中国广东核电集团有限公司:全面和谐可持续发展
公司简介
中国广核集团有限公司(简称中广核),原中国广东核电集团有限公司,是伴随我国改革开放和核电事业发展逐步成长壮大起来的中央企业,由核心企业中国广核集团有限公司和30多家主要成员公司组成的国家特大型企业集团,是中国唯一以核电为主业、由国务院国有资产监督管理委员会监管的中央企业。
从20世纪70年代末期起步,在党中央国务院的英明决策和亲切关怀下,在国家有关部委和相关省市的关心支持和大力配合下,历经20多年的艰苦创业,成功建成了大亚湾核电站和岭澳核电站一期近400万千瓦的核电装机容量,岭澳核电站二期、辽宁红沿河核电站、阳江核电站、福建宁德核电站超过1000万千瓦核电机组在建设,广东台山、广西白龙、安徽芜湖、江苏连云港等核电新项目前期工作取得了实质性进展。其中坐落在广东省深圳市龙岗区的大亚湾核电基地,是中国目前在运行核电装机容量最大的核电基地。
问题
1.核能的利用对环境造成一定的影响
虽然核能具有来源丰富、安全、清洁、高效等明显的优点,但是核能仍然可能对环境造成严重的污染,对人类社会和经济的可持续发展造成重大损害。核能的利用对环境造成的污染主要是放射性污染。核废料的放射性不能用一般的物理、化学和生物方法消除,只能靠放射性核素自身的衰变而减少。核废料放出的射线通过物质时,发生电离和激发作用,对生物体会引起辐射损伤,并且影响会持续数千年。
2.企业建造的核电站存在安全风险
核裂变必须由人通过一定装置进行控制。一旦失去控制,裂变能不仅不能用于发电,还会酿成灾害。全球已经发生了数起核泄露事故,对生态及民众造成了巨大伤害。有一些环境论者还指出从事核电生产的人曾有产下畸形儿的先例,或者核电站附件的农家出现了畸形牲畜等等,这些事实是不容忽视的。
3.核电造价过高直接影响公司经营
按照国际惯例和我国核电站建设标准,每座新建核电站至少应配备一台全范围模拟机,用于开展操纵员培训与执照考试,为操纵员、管理员提高运行管理技术水平提供安全可靠的工具。这些由国外公司供货的模拟机大都存在供货工期延误、工程造价增加、工程质量难以控制的问题,国外公司还常常以各种借口,要求国内核电用户追加费用,严重地影响到核电工程建设进度、生产运行的安全性和操纵员培训质量,并且运行维护成本居高不下。此外,核电站的资金筹措量大、资金筹措困难、投资风险大,另外还会推高发电成本,造成电厂经营生存能力和市场竞争能力降低。
解决方案
“十二五”以来,中广核围绕提升核安全和自主化能力、创核电运营和工程建设一流业绩、实现通过科技创新引领企业发展的总目标,确立了以战略专项与尖峰计划为牵引,形成能力、具备相配套技术储备与技术平台的总方向,制定了“十二五”科技研发总体规划,其中科技创新总投入72.5亿元,2011年、2012年已分别投入12.6亿元、14.7亿元,2013年投入15亿元,近三年科研投入超过主营业务收入的4.5%,高于国家对中央企业科技投入占主营业务收入2.5%的要求。
目前,中广核已建立了一支由近3000名科研人员组成的科技创新队伍,形成了国家级、集团级、成员公司级三级研发机构为主体的科研平台体系,拥有15个研发中心,其中7个研发中心为国家级研发(实验)中心。截至2013年10月31日,共承担了542项国家和行业标准的编制工作,累计申请专利1226件,年专利增长速度超过30%,已获得专利授权超过600件,其中:发明专利超过200件,获得1项中国专利金奖,2项中国优秀专利奖。
依靠雄厚的科研人才力量和科研平台体系,近年来,中广核研发出一大批对核电产业发展具有重要影响的成果。多项重大科研成果涵盖了核电新型号研发、核电数字化仪控系统、核应急处置、核电安全改进、核电运行人员培训、中低放固废处理等制约我国核电发展的关键领域,对掌握核心技术、实现我国核电技术升级,提升核电安全发展水平具有重要意义。
1.针对问题1采取的措施
TES系统是大亚湾核电站放射性固体废物的处理主系统,它是引用法国RCC—M,CODAP,AFNOR作为本系统的工程设计规则和标准.其设计是按照ALARA原则进行考虑的。TES系统按其操作的特点、废物放射性强度和可能造成的污染,分别布置在核辅助厂房(NAB)和废物辅助厂房(Qs)内,本系统所有操作都是手动或就地远距离控制操作和电视监控运行。
下面是大亚湾核电站放射性固体废物处理工艺流程图
图1 大亚湾核电站放射性固体废物处理流程
