核电建设加速 为“钢需”注入新动力

日期:2017年10月13日 10:57

928日,由中国核建集团承建的恰希玛核电4号机组竣工。这标志着恰希玛核电一期工程4台机组全面建成。恰希玛核电1号机组已安全可靠运行17年,2号机组于2011年投入商业运行,3号机组于2016年底提前26天投入商业运行。目前,4台机组运行状态稳定,安全指标和运行业绩良好。此外,正在建设的卡拉奇核电站2号、3号机组采用我国自主研发的“华龙一号”三代核电技术,现正处于施工高峰期。据了解,中国核建集团是全球唯一一家连续30余年不间断从事核电建造的企业,承建了我国出口巴基斯坦所有核电项目。

这只是我国核电走出去的一个缩影。去年4月份,习近平总书记在第四届核安全峰会上提出,中国实施最严格的安全监管,确保中国境内和对外出口的核电站安全可靠、万无一失。今年91日,全国人大常委会审议通过《中华人民共和国核安全法》,把核安全的监督管理提升到了国家立法监管的高度。

中国核电作为中国制造高技术、高标准、高质量、高经济带动性的典型代表,现已成为国家的一张新名片。据分析,随着我国核电建设的加速,有关“钢需”将逐渐释放出来。

中国跻身世界核电大国行列

核电重大专项作为《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》确定的16个国家科技重大专项之一,在2008年正式启动。核电重大专项包括大型先进压水堆核电站、高温气冷堆核电站两个分项,是我国面向世界先进核电领域、实现核电技术跨越式发展的重要战略部署。核电专项实施管理办公室提供的数据显示,自2008年启动以来,核电专项已立项课题179项,核定中央预算113.99亿元。国家能源局核电司负责人介绍,在核电专项实施过程中,通过政府主导、项目驱动,我国已经建立起企业牵头,国内科研院所、装备制造企业等200多家单位、23000多名科研人员共同参与的“政产学研用”协同创新体系,涵盖研发设计、设备制造、工程建设、生产运营等各个环节。

目前,世界范围内,在运核电站普遍采用的是第二代核电机组。各国除了对正在运行的第二代核电机组进行延寿与补充兴建一些“二代+”的机组外,新建核电设施普遍采用更安全、更先进的第三代核电机组。第三代核电机组包括采用不同技术指标的多种核电站类型。

我国先后引入了美国非能动AP1000核电站和法国EPR核电站等核电技术。在引进消化吸收世界领先的AP1000技术基础上,我国自主研发CAP1400核电技术,目前已经取得了丰硕成果。CAP1400的安全指标优于AP1000 15%以上,综合性能,特别是经济性能好于AP1000,是我国具有完全自主知识产权的核电型号。CAP1400的关键设备与材料全部实现自主化设计和国产化制造,设备总体国产化率首堆能够达到80%、批量化后有望超过90%。这标志着我国三代核电装备产业链已经形成,装备制造能力实现了从二代向三代制造的跨越。目前,CAP1400技术应用示范工程已经准备就绪,示范工程的施工设计已基本完成,并通过国家核安全局和国际原子能机构的安全评审。公开数据显示,我国三代核电综合国产化率已经达到85%以上。中国的核电发展走过了30年的历程。目前,中国大陆已建成投运核电机组36台,排名世界第四;中国大陆在建核电机组20台,其中有10台采用的是第三代核电技术。

目前,世界各国都在不同程度上开展第四代核电系统的基础技术和学科的研发,高温气冷堆是世界上公认的第四代反应堆主要技术类型之一。2012年,中国自主研发的世界首座具有第四代核电特征的高温气冷堆核电站在山东省荣成市的华能石岛湾核电厂重新开工建设,预计2017年底前投产发电。这是世界上最接近完成、最接近商业化、安全性最高、应用四代核电技术的核反应堆。

“十三五”我国核电建设进入加速期

“十三五”时期,我国也将掀起核电建设高潮。自2016年开始,我国每年都新建6~8座核电站,对建设自主研发的新型核电站投入5000亿元,争取在2030年之前成为在核电站发电能力和运行数量上超过日美两国的世界最大的“核电强国”。

