核电发展现状及应用 国家核电技术公司设备部 简靖文 2009年7月28日

自我介绍 1987年毕业于西安交通大学能源系反应堆工程与安全专业，硕士学位; 1984年毕业于西安交大动力系制冷和低温技术专业。 1987年在上海发电设备成套设计研究所工作； 1990年至1998年在机械工业部重大装备司工作，负责核电设备的国产化工作； 1998年至2004年在机械工业部GEF高效工业锅炉项目办公室工作 2005年参加国家的三代核电招标，任技术转让组副组长，设备组副组长、组长； 2007年8月调入新成立的国家核电技术公司，任设备国产化部副主任。现任国家核电技术公司设备部副主任。 2017/9/14

目 录 前言：什么是核电？ 一、核电的发展历史和现状 二、核电的技术经济性 三、核电技术发展趋势 四、我国核电发展的经验和教训 五、自主化依托项目进展情况 结束语 2017/9/14

前 言 发电形式有很多种： 火电-利用煤炭、石油或天然气的热能发电 水电-利用水的势能发电 风电-利用风力的动能发电 核电-利用核能发电 前 言 发电形式有很多种： 火电-利用煤炭、石油或天然气的热能发电 水电-利用水的势能发电 风电-利用风力的动能发电 核电-利用核能发电 利用核能发电的装置就是核电站： 现阶段核电站采用的反应堆一般指热中子堆 核电站由核反应堆（核锅炉）和汽轮发电机组组成 2017/9/14

核电站的划分 核电站反应堆根据慢化剂和冷却剂划分成不同堆型,工业上成熟的主要发电堆包括以下三种: -清水堆（包括压水堆PWR、沸水堆BWR） -重水堆 -石墨堆 轻水反应堆是目前技术最成熟、应用最广泛的堆型。 目前，全球正在运行的以及在建的核反应堆中，大部分是轻水反应堆，占所有反应堆的85%以上。 2017/9/14

压水堆核电站基本原理图 2017/9/14

一、核电的发展历史和现状 核电的发展史 核能发电的历史与动力堆的发展历史密切相关。动力堆的发展最初是出于军事需要。 1942年，以费米为首的一批科学家在美国建成了世界上第一座“人工核反应堆”，首次实现了人类历史上铀核的可控自持链式裂变反应。 1954年，苏联建成世界上第一座装机容量为5兆瓦(电)的核电站。英、美等国也相继建成各种类型的核电站。到1960年,有5个国家建成20座核电站，装机容量1279兆瓦（电）。 2017/9/14

核电发展历史和现状（2/15） 由于核浓缩技术的发展，到1966年，核能发电的成本已低于火力发电的成本。核能发电真正迈入实用阶段。 1978年全世界22个国家和地区正在运行的30兆瓦（电）以上的核电站反应堆已达200多座,总装机容量已达107776兆瓦（电）。 80年代因化石能源短缺日益突出，核能发电的进展更快。到1991年，全世界近30个国家和地区建成的核电机组为423套，总容量为3.275亿千瓦，其发电量占全世界总发电量的约16％。 目前，世界上共有441座核电站投入运营，总装机容量为3.68亿kW，年发电量占全世界总发电量的17% 。27座正在兴建中，还有151座正在立项和可行性研究阶段。 2017/9/14

核电发展历史和现状（3/15） 到目前为止，核电世界三强为：美国、法国和日本 美国：自1957年12月18日位于宾州希平港（Shippingport）的第一座核电站投运开始,至今美国总共建造的商业核电站有132座，除已经关闭的28座，目前仍在运行的有104座。 2003年，核电在美国发电量中所占比例为近20％。 日本:首座商用核反应堆是从英国进口。1966年7月投入运行。目前，日本拥有在运行的核电机组55台，总装机容量4757.7万千瓦；在建2台（228.5万千瓦），规划12台（1604.5万千瓦）。 法国：目前，法国运行中的核电机组共有59座，总装机容量为6336万千瓦，核电占总发电量高达78%。 2017/9/14

