国际核电发展现状

国际核电发展现状来源：秦山核电有限公司发布日期:2009-02-09核电自1951年12月美国实验增殖堆1号（EBR-1）首次利用核能发电，1954年6月苏联第一座核电厂首次向电网送电，到现在已有近50年的历史，大致经过了验证示范、高速发展和滞缓发展三个阶段。现在处于复苏之前的过渡阶段。验证示范阶段1942年12月美国在芝加哥大学建成世界上第一座核反应堆，证明了实现受控核裂变链式反应的可能性。但当时正处于第二次世界大战期间，核能主要为军用服务。美国、苏联、英国和法国，配合原子弹的发展，先后建成了一批钚生产堆，随后开发了潜艇推进动力堆。从50年代初开始，美、苏、英、法等国把核能部分地转向民用，利用已有的军用核技术，开发建造以发电为目的的反应堆，从而进入核电验证示范的阶段。美国在潜艇动力堆的技术基础上，于1957年12月建成希平港(Shippingport)压水堆核电厂，于1960年7月建成德累斯顿(Dresden-1)沸水堆核电厂，为轻水堆核电的发展开辟了道路。英国于1956年10月建成卡尔德霍尔(CalderHallA)产钚、发电两用的石墨气冷堆核电厂。苏联于1954年建成奥布宁斯克（APS-1）压力管式石墨水冷堆核电厂后，于1964年建成新沃罗涅日压水堆核电厂。加拿大于1962年建成NPD天然铀重水堆核电厂。这些核电厂显示出比较成熟的技术和低廉的发电成本，为核电的商用推广打下了基础。高速发展阶段60年代末70年代初各工业发达国家的经济处于上升时期，电力需求以十年翻了一番的速度迅速增长。各国出于对化石燃料资源供应的担心，寄希望于核电。美、苏、英、法等国都制订了庞大的核电发展计划。后起的联邦德国和日本，也挤进了发展核电的行列。一些发展中国家，如印度、阿根廷、巴西等，则以购买成套设备的方式开始进行核电厂建设。美国轻水堆核电的经济性得到验证之后，首先形成核电厂建设的第一个高潮，1967年核电厂订货达到25.6GW；从1969年开始，美国核电总装机容量超过英国，居世界第一位，1973年美国核电总装机容量占世界的2/3。1973年世界第一次石油危机后，为摆脱对中东石油的依赖，形成了第二个核电厂建设高潮。1973、1974年两年，共订货66.9GW，核电设备制造能力达到每年25~30GW。美国还通过出口轻水堆技术和开放分离功市场，使轻水堆成为世界核电厂建设的主导堆型。在核电大发展的形势下，美、英、法、联邦德国等国还积极开发了快中子增殖堆和高温气冷堆，建成一批实验堆和原型堆。滞缓发展阶段1979年世界发生了第二次石油危机。在这以后，各国经济发展速度迅速减缓，加上大规模的节能措施和产业结构调整，电力需求增长率大幅度下降。1980年仅增长1.7%，1982年下降了2.3%。许多新的核电厂建设项目被停止或推迟，订货合同被取消。例如1983年以前美国共取消了108台核电机组以及几十台火电机组的合同。1979年3月美国发生了三里岛核电厂事故，1986年4月苏联发生了切尔诺贝利核电厂事故，对世界核电的发展产生重大影响，公众接受问题成为核电发展的障碍之一，有一些国家如瑞士、意大利、奥地利等已暂时停止发展核电。为保证核电的安全性，美国在三里岛事故后所采取的提高安全性的措施，使核电厂建设工期拖长，投资增加，核电厂的经济竞争力下降，特别是投资风险的不确定性阻滞了核电的继续发展。为核电发展的复苏而努力从80年代末到90年代初开始，各核工业发达国家积极为核电的复苏而努力，着手制订以更安全、更经济为目标的设计标准规范。美国率先制订了先进轻水堆的电力公司要求文件(UtilityRequirementsDocument,URD)，同时理顺核电厂安全审批程序。西欧国家制订了欧洲的电力公司要求文件（EUR），日本、韩国也在制订类似的文件（分别为JURD和KURD）。这些文件的基本思想和原则都是一致的。