堆。 
▲人工注水冷卻反應堆示意圖
 
第三代核電站的技術和安全性已經遠遠超過第二代了,而中國在第三代核電技術上已經實現了自主技術創新。第三代核電站在反應堆的上方存放了多個千噸級的水箱,發生緊急情況,重力作用會直接讓冷卻水自動注入到反應堆當中。也就是說不需要人工干預的情況下,3天之內是不會發生爆炸的。
▲自動注水冷卻反應堆示意圖
 
核電技術在中國的發展
對于發達國家來說,核能在整個發電能源結構的占比是非常大的,比如法國的核能發電占比就達到了75%,瑞典達到了38%,韓國達到了30%。相比來說,我國核電的發電量僅僅只有5%左右。實際上,中國用核能發電產生的整體規模并不小,但是整個國家的經濟體量和用電需求太大了,這導致核能的貢獻并不突出。
 
我國的核電站是從上個世紀的70年代開始的,在1974年的時候中國自主設計建造了我國第一座核電站,秦山核電站。但在那個時候,中國的核電技術發展仍處于起步的水平,技術非常不成熟,在對國際先進技術的學習下,我國在1993年的時候與法國合作,引進了兩套核電機組,建立了大亞灣核電站。
▲大亞灣核電站
 
隨著人們對清潔能源的關注度越來越高,核電技術發展的越來越成熟,在過去的20年間,中國的核電技術也已經進入和規;l展的新階段!吨泄仓醒雵鴦赵宏P于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》提出,積極安全有序發展核電!2030年前碳達峰行動方案》也要求,合理確定核電站布局和開發時序,在確保安全的前提下有序發展核電,保持平穩建設節奏。
 
我國實現的新技術在國際上認可水平很高,華龍一號是當前核電市場接受度最高的三代核電機型之一,其全面建成是新時代我國核電發展取得的重大成就,標志著我國核電技術水平和綜合實力躋身世界第一方陣,有力支撐我國由核電大國向核電強國跨越。目前華龍一號一共采用了177個燃料組件反應堆心,采用了多重防御系統,單堆布置、雙殼結構,實現了縱深防御的原則。牛逼的外殼甚至還能抵御海嘯和飛機碰撞。安全指標更是達到了世界先進水平,據說華龍一號在巴基斯坦建成之后能夠解決巴基斯坦三分之一的用電需求。
 
華龍一號的設計填補了國內核技術發展的空白,大幅提高了中國在國際上的核技術水平,成為我國核電走向世界的“國家名片”,。實現了核電技術的突破,是我國最先進的一批技術,在國際上的競爭能力非常之強。
 
對于新一代的核技術來說,不僅降低了危險的發生,也降低了危險產生的危害。盡管核能的不規范人為操作帶來了一定的危害,但是清潔能源的發展仍然是大勢所趨。在“雙碳”目標大背景下,核電已成為能源轉型重要選項,各級政府也加大了對核能的關注和投入。在建的核電站越來越多,核電的占比也將越來越大。
 

 

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