核电发展历史和现状（4/15） 由于1979年出现美国三哩岛核电厂事故和1986年4月26日发生切尔诺贝利事故,核电受到沉重的打击而沉寂了多年 三里岛事故：1979年3月28日凌晨4时，美国宾夕法尼亚州的三里岛核电站第2组反应堆发生的堆芯失水而熔化和放射性物质外逸的重大事故. 由于反应堆有几道安全屏障（燃料包壳，一回路压力边界和安全壳等），因而无一伤亡，在事故现场，只有3人受到了略高于半年的容许剂量的照射.事故对环境影响极小. 。 2017/9/14

核电发展历史和现状（5/15） 切尔诺贝利事故: 1986年4月26日，前苏联的乌克兰共和国切尔诺贝利核电厂发生严重泄漏及爆炸事故。事故导致31人当场死亡，上万人由于放射性物质远期影响而致命或重病，至今仍有被放射线影响而导致畸形胎儿的出生。 这是有史以来最严重的核事故。外泄的辐射尘随着大气飘散到前苏联的西部地区、东欧地区、北欧的斯堪地维亚半岛。乌克兰、白俄罗斯、俄罗斯受污染最为严重， 2017/9/14

核电发展历史和现状（6/15） 核电复苏 为了应对气候变化的挑战，特别是最近20年来核电良好的运行记录和运行绩效,使各国对核电有了新的认识,而再次受到广泛重视。 美国计划至2020年增加6000万千瓦的核电装机容量，其中1000万千瓦依靠现有机组增效来完成，另外5000万千瓦依靠新建核电机组实现。 到2011年，法国目前运行的58台核电机组将有一半平均年龄达到30岁，达到最初预定的使用寿命。为了保证核电站的安全运行，法国政府决定在2015年到2020年以新一代的核电站代替目前的核电站。 2017/9/14

核电发展历史和现状（7/15）） 英国已决定发展核电。而早已通过立法停止一切核能工业的意大利，近期决定要重新启动核电建设。瑞典在今年2月撤销了新建核电站的禁令，西欧也出现了类似的变化。 印度的投资计划同样令人惊叹，由于能源匮乏，世界上人口第二多的印度实施了核电振兴计划，目前有至少8台机组正在兴建中，将使2012年该国的核电装机容量从目前的250万千瓦达到760万千瓦，而其目标是在2020年核电装机容量超过2000万千瓦。如果实现这一目标，印度届时的电力供给中将有15％来自核电。 核电复苏中最耀眼的明星还是中国,中国雄心勃勃的核电建设计划使世界核工业界感到震惊和兴奋。 核电未来发展的中心在亚洲 2017/9/14

核电发展历史和现状（8/15） 中国核电发展历史 我国核电起步不晚：1958年，中国就尝试发展核电，启动581工程--58年1号工程 1970年2月8日：周恩来总理批准上海市建设核电厂，工程代号“728”。 1977年，江苏和广东成立核电筹建办公室，准备上马苏南核电站和大亚湾核电站，最终，大亚湾核电站建成，但苏南核电站下马， 2017/9/14

核电发展历史和现状（9/15） 中国核电发展历史(续) 1991年12月15日, 秦山核电站的建成并网发电。秦山核电站发电，结束了中国大陆无核电的历史，实现了零的突破。标志着“中国核电从这里起步”。 秦山核电站被誉为“国之光荣”。 2017/9/14

核电发展历史和现状（10/15） 中国核电的现状 当前我国电力发展情况是：2008年全国装机容量达到7.9亿千瓦，2010年将达到9.5亿千瓦，2020年将达到15亿千瓦，而我国核电占总发电量的1.9%，燃煤发电占80%，其余为水电等。我国核电与世界平均水平差距甚大。 由于我国以火电为主，带来能源紧缺和环境污染双重压力，火电形成的废弃物造成大气、水、土地污染等严重的环境问题。因此，国家决定压缩火电，大力发展以核电为主的清洁能源。 目前，我国运行和建成的核电站主要有：秦山一期、二期、三期，大亚湾、岭澳和田湾共11台机组。运行电站负荷因子都在85-90%，与国际水平相当。 2017/9/14