中广核集团建立完善的放射性废物处理体系,采用世界先进技术对放射性气体、液体及固体进行控制和处理,做到达标排放。投资建设我国第一家放射性固体废弃物处置场——北龙处置场,妥善处理中低放废物。实施核电站固体废弃物装桶方式改进,有效降低废弃物体积。参与建立乏燃料处理专项基金,从核电厂发电收入中提取一定比例专项资金,保证乏燃料处理工作。
中广核在国内率先研制成功的等离子固体废物熔融减容处理系统,可以将固体废物中的有机成分热解成小分子,将无机成分熔融,形成的熔融体通过处理可成为高度稳定的玻璃态固化体。该技术作为放射性固体废物处理领域中的先进技术,可实现固体废物的减容与稳定化,为我国核电站中低放固体废物处理提供了一条有效的解决途径。
2.针对问题2采取的措施
已通过验收的我国首套自主研制的百万千瓦级核电站全范围模拟机,是中广核汇聚计算机仿真、软件开发、数字化仪控、核电设计、运行、测试技术和安全分析等多学科技术研发的“虚拟核电站”,主要用于培养核电站运营人员应对和缓解严重事故的能力。目前该产品已应用于福建宁德核电站、广东阳江核电站、广西防城港核电站等项目。
核反应堆专用机器人因可以承担核电站在役检查与维修、核燃料更换等特殊环境作业而备受关注。中广核已经完成安全壳内监测、视频检查机器人、反应堆整体螺栓拉伸机、反应堆压力容器无损检测机器人等六款核反应堆专用机器人的研发工作。其中,反应堆压力容器无损检测机器人可以在全水下工况作业,直线运动定位精度小于2毫米,主旋转轴转动定位精度小于0.2°,达到国际标准。
中广核自主研发的压水堆核电站控制棒驱动机构、核电站非能动应急高位冷却水源系统和具有世界领先水平的自主知识产权核燃料运输贮存系统(PMC)成套设备。其中,高位冷却水源系统可以增强核电站应对极端灾害叠加的能力,使核电机组降低堆芯熔化概率25.8%。核燃料运输贮存系统已应用于大亚湾核电基地技能培训中心,并在福建宁德核电站、广西防城港核电站等核电项目上实现工程供货。
3.针对问题3采取的措施
自主知识产权三代核电技术是中广核在20多年引进、消化、吸收国外先进压水堆核电技术基础上,充分考虑我国装备制造业的基础,根据我国最新安全标准(HAF102)要求以及美国/欧洲核电用户要求(URD/EUR),借鉴日本福岛核事故的经验反馈以及AP1000、EPR等先进技术和国际核电领域的经验反馈,自主创新研发的核电新技术,实现了安全性和经济性的均衡、成熟性和先进性的统一、能动与非能动的结合。
目前该技术设计方案已通过国际原子能机构(IAEA)、国家核安全局、中国核能行业协会的审查,四大关键验证试验以及10余项单项试验已全部完成,国内企业已掌握所需先进燃料组件的设计能力,所有主设备已具备自主设计能力和制造能力,初步安全分析报告已编制完成,部分验证试验正在深圳市龙岗区宝龙工业园试验基地进行,2014年上半年全部完成。
核级数字化仪控系统被称为核电设备国产化的重要堡垒。目前我国在运核电机组的核级数字化仪控系统主要由国外提供。为打破国外厂商的技术垄断,中广核科研人员历时6年研发了国内首套核级数字化仪控系统产品平台FirmSys并通过国家核安全局验证,现用于阳江核电站5号、6号机组,目前已进入工程应用阶段。中广核因此成为继美国西屋、美国英维斯、法国阿海珐、日本三菱之后全球第5家、我国首家掌握自主知识产权核级数字化仪控系统的企业。
水泥固化线用于处理核电站运行过程中产生的固体废物,主要有废树脂、浓缩液和废过滤器芯子,将固体废物与水泥进行充分混合,待水泥凝固后进行暂存及后处理。该设备涉及专业多,技术复杂,长期以来垄断在少数几家国外供货商手里,不仅采购成本昂贵,合同执行压力大,质量也得不到有效控制。为打破垄断,2011年底,中广核工程公司设计院核岛系统所立项研制该设备。经过研发团队3年的不懈努力,核心设备研发取得成功,填补了国内空白。这不仅有利于打破国外供货商的垄断,还能使水泥固化线整体造价降低50%,大大降低核电站建造运行成本。
成效
环境绩效
下面几组数据是2010年与2011年的对比,分别从二氧化碳排放量、每天工业用水量以及综合能耗都有所下降来说明中广核在采取一系列的措施之后有很明显的效果(见图2)。
图2 2010年与2011年数据对比
