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先进燃料重水堆中国核电之新机遇

2018-01-11 16:46:06

先进燃料重水堆:中国核电之新机遇

11月5日,中国核能行业协会组织22位院士专家,对中核集团联合加拿大坎杜能源公司研发的先进燃料重水堆进行技术审查。专家组一致认为,先进燃料重水堆能够满足最新安全要求和三代核电技术要求,技术可行、具有良好的安全性。在生产钴等同位素的同时,先进燃料重水堆还可作为钍资源核能利用的研发平台,具有进一步发展前景。专家建议,适时启动先进燃料重水堆建设,以发挥其多方面的技术优势。

当天,中国核电重水堆先进燃料技术研发中心揭牌成立。研发中心设在中核集团秦山第三核电有限公司,由总体控制、科技研发、系统设备、商务合同等四个部门组成,主要负责重水堆发展战略研究、先进燃料及同位素技术研发以及国内外重水堆工程项目的技术支持等工作。

目前我国核电以压水堆为主

先进燃料重水堆中国核电之新机遇

,其主要核燃料是浓缩铀,随着核电的发展速度加快,对铀资源的需求必然要增加,核燃料的供应能力直接决定核能发展的规模和速度。我国2012年修订后的《核电中长期发展规划(年)》目标是到2020年达到在运行核电装机容量5800万千瓦,在建3000万千瓦。而2011年中国工程院的一个研究中提出的我国核电到2050年的目标是4亿千瓦。如果燃料循环采用一次通过,100万千瓦压水堆核电站60年运行寿命约需1万吨天然铀。按照我国到2050年将建成4亿千瓦核电站计算,我国到2050年需要400万吨天然铀。但据国际经合组织(OECD)和国际原子能机构(IAEA)统计,我国铀矿查明资源仅占全球的3%,目前国内铀矿产量最多只能满足核电需求的1/3,全国大陆常规铀资源量仅为200万吨左右。不仅国内铀资源保障不足,随着世界核电发展,天然铀需求增加,我国获取海外铀资源的风险也必然增大,燃料保障将是影响我国核电发展的重要因素。

我国虽然铀资源并不多,但却拥有丰富的钍资源。先进燃料重水堆作为一种满足三代核电技术要求的先进堆型,不仅能够确保高度安全和有效防护,其更大的优点是强化了燃料的灵活性,既可以规模利用压水堆回收铀,又可作为钍资源的核能利用的突破口。其在运行初期直接用压水堆回收铀作为燃料,并为钍燃料开发提供研究平台。由此一来,燃料问题则可以得到很大程度的解决。

此外,我国早在上世纪80年代核电发展之初就确定了闭式燃料循环的政策。实施核燃料闭式循环,对提高铀资源利用率,减少最终需要地质处置的放射性废物体积,实现核能发展与环境友好具有重要战略意义。目前我国后处理技术不成熟,快堆技术总体上与俄、法等快堆先进国家也还有差距,闭式燃料循环还未形成。而先进燃料重水堆通过与压水堆、商用后处理厂、快堆匹配发展,能够实现回收铀资源的经济高效利用,在一定程度上能够促进核燃料闭式循环技术和产业发展,符合我国核能发展的整体策略。压水堆乏燃料处理分离的钚可以供快堆使用,回收铀则可以通过重水堆加以利用。

目前,国际上共有46座重水堆。秦山三期重水堆是目前世界上先进水平的坎杜6型机组,至2014年10月31日两台机组累计发电1308.71亿千瓦时,2010年和2013年秦山三期2号机组WANO(世界核电运营者协会)综合指标两次位居世界第一。此外,秦山三期还积极推进重水堆技术应用,自2009年至今已辐照出3550万居里钴60,已制成2700万居里成品源投放到国内市场,打破国外对钴60放射源的长期垄断。

时至今日,我国不仅已有了自己的三代压水堆核电技术,还与加拿大合作开发了有着特殊功能的三代先进燃料重水堆技术。统一技术路线对于核电的规模化发展固然重要,但是对于我国这样有着多家核电公司和巨大发展目标的国家来说,拥有多种先进核电技术也许并不是坏事,尤其是像先进燃料重水堆这样的能够使用回收铀和钍做燃料的核电技术,对于我国核电事业的长远发展更具重要意义。

在先进燃料重水堆通过技术审查仅三天后的11月8日,北京APEC会议期间,在中国国务院总理李克强与加拿大总理哈珀的共同见证下,中核集团总经理钱智民与加拿大坎杜能源公司总裁皮特森斯沃福在人民大会堂签署了关于中核集团与加拿大坎杜能源公司组建合资公司的框架协议,双方将共同研发和推广先进燃料重水堆,联合开拓国内国际核能市场。据加拿大坎杜能源公司总裁兼首席执行官PrestonSwafford透露,一旦该核电技术在中国市场上落地后,接下来英国、印度、土耳其、马来西亚等国都将极有可能发展该技术。

虽然2011年福岛核事故让一些国家放弃或放缓发展核电,但世界核电复兴的总体趋势并没改变。目前我国已经拥有自己的三代核电技术,加上与加拿大合作开发的先进燃料重水堆技术,我国核电技术已位居世界前列。只要让这些三代核电技术尽快在国内示范应用,中国核电技术走出去必然迎来美好的明天。

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