核电发展历史和现状（11/15） 国内已投运的核电站：11台机组，900万千瓦 核电站 容量及堆型 厂 址 建设/商运时间 技术路线 厂 址 建设/商运时间 技术路线 秦山核电站 （一期） 1×310MW 压水堆 浙江海盐 1985.3／1994.4 自主设计 大亚湾核电站 2×984MW 广东大亚湾 1987.8／1994.5 法国法马通公司 （二期） 2×650MW 1996.6／2002.4 1997.3／2004.5 （三期） 2×720MW 重水堆 1998.6／2003.7 加拿大原子能公司 田湾核电站 2×1060MW 江苏连云港 1999.10/2007.5. （2号机并网） 俄罗斯原子能公司 岭澳核电站 2×990MW 广东岭澳 1997.5／2003.1 2017/9/14

核电发展历史和现状（12/15） 我国核电发展提速 为了保证21世纪我国能源的可持续发展，发展核电是惟一可以大规模取代化石燃料的成熟的洁净能源。 核电在我国国民经济中有着重要地位 国家能源局副局长孙勤说: 党中央、国务院高度重视核电工作，今年以来已先后核准并开工建设了福建宁德、福建福清、广东阳江和方家山4个核电站。新开工和已经核准的核电规模是已建成核电规模的2.5倍。 2017/9/14

核电发展历史和现状（13/15） 新华社2008年12月28日电：我国目前已建成核电装机容量900万千瓦，而新开工和已核准的核电规模已达2290万千瓦。 2017/9/14

核电发展历史和现状（14/15） 中国新开工或已核准的核电项目(24个机组) 核电项目 机组 技术路线 浙江秦山二期扩建 2×65万千瓦 二代改进 岭澳核电二期 2×100万千瓦 辽宁红沿河 4×100万千瓦 福建宁德一期 福建福清一期 浙江三门一期 三代技术AP1000 山东海阳一期 广东阳江 6×100万千瓦 浙江方家山 山东荣城示范工程 1×20万千瓦 HTR 广东台山（待定）一期 2×160万千瓦 三代技术EPR 2017/9/14

核电发展历史和现状（15/15） 国家已同意开展前期工作的核电项目 山东海阳核电站3、4号机组 浙江三门核电站3、4号机组 江西彭泽核电站1、2号机组 湖北大畈核电站1、2号机组 湖南桃花江核电站1、2号机组 山东荣城重大专项示范电站等 以上项目国家已明确为三代AP系列机组 2017/9/14

二、核电的技术经济性 核电是安全、经济和环保的新能源 核电发展的主要动力是经济高速发展下的能源需求，以及满足减少温室气体排放和环境污染的要求。 核电是安全的： 核电有三道安全屏障 燃料包壳 压力容器 钢筋混凝土安全壳 核电站有多套安全系统 二代核电站的堆芯熔化率必须达到10-5/堆年 堆芯熔化率达到了惊人的10-7/堆年 2017/9/14

核电的技术经济性（2/5） 核电是经济的 没有经济性，核电就不可能大规模发展。 电中长期发展规划对核电经济性提出的要求是：“实现上网电价与同地区的脱硫燃煤电厂相比具有竞争力”。 核电的经济性体现在： 运行费用低：燃料成本低，18个月换料1/3 带基本负荷运行 换料时间长，18个月停堆换料一次 核电经济性的最大挑战为初投资巨大，财务成本压力大 人员成本也是一个重要因素 2017/9/14

核电的技术经济性（3/5） 核电是环保的： 与火电相比，核电不排放二氧化硫、烟尘、氮氧化物和二氧化碳，是电力工业减排污染物的有效途径，也是减缓地球温室效应的重要措施。 2017/9/14

核电的技术经济性（4/5） 核电与其它发电形式的比较优势: 能源分为可再生能源和不可再生能源两大类 可再生能源主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等 不可再生能源主要包括煤、石油、天然气、核能等 核电的优势在可以实现大功率，稳定供电。这是水电、风电和太阳能无法比拟的 2017/9/14

核电的技术经济性（5/5） 国家核电战略的重大调整 在战略发展规划上 适度发展核电 积极发展核电 加快发展核电 在战略发展规划上 适度发展核电 积极发展核电 加快发展核电 2020年装机容量6000-8000万千瓦，占届时电力总装机容量的5%左右 2030年装机容量12000-20000万千瓦，占届时电力总装机容量的8%左右 2050年装机容量35000-45000万千瓦，占届时电力总装机容量的15%左右 -26-

