核電建設加速 為“鋼需”注入新動力

日期:2017年10月13日 10:57

928日,由中國核建集團承建的恰希瑪核電4號機組竣工。這標志著恰希瑪核電一期工程4臺機組全面建成。恰希瑪核電1號機組已安全可靠運行17年,2號機組于2011年投入商業運行,3號機組于2016年底提前26天投入商業運行。目前,4臺機組運行狀態穩定,安全指標和運行業績良好。此外,正在建設的卡拉奇核電站2號、3號機組采用我國自主研發的“華龍一號”三代核電技術,現正處于施工高峰期。據了解,中國核建集團是全球唯一一家連續30余年不間斷從事核電建造的企業,承建了我國出口巴基斯坦所有核電項目。

這只是我國核電走出去的一個縮影。去年4月份,習近平總書記在第四屆核安全峰會上提出,中國實施最嚴格的安全監管,確保中國境內和對外出口的核電站安全可靠、萬無一失。今年91日,全國人大常委會審議通過《中華人民共和國核安全法》,把核安全的監督管理提升到了國家立法監管的高度。

中國核電作為中國制造高技術、高標準、高質量、高經濟帶動性的典型代表,現已成為國家的一張新名片。據分析,隨著我國核電建設的加速,有關“鋼需”將逐漸釋放出來。

中國躋身世界核電大國行列

核電重大專項作為《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》確定的16個國家科技重大專項之一,在2008年正式啟動。核電重大專項包括大型先進壓水堆核電站、高溫氣冷堆核電站兩個分項,是我國面向世界先進核電領域、實現核電技術跨越式發展的重要戰略部署。核電專項實施管理辦公室提供的數據顯示,自2008年啟動以來,核電專項已立項課題179項,核定中央預算113.99億元。國家能源局核電司負責人介紹,在核電專項實施過程中,通過政府主導、項目驅動,我國已經建立起企業牽頭,國內科研院所、裝備制造企業等200多家單位、23000多名科研人員共同參與的“政產學研用”協同創新體系,涵蓋研發設計、設備制造、工程建設、生產運營等各個環節。

目前,世界范圍內,在運核電站普遍采用的是第二代核電機組。各國除了對正在運行的第二代核電機組進行延壽與補充興建一些“二代+”的機組外,新建核電設施普遍采用更安全、更先進的第三代核電機組。第三代核電機組包括采用不同技術指標的多種核電站類型。

我國先后引入了美國非能動AP1000核電站和法國EPR核電站等核電技術。在引進消化吸收世界領先的AP1000技術基礎上,我國自主研發CAP1400核電技術,目前已經取得了豐碩成果。CAP1400的安全指標優于AP1000 15%以上,綜合性能,特別是經濟性能好于AP1000,是我國具有完全自主知識產權的核電型號。CAP1400的關鍵設備與材料全部實現自主化設計和國產化制造,設備總體國產化率首堆能夠達到80%、批量化后有望超過90%。這標志著我國三代核電裝備產業鏈已經形成,裝備制造能力實現了從二代向三代制造的跨越。目前,CAP1400技術應用示范工程已經準備就緒,示范工程的施工設計已基本完成,并通過國家核安全局和國際原子能機構的安全評審。公開數據顯示,我國三代核電綜合國產化率已經達到85%以上。中國的核電發展走過了30年的歷程。目前,中國大陸已建成投運核電機組36臺,排名世界第四;中國大陸在建核電機組20臺,其中有10臺采用的是第三代核電技術。

目前,世界各國都在不同程度上開展第四代核電系統的基礎技術和學科的研發,高溫氣冷堆是世界上公認的第四代反應堆主要技術類型之一。2012年,中國自主研發的世界首座具有第四代核電特征的高溫氣冷堆核電站在山東省榮成市的華能石島灣核電廠重新開工建設,預計2017年底前投產發電。這是世界上最接近完成、最接近商業化、安全性最高、應用四代核電技術的核反應堆。

“十三五”我國核電建設進入加速期

“十三五”時期,我國也將掀起核電建設高潮。自2016年開始,我國每年都新建6~8座核電站,對建設自主研發的新型核電站投入5000億元,爭取在2030年之前成為在核電站發電能力和運行數量上超過日美兩國的世界最大的“核電強國”。