各核电设备供应厂商通用电气按URD的要求进行了更安全、更经济轻水堆型的开发研究，美国通用电气公司同日本东芝公司、日立公司联合开发了改良型沸水堆ABWR，美国ABB-CE开发了改良型压水堆系统80+，美国西屋公司开发了非能动安全型压水堆AP-600，法国法马通公司和德国西门子公司联合开发了改良型欧洲压水堆EPR等，其中ABWR、系统80+和AP-600已获得美国核监管委员会（USNRC）的最终设计批准书（finaldesignapproval,FDA），并有两台ABWR机组在日本建成投产，运行情况良好。另有四台ABWR机组正分别在日本（两台）和中国台湾（两台）建造。与此同时，一些发展中国家也继续坚持发展核电。中国大陆在90年代初建成三台机组，目前在建的有8台。中国还帮助巴基斯坦建造了300MW的恰希马压水堆核电厂。此外，印度、巴西、伊朗等国也在建设核电厂。1998年底在建的36台核电机组中大部分属于发展中国家。美国的核电发展美国原子能委员会在1951年规定，要在优先发展军用生产堆和动力堆的条件下，发展民用发电堆。1953年5月原子能委员会给国会两院提出报告，美国应在民用核能方面保持世界领先地位，1954年艾森豪威尔政府向国会提出修改原子能法，允许私营企业取得反应堆所有权，但核燃料仍归政府掌握，允许私人使用。在此政策指引下，美国政府与私营企业签订合同，建设了第一批实验验证性核电厂。这个时期的核电发展，由美国政府负责研究开发及核岛的建设和运行，私营企业仅负责厂址准备和常规岛建设。合同期满后，由原子能委员会负责拆除退役，核电厂的风险绝大部分由政府承担。1957年9月颁布的普赖斯-安德生法案又规定，一旦发生核事故，全部赔偿金额限于5.6亿美元，其中由政府承担5亿美元，进一步推进了核电的发展。1962年美国原子能委员会向肯尼迪总统建议：认为核电经济性已优于常规火电，发展核电可为电力供应节约大量资金，并提出了一系列政策，包括核燃料私有。该建议在1964年原子能法的再次修改中被采纳。在核电技术趋于成熟时，为占领核电的国际市场，60年代末美国政府批准低富集铀的出口，把美国的轻水堆推向世界。70年代后期，美国的核电发展转入低潮，1978年以后没有任何核电厂订货。关于快中子增殖堆的研究发展，1971年6月尼克松总统宣布要在1980年建成快中子商用示范性克林奇河核电厂。1977年4月卡特总统以防止核扩散为由，提出了限制核电发展的政策，决定停止克林奇河快中子堆核电厂的建设和燃料后处理技术的开发。苏联（俄罗斯）的核电发展苏联在军用石墨水冷型生产堆的基础上，开发建设了一批石墨水冷堆核电厂，最大机组容量达1500MW。又在军用潜艇动力堆的基础上，开发了具有苏联特点的压水堆核电厂，有440MW（WWER-440）和1000MW（WWER-1000）两个级别的机组，不仅在国内建造，还出口到东欧各国和芬兰。苏联国家计划委员会于60年代提出了能源发展政策，决定在乌拉尔山以西地区不再建造常规火电厂，只建造核电厂。同时考虑到天然铀资源的长期持续稳定供应问题，决定大力开发快中子增殖堆核电厂。苏联成为快中子增殖堆技术最先进的国家之一。70年代建成的原型快堆BN-350和示范快堆BN-600，至今仍在运行，都取得了很好的成绩。苏联在发展核电过程中缺乏国际交流。特别是切尔诺贝利核电厂，由于缺乏安全意识，基本安全原则和装置设计有缺陷，于1986年酿成灾难性事故，其后果远远超越了国界。在切尔诺贝利核事故之后积极采取措施改进安全性，其中包括建立独立于核工业的国家核安全监管机构，实施质量保证制度，加强同西方国家交流经验，以及争取国际机构和西方国家的支援。在苏联解体以后，俄罗斯的核工业体制进行了重组，把一些原来在乌克兰等国生产的设备，逐步转到俄罗斯的工厂生产。随着世界各国向更安全、更经济的新一代堆型发展，俄罗斯也积极进行新堆型的开发，如百万千瓦级WWER-1000机组的改良型V-428型和WWER-640型中型核电机组。英国的核电发展英国在1956年10月建成卡尔德霍尔产钚、发电两用石墨气冷堆核电厂之后，陆续建设了一批石墨气冷堆核电厂，因利用镁合金作包壳，称为镁诺克斯反应堆（MGR）。