国内相关省份也在积极加紧规划和部署。在第四届中国核能可持续发展论坛上,湖南省能源局局长表示:“核电将成为湖南省电力供应的主力军,湖南省将争取在‘十三五’期间适时启动核电项目。”江西省发布的《江西省电力中长期发展规划》提出,力争在2020年投产1台核电机组;江西省密切关注国家内陆核电政策,也积极跟进、推动彭泽核电项目。浙江省表示,今年投资涉及的核电项目共有3项。贵州省与中广核集团签约了两个投资总额为380亿元的内陆核电项目。统计数据显示,有计划发展内陆核电站的省市还包括:广东(在非沿海地区发展)、河南、吉林、黑龙江和重庆等。此外,一些二期核电项目也已蓄势待发,如红沿河二期核电项目、福清5号和6号机组、徐大堡一期、陆丰一期、海阳二期、三门二期等。

国家核电技术公司的业内人士表示,未来5~10年是全球核电发展的一波高潮,也是我国核电走出去的“窗口期”。201310月份,国家能源局公布《服务核电企业科学发展协调工作机制实施方案》,首次提出核电走出去。作为中国核电走出去的旗舰产品,“华龙一号”以其成熟而优秀的技术受到了全球关注。继与法国电力集团(EDF)签署英国新建核电项目一揽子合作协议之后,中广核正在加大力度在中东欧、非洲、东南亚等地推进“华龙一号”出海。目前,我国已与英国、阿根廷、埃及、巴西等近20个国家在核电站建设领域达成了合作意向。

钢企核电用钢研发力度在加大

业内人士介绍,核电建设所用的钢材主要有核岛用钢、常规岛用钢、厂房及其他基础设施用钢,包括碳钢、低合金钢、不锈钢、特殊钢等,主要用于安全壳、蒸发器部件、稳压器部件、安注箱部件、硼注箱部件、汽水分离器部件、发动机部件、汽轮机、辅机部件、换热器部件、柴油机储油罐、预埋件制造,其中核岛用钢是核电建设的核心关键部位用钢,技术要求最高。

核电用钢不同于普通钢材,具有自身的特殊性,性能要求、质量保障非常严格。业内人士指出,核电站核岛中的容器属于核一级设备,长期在高温和高压下工作,反应堆压力容器活性区部分还要承受中子辐照,因此对核电站压力容器用特厚钢板有着与一般用途厚板不同的严格要求,如良好的低温韧性、低的无塑性转变温度、中子辐照脆化小等,并要求此类特厚钢板从冶炼、锭(坯)制造到成品都要达到高质量。核岛中的反应堆压力容器、蒸发器和稳压器等所用钢板厚度通常超过60毫米,最厚可达到300毫米。

为满足核电用钢需求,我国钢铁企业正加大研发力度,如由太钢研发的国内首套CAP1000核电站用不锈钢正式投产,产品已发往核电设备制造厂家。有一些钢厂突破技术难关,成功研发和生产出耐高温、耐高压、耐腐蚀的核电专用不锈钢和冷轧硅钢材料,为加速推进我国核电材料的国产化进程发挥了重要作用。还有的钢厂围绕国家核电战略需求和市场形势,加强核电用钢的生产研发,通过推进技术创新与积累,先后掌握了二代半CPR1000、三代EPRAP1000CAP1400等核电用钢生产核心技术,开发出了20多个品种,包括有核岛用钢15MnNi、承接生产世界首台国核示范项目CAP1400两座机组CV(钢制安全壳)钢板制造、供货国内核电AP1000项目安注箱用钢等。

业内人士认为,在国内核电建设进入加速期和海外市场出口前景看好的强力推动下,核电需求将大幅增长。目前,仍有一些核电用钢尚未实现国产化,钢铁企业应关注核电业的发展,根据其用钢的高端需求特性,加速研发新产品、新材料,以满足核电市场对核电用钢的需求。

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