三、核电技术发展趋势 核电的总体发展趋势：更安全、更经济 １９９０年，美国电力研究院(EPRI)出台了“先进轻水堆用户要求”文件，即ＵＲＤ文件，用一系列定量指标来规范核电站的安全性和经济性。欧洲出台的“欧洲用户对轻水堆核电站的要求”，即ＥＵＲ文件，也表达了与ＵＲＤ文件相同或相似的看法。国际原子能机构也对其推荐的核安全法规（ＮＵＳＳ系列）进行了修订补充，进一步明确了防范与缓解严重事故、提高安全可靠性和改善人因工程等方面的要求。在此基础上，世界各国开始了第三代核电技术研发。第三代核电技术始于上世纪９０年代，其安全和经济性能得到了极大地提高。 2017/9/14

核电技术发展趋势（2/11） 核电技术代的划分: 国际上一般将现有核电技术分为三代,同时将目前正在进行概念设计,预计2030年才能投入商业运行的核能系统列为第四代 第一代:五六十年代开发的原形堆和试验堆 第二代:七十年代开始商业化的核电堆型,实现了标准化系列化和批量化 第三代:满足URD或EUR要求,在二代核电站设计,建造和运行基础上新开发的堆型 第四代:由美国牵头,联合十国提出的六种未来堆型 2017/9/14

核电技术发展趋势（3/11） 第四代核电: 近年来，世界各国提出了许多新概念的反应堆设计和燃料循环方案。２０００年１月，在美国能源部的倡议下，１０个有意发展核能利用的国家派专家联合组成了“第四代国际核能论坛”（ＧＩＦ）。第四代核能系统开发的目标是要在２０３０年左右创新地开发出新一代核能系统，使其在安全性、经济性、可持续发展性、防核扩散、防恐怖袭击等方面都有显著的先进性和竞争能力；它不仅要考虑用于发电或制氢等的核反应堆装置，还应把核燃料循环也包括在内，组成完整的核能利用系统。 2017/9/14

中国从美国引进并计划大力发展的AP1000属于三代核电 核电技术发展趋势（4/11） 中国核电发展趋势 中国已经运行的核电机组均属于二代核电 中国从美国引进并计划大力发展的AP1000属于三代核电 中国正积极跟踪国际上四代核电的发展动向 2017/9/14

核电技术发展趋势（5/11） 我国三代核电技术发展路线

核电技术发展趋势（6/11） 我国三代核电自主化“三步走”战略 CAP1400 依托项目 沿海、内陆核电站 标准设计 CAP1400 重大专项研发 第一步：外方为主，我方全面参与。建成4台AP1000自主化依托项目。初步形成AP1000沿海厂址标准设计。 第二步：我方为主，外方支持。形成AP1000沿海、内陆厂址的标准设计。建成一批AP1000后续项目。 第三步：全面自主创新。形成CAP1400标准设计。建成CAP1400重大专项示范工程及进行规模化建设。 -32-

核电技术发展趋势（7/11） 我国三代核电自主化发展的新路子 三代核电建设新路子 标准化设计 模块化建造 自主化建设 专业化管理 工厂化预制 通过实践，探索出一条符合三代核电自主化发展的“标准化设计、工厂化预制、模块化建造、专业化管理、自主化建设”的新路子。 -33-

核电技术发展趋势（8/11） 六种四代堆型: 三种是热中子堆，有三种是快中子堆 1.气冷快堆系统GFR 2.铅合金液态金属冷却快堆系统LFR 3.液态金属钠冷却快堆系统SFR 4.熔盐反应堆系统MSR 5.超临界水冷反应堆系统SCWR 6.超高温气冷反应堆系统VHTR 我国也开展了其中三项的研究 2017/9/14

核电技术发展趋势（9/11） 钠冷快堆系统 由中国原子能院牵头 2017/9/14

核电技术发展趋势（10/11） 超高温气冷反应堆系统VHTR 由清华大学核研院牵头 2017/9/14

核电技术发展趋势（11/11） 超临界水堆： “超临界水堆关键科学问题的基础研究”获国家科技部批准进入973计划项目。 尚属预研阶段 由上海交通大学、清华大学、北京科技大学、华北电力大学、中国核动力研究设计院、中国原子能科学研究院、上海核工程研究设计院以及中科华核电技术研究院等八家核电领域科技研发单位共同发起，上海交通大学程旭教授担任首席科学家，预计项目总经费为3000万元。 2017/9/14