英国曾一度是世界上核电总装机容量最大的国家。70年代美国轻水堆占领国际市场后，英国的石墨气冷堆很难同美国的轻水堆相竞争，为提高机组的经济性，研究开发了改进气冷堆（AGR），但仍不能同美国轻水堆相竞争，终于未能打进国际市场。英国也重视其他堆型的发展，曾建设了一座高温气冷堆（Dragon）、一座实验快堆（DFR）和一座原型快堆（PFR）。英国核电发展长期处于低潮的主要原因：一是在北海发现了大型油田，能源问题得到缓解，对核电的需求不迫切；二是英国在核能发展上实行国家所有制，主管核能开发的国家原子能局UKAEA和经营核电厂的国家电力局CEGB和SEGB未能及早下决心放弃石墨气冷堆的技术路线。直到80年代后期才决定引进美国技术，建造压水堆核电厂(Sizewell-B)，已比法国晚了20年。法国的核电发展法国早期发展核电的路线大体上同英国类似，采用石墨气冷堆。所不同的是，当英国进行批量化建设时，法国注意了每建一座都有所改进，因此在技术上比英国进步快。60年代末，石墨气冷堆难于同美国轻水堆竞争的问题一出现，法国政府就十分重视，组织论证，由蓬皮杜总统做出决策，改为发展压水堆，从美国引进技术，消化吸收，建立自己的压水堆设备制造工业体系。法马通公司就是这时由法国同美国西屋公司合资成立的，后来变成为法国的独资公司。法国此时已解决了富集铀的大量生产问题，因此法国政府决定实施标准化、批量化建设方针，制订了一个每年投产七台百万千瓦级压水堆机组的庞大的核电发展规划，取得了很好的经济效益。法国建造核电厂的比投资是世界上最便宜的，发电成本也低于火电。由于经济上的优越性，促使核电替代火电取得成功，到1998年核发电量已占全国总发电量的76%。加拿大的核电发展加拿大发展核电起步较早，在50年代即开始了重水慢化、冷却的天然铀动力堆的开发。1962年，第一座实验堆NPD（22MW）投入运行。1967年，第一座原型堆道格拉斯角(DouglasPoint,208MW)建成投产。加拿大重水堆的特点是使用天然铀燃料，采用燃料管道承压的独特结构，实行不停堆换料，称作坎杜（CANDU，由Canada,Deuterium和Uranium三字缩成）型。在原型堆运行成功后，加拿大开展了较大规模商用坎杜堆的建造工作，于1971~1973年先后建成皮克灵(Pickering)核电厂的4台515MW的机组。在此基础上经过改进，在1976~1979年陆续建成布鲁斯(Bruce)核电厂的4台848MW的机组。80年代以后，加拿大在本国又先后建造了14台坎杜型机组。自80年代至90年代初，加拿大原子能公司（AECL）采用计算机控制等先进技术，不断改进、完善设计，使得CANDU-6型成为当前世界上技术比较成熟的核电厂之一。加拿大的坎杜型重水堆对发展中国家颇具吸引力，因为：①大型设备较少，便于实现国产化，减少对外国的依赖；②使用天然铀燃料，容易取得；③不停堆换料提高了电厂可用率，使核电厂有良好的经济性。所以在70年代初即向巴基斯坦和印度出口，随后陆续又向韩国、阿根廷、罗马尼亚出口7台机组。中国秦山第三核电厂两台728MW的机组也采用CANDU-6型，将于2003年投产。日本的核电发展同美、苏、英、法相比，日本在发展核电方面是个后起的国家。由于日本能源资源缺乏，工业发展较快，能源的持续稳定供应是日本政府最关注的问题之一。日本政府认为由于核燃料便于储备，核电可视作“半国产的能源”，有助于减少石油的进口，对实现能源多样化、克服脆弱的能源供应结构有重要作用。因此日本政府一贯积极推进发展核电，70年代石油危机之后也并未因世界核电发展进入低潮而动摇。日本第一座商用核电（166MW的东海村）是从英国进口的石墨气冷堆核电厂（1966年投产，1998年关闭）。后来改为采用美国的轻水堆。有四家电力公司采用压水堆，五家电力公司采用沸水堆。由日本的设备制造厂商三菱公司同美国西屋公司合作掌握了压水堆核电技术，东芝公司和日立公司同美国通用电气