國內相關省份也在積極加緊規劃和部署。在第四屆中國核能可持續發展論壇上,湖南省能源局局長表示:“核電將成為湖南省電力供應的主力軍,湖南省將爭取在‘十三五’期間適時啟動核電項目。”江西省發布的《江西省電力中長期發展規劃》提出,力爭在2020年投產1臺核電機組;江西省密切關注國家內陸核電政策,也積極跟進、推動彭澤核電項目。浙江省表示,今年投資涉及的核電項目共有3項。貴州省與中廣核集團簽約了兩個投資總額為380億元的內陸核電項目。統計數據顯示,有計劃發展內陸核電站的省市還包括:廣東(在非沿海地區發展)、河南、吉林、黑龍江和重慶等。此外,一些二期核電項目也已蓄勢待發,如紅沿河二期核電項目、福清5號和6號機組、徐大堡一期、陸豐一期、海陽二期、三門二期等。

國家核電技術公司的業內人士表示,未來5~10年是全球核電發展的一波高潮,也是我國核電走出去的“窗口期”。201310月份,國家能源局公布《服務核電企業科學發展協調工作機制實施方案》,首次提出核電走出去。作為中國核電走出去的旗艦產品,“華龍一號”以其成熟而優秀的技術受到了全球關注。繼與法國電力集團(EDF)簽署英國新建核電項目一攬子合作協議之后,中廣核正在加大力度在中東歐、非洲、東南亞等地推進“華龍一號”出海。目前,我國已與英國、阿根廷、埃及、巴西等近20個國家在核電站建設領域達成了合作意向。

鋼企核電用鋼研發力度在加大

業內人士介紹,核電建設所用的鋼材主要有核島用鋼、常規島用鋼、廠房及其他基礎設施用鋼,包括碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、特殊鋼等,主要用于安全殼、蒸發器部件、穩壓器部件、安注箱部件、硼注箱部件、汽水分離器部件、發動機部件、汽輪機、輔機部件、換熱器部件、柴油機儲油罐、預埋件制造,其中核島用鋼是核電建設的核心關鍵部位用鋼,技術要求最高。

核電用鋼不同于普通鋼材,具有自身的特殊性,性能要求、質量保障非常嚴格。業內人士指出,核電站核島中的容器屬于核一級設備,長期在高溫和高壓下工作,反應堆壓力容器活性區部分還要承受中子輻照,因此對核電站壓力容器用特厚鋼板有著與一般用途厚板不同的嚴格要求,如良好的低溫韌性、低的無塑性轉變溫度、中子輻照脆化小等,并要求此類特厚鋼板從冶煉、錠(坯)制造到成品都要達到高質量。核島中的反應堆壓力容器、蒸發器和穩壓器等所用鋼板厚度通常超過60毫米,最厚可達到300毫米。

為滿足核電用鋼需求,我國鋼鐵企業正加大研發力度,如由太鋼研發的國內首套CAP1000核電站用不銹鋼正式投產,產品已發往核電設備制造廠家。有一些鋼廠突破技術難關,成功研發和生產出耐高溫、耐高壓、耐腐蝕的核電專用不銹鋼和冷軋硅鋼材料,為加速推進我國核電材料的國產化進程發揮了重要作用。還有的鋼廠圍繞國家核電戰略需求和市場形勢,加強核電用鋼的生產研發,通過推進技術創新與積累,先后掌握了二代半CPR1000、三代EPRAP1000CAP1400等核電用鋼生產核心技術,開發出了20多個品種,包括有核島用鋼15MnNi、承接生產世界首臺國核示范項目CAP1400兩座機組CV(鋼制安全殼)鋼板制造、供貨國內核電AP1000項目安注箱用鋼等。

業內人士認為,在國內核電建設進入加速期和海外市場出口前景看好的強力推動下,核電需求將大幅增長。目前,仍有一些核電用鋼尚未實現國產化,鋼鐵企業應關注核電業的發展,根據其用鋼的高端需求特性,加速研發新產品、新材料,以滿足核電市場對核電用鋼的需求。

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