四、我国核电发展的经验和教训 中国1958年就开始准备发展核电，70年就立项建设核电，将近40年的确取得了不少成绩，但是至今只有11台，900万千瓦核电机组在运行，别说大大落后于美国、日本和法国，也落后于我们的邻国--韩国（韩国已投运机组为20台，1800万千瓦，占电力装机的28%，核电发电量高踞世界第六位）。 从机组上来说，我国属于万国牌，既有法国技术的压水堆机组、也有俄罗斯的压水堆机组（田湾），还有加拿大的重水堆机组（秦山三期），自己开发的秦山一期是参照美国技术设计的。 技术上来说，我国除了基本掌握了30万千瓦核电站的设计技术外，60万和百万级还属于拷贝设计，无自主知识产权。 2017/9/14

我国核电发展的经验和教训（2/3） 影响核电发展的主要原因 1、缺乏中长期发展规划，项目审批随意性 2、缺乏统一的技术路线，争论不断 我国核电搞成万国牌的原因 2、缺乏统一的技术路线，争论不断 压水堆、沸水堆等各种堆型争论不断 自主开发还是引进技术争论不断 二代还是三代争论不断 3、缺乏自己的技术标准体系，设计和设备自行其事 法国标准和美国标准混合采用 2017/9/14

我国核电发展的经验和教训（3/3） 影响核电发展的主要原因(续) 4、无装备自主化的系统支持政策，使成本踞高不下 5、管理体制不顺 国家提出要国产化,但很多政策上无法体现 业主对实现国产化无积极性 5、管理体制不顺 中国核电的管理体系一直处于调整之中 上层多头管理，下层高度垄断 2017/9/14

五、自主化依托项目 国家核电技术公司 经国务院批准（国函[2007]35号），国家核电技术公司于2007年5月22日正式成立。 公司定位: 代表国家对外签约，受让第三代先进核电技术； 通过消化、吸收、再创新形成中国核电技术品牌的主体； 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 公司使命 是实施国家能源战略的需要； 是核电体制改革的重大突破； 是尽快提高我国核电自主化能力、推进核电建设、加快能源结构调整的重大举措。

第一轮核心产业阶段性战略布局完成 9 家核心企业和2家参股企业的分布 中核包头燃料元件股份有限公司（参股） 公司总部 国核电力院 国核研发中心 国核锆业 国核山东院 国核山东核设备厂 上海核工院 国核工程公司 国核自仪 国核运行服务公司 核心产业阶段性战略布局完成，覆盖研发、工程设计、设备制造、工程管理、运行服务等领域。 湖南核电有限公司（参股） -42-

系 列 项 目 建 设 技 术 转 让 重 大 专 项 支持 验证 三代核电自主化“三条工作主线”同步推进 三条工作主线同步推进 形成自主创新能力，并实现 三代核电的标准化、系列化、规模化发展。 系 列 项 目 建 设 技 术 转 让 重 大 专 项 支持 支持 验证 三代核电自主化“三条工作主线”同步推进 -43-

自主化依托项目 三代核电AP1000 AP1000 是由美国西屋公司开发的先进的非能动的压水堆（Advanced Passive PWR） AP1000为单堆布置两环路机组，电功率1250MWe，设计寿命60年，主要安全系统采用非能动设计，布置在安全壳内，安全壳为双层结构，外层为预应力混凝土，内层为钢板结构。 AP1000的堆芯损坏频率（CDF）为5.0894×10-7/堆年，大量放射性释放概率分别为5.94×10-8/堆年，安全性比第二代核电站提高了100倍。 核电站发生事故后，AP1000操作员可不干预时间高达 72小时 2017/9/14

自主化依托项目 AP1000和EPR的比较 AP1000和EPR的安全系统采用了两种完全不同的设计理念AP1000和EPR的安全性有较大的差别。 EPR通过增加安全系统冗余度和系统配置来提高安全性，通过加大机组容量来提高经济性（加法） AP1000通过非能动设计大幅度减少了安全系统的设备和部件，通过自然循环等非能动的设计来提高安全性，通过简化系统来提高经济性。 EPR属于改进型设计、AP1000属于革新型设计。 2017/9/14