大亚湾核电基地为改善广东省过分依赖煤油等常规能源的现状,为优化粤港地区电源结构、降低能源风险提供了有力保障。大亚湾核电基地六台百万千瓦级核电机组与同等规模的燃煤电站相比,每年可减少电煤消耗约1530万吨,减少二氧化碳约4400万吨,二氧化硫约23万吨,氮氧化物约18万吨,环保效益相当于种植了近30万公顷的森林,相当于珠三角少用了1222万辆机动车。如果这些电力全部由煤电供应按照每一节车皮可载重50吨电煤、一列火车装载50节车皮计算,如果一年365天每天不停地运输,每天至少要有16列火车才能装载这些电煤。
核电站废物分为中低放射性废物、受到中度和轻微污染物品。例如废过滤器、废树脂和蒸发残渣、手套及衣服等。中低放射性废物经压缩、固化后桶装密封,运往处置场地存放在现场废物库和地下浅层废物库。乏燃料送后处理厂处理后,其中97%可循环利用。剩余3%为高放射性废物。按照国际通行标准,高放射性废物采用深地质处置法,保存在地下几百米处特殊处置库内,确保不会对环境造成影响。
安全绩效
2010—2011年安全绩效见表1。
表1 2010—2011年安全绩效一览
在全球265台压水堆中,与2010年WANO指标相比,2011年大亚湾核电站1号机组9项指标全部达到世界先进值,属全球唯一。岭澳核电站2号机组有6项指标达到世界先进值,全球同一水平共25台,大亚湾核电站2号机组和岭澳核电站1号机组各有5项指标达到世界先进值,全球同一水平共28台。
大亚湾核电基地6台机组全年实现“6个零”,无非计划自动停堆。特别是大亚湾核电站1号机已经10年无非计划自动停堆,连续安全运行3387天。岭澳核电站1号机也取得了6个循环无非计划自动停堆的好成绩。核电20万工时事故率同比下降36.6%,水电、风电、太阳能、铀业等安全生产未发生较大及以上事故。
经济绩效
2010年、2011年经济绩效如图3所示。
图3 大亚湾核电基地营业收入
近年来中广核集团着力打造清洁能源产业链、推动产业结构优化升级,不断提高科技创新能力和核心竞争力,持续完善内部管理机制,圆满完成国务院国资委下达的考核指标和各项战略任务,集团综合实力和市场开发能力不断增强。
在新的发展形势和历史机遇下,中广核集团大力推进科技创新,推进行业与企业的发展转型取得积极进展,不断为能源行业、客户与合作伙伴创造更大价值。累计申请专利662件。其中“一种核电机组的控制系统及其监控方法和子系统”一项发明专利荣获第十二届中国专利金奖。此外中广核集团下属大亚湾核电运营管理公司承担6台百万千瓦核电机组运营任务,全年努力克服物价上涨压力,使公司可控成本(同口径)严格控制在预算内,相对考核指标节约8%,取得了“多发电、少花钱”的效果。
展望
未来3年,中广核将用科学的标准,严谨的方法,透明的态度持续强化对核安全的保障。为此,中广核应当:
——巩固提升核电工程建设专业化管理水平,把安全质量要求精细化落实到核电工程建设各现场管理团队和施工单位一线班组,不断提升预防和快速解决问题的能力,确保安全发展的基础不动摇。坚持“安全第一、质量第一、追求卓越”的经营方针毫不动摇,不断完善安全质量管理体系并确保其有效性。将安全理念贯穿于设计、建造、运营、技术支持的各个阶段和各个环节,确保万无一失,为集团实现又好又快发展奠定坚实基础。
——全面传承大亚湾核电基地优秀的核安全文化基因和良好实践,在核电运营领域紧紧围绕重大设备和防人因管理两个关键,把隐患识别和防范工作做得更细致。
——加大力度实施创新驱动战略,完成自主知识产权三代核电技术的研发工作,持续推动我国核电的国产化、自主化进程,提升我国核电安全发展水平,在保证安全、质量的前提下控制成本、降低造价,强化核电作为可靠、稳定、经济的能源供应的地位。
——继续推进开放透明,一如既往地理解和尊重社会公众的疑虑,主动回应社会关切,不断探索新的传播方式和沟通方式,提升公众对核安全的认知水平,探索公众参与核电安全发展的方式,请公众监督,让公众放心。
将继续走履行社会责任之路,时刻牢记“发展清洁能源造福人类社会”的使命,不断提升经济、社会、环境综合价值创造能力,不断提升运营透明度和品牌美誉度。在努力保持国内核电领先地位的同时,实现与政府、客户、社区、供应商、媒体和员工等各个利益相关方的和谐发展。成为公众信赖、更具责任,技术领先、更具实力,持续发展、更具价值的国际一流清洁能源企业,为我国的核电以及清洁能源事业发展作出新的、更大的贡献。
讨论题
1.发展核能与环境保护政策如何有效一体化整合?
2.核能运用的安全风险及有效应对策略。
3.如何保护核能技术创新成果的自主知识产权?