自主化依托项目 依托项目概况 三门和海阳各建设2台125万千瓦核电机组（规划各建设6台机组）。依托项目4台机组总投资约800亿元 三门项目1号机组计划2009年3月浇注第一罐混凝土，2013年8月并网发电。 海阳项目1号机组计划2009年9月浇注第一罐混凝土，2014年2月并网发电。 -46- 2009年4月19日 星期日

自主化依托项目 2009年关键里程碑 浇注第一罐混凝土 三门：2009.03 海阳：2009.09 CA20模块就位 三门：2009.05 海阳：2009.11 CV底封头就位 三门：2009.06 海阳：2009.12 CA01模块就位 三门：2009.09 CV 1#环就位 三门：2009.12 2009年关键里程碑

三门项目进展 三门现场全景 -48-

三门项目进展 三门1号机组核岛第一罐混凝土于3月29日下午3时08分开始浇注，31日下午2时06分结束，历时46小时58分，浇注混凝土4982立方米，在国内核电站中一次整体浇注量最大。从工期和成本上比“二代加”核电站有明显优势。

三门项目进展 国家核安全局专家审查意见。 国家核安全局就三门核电1号机组核岛底板混凝土裂缝问题召开专家会并作出以下结论： 施工过程是严格按照设计文件要求和施工程序完成的。施工中出现的裂缝均为表面收缩裂缝，裂缝深度均在保护层之内，满足技术规格书的要求，不会对结构产生不利影响，结构安全可靠，无需进行专门的修补。 对施工中出现的一条超标表面裂缝，按照管理要求开具了不符合项，对不符合项的处理基本符合法规的有关要求。 -50-

三门项目进展 4月19日，中共中央政治局常委、国务院副总理李克强同志出席了三门核电一期工程开工仪式。 -51-

三门项目进展 三门1# 核岛CR10设备模块已按计划安装就位。 CR10设备模块 -52-

三门项目进展 三门2#核岛负挖3月12日通过国家核安全局验收。 -53-

三门项目进展 钢制安全壳（CV）底封头正在进行拼装。 CV底封头共四圈64张钢板，第一圈（1C）2块钢板，第二圈（2C）6块钢板，第三圈（3C）24块钢板，第四圈（4C）32块钢板，总重约585吨。 -54- 2009年4月19日 星期日

三门项目进展 三门1# CA20模块（总重约840吨）已经就位。 -55-

三门项目进展 三门现场施工临建设施建成并投入使用（左图）；美国Lampson重型大吊车具备使用条件（右图）。 -56-

海阳项目进展 海阳1＃核岛负挖于2月21日通过国家核安全局验收。目前正在进行底部垫层的钢筋绑扎。 -57-

海阳项目进展 海阳2＃核岛负挖已于5月8日通过国家核安全局验收 -58-

工程特点与管理技术 标准化设计 模块化建造 开顶法施工 AP1000依托项目特点 模块化施工 开顶法施工

工程特点与管理技术 AP1000依托项目工程管理 采用中外联合项目管理模式（JPMO/SPMO），培养专业化管理队伍 建立管理程序体系，实现标准化、规范化的管理流程 通过依托项目建设，形成符合AP1000特点的工程管理技术

工程特点与管理技术 AP1000依托项目工程管理组织 国家核电技术公司 （AP1000项目管理部） EPC合同 国核工程公司 （JPMO） NI合同 三门SPMO 海阳SPMO -61-

结束语 中国核电经过30年的发展，已经打下了非常良好的基础，核电作为一种清洁、安全、经济的能源，在优化能源结构、保障能源安全，缓解我国当前经济发展过程中所面临的突出的资源和环境问题，实现能源与经济设备和生态环境协调可持续发展方面具有重要的作用。 在全球核电复兴的国际大背景下，我国的核电建设将迎来黄金时期，在不久的将来，我国核电不仅要成为世界大国，还要成为世界强国，这是我们核电人的愿望和责任。 2017/9/14

谢谢大家！ 2017/9/14