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繼芬蘭法國之后開建,臺山核電如何后來居上成EPR全球首堆
12月14日下午,中國廣核集團(下稱中廣核)與法國電力集團(EDF)在中國國務院新聞辦公室舉行的記者見面會上聯合宣布,廣東臺山核電1號機組已于北京時間12月13日17:00完成168小時示范運行,具備商業運行條件,由此成為全球首臺具備商運條件的EPR(European Pressurized Reactor)三代核電機組。
臺山核電1號機組位于廣東省臺山市赤溪鎮,是繼芬蘭奧基陸托(Olkiluoto)3號機組和法國弗拉芒維爾(Flamanville)3號機組之后,全球第三臺開工建設的EPR三代壓水堆核電機組,EPR技術由法國法馬通(原法國阿海琺)等公司開發。作為最早開工的EPR首堆,芬蘭OL3于2005年投入建設,原計劃在2009年投產,目前來看拖期將超過10年。法國FA3是法國本土首臺EPR機組,于2007年開工,原計劃于2013年投運,也已屢次延期。
臺山核電1號機組的開工時間,比上述兩個項目分別晚四年和兩年左右。在吸收歐洲兩個EPR先行項目的經驗基礎上,臺山核電1號機組于2009年10月26日開始筏基澆筑,2011年10月23日完成穹頂吊裝,2015年12月30日率先開始冷態功能試驗,成為全球首臺開展冷態功能試驗的EPR三代核電機組。這一領先態勢一直持續到2018年的裝料、臨界、并網和商運等各環節。臺山核電1號機組于今年4月10日開始裝料,6月29日成功并網發電,12月13日成功具備商運條件。
1號機組核島大體積混凝土澆筑與上述歐洲兩國相比,中國的民用核電建設起步較晚。臺山項目為何能“后來居上”、反超兩個先行項目成為全球范圍內最早投運的“EPR全球首堆”?全球單機容量最大的EPR核電機組如何保障安全性?工期超過9年,哪些因素導致臺山項目的工期延誤?在14日的國新辦發布會上,中國廣核電力股份有限公司總裁高立剛,臺山核電合營公司總經理郭利民,法國電力集團副總裁、中國區總裁傅楷德作出解答。
為何能反超先開工的國外同類機組?哪些因素導致工期延誤?
臺山核電一期工程是中法兩國在能源領域的最大合作項目,由中國廣核集團、EDF和粵電集團共同投資組建的臺山核電合營有限公司負責建設和運營,其中,中廣核是項目控股方,EDF和粵電集團分別持股30%和19%。項目將建設兩臺采用EPR技術的核電機組,每臺機組的單機容量為175萬千瓦,是世界上單機容量最大的核電機組。1號機組投運后,臺山2號機組預計2019年投產,已于近期開始進行熱試。
針對中國與歐洲兩個EPR在建核電站的進度差異,法國電力集團副總裁、中國區總裁傅楷德在發布會上稱,臺山項目在建設初期之所以能快速推進,離不開來自法國弗拉芒維爾項目的大量經驗反饋,特別是大部分設備已在法國通過資質審查。中國項目推進更快的另一個原因,是中國特有的核電產業環境,“中國近15年以來大力發展核電,保持年均2-3個核電站的速度,這與二三十年前法國的情況比較相似,而在法國,我們已經有15年左右時間沒有新的核電站建設了。”
中法雙方的核電合作有其深厚基礎。從建造大亞灣核電站開始,雙方經歷了從“法方為主、中方為輔”到“中方為主、法方提供支持”,再到“共同設計、共同建造”三個階段。臺山項目是中法繼大亞灣核電站、嶺澳核電站一期之后再度深入合作,此前的歷史積淀和相互了解,奠定了合作基礎。
1號機組核島蒸汽發生器吊裝裝載核燃料
臺山核電合營公司總經理郭利民稱,臺山項目在設計、設備制造、建安施工和調試等各個環節形成了中法核工業企業的強強聯合。在項目前期準備和建設之初,充分吸取了芬蘭和法國兩個EPR先行項目的經驗反饋。2012年下半年,也即1號機組開工建設三年之后,中廣核作為牽頭方,決定將臺山1號機組作為EPR首堆來推動,并得到了中法8家主要參建單位的積極響應和支持。“特別是核島設計方法馬通的理解和配合,我們發揮了互補的優勢,克服了首堆工程特有的挑戰。到2015年底率先開始冷試為標志,臺山1號機組如期取得領先態勢,一直持續到2018年的裝料、臨界、并網和商運。”
為此,2018年1月9日,中國國家主席習近平與來訪的法國總統馬克龍,在北京人民大會堂共同為臺山核電站1號機組成為“EPR全球首堆工程”揭牌。
盡管臺山在同類項目中進度居前,但相比于原計劃的建造工期,仍然晚了數年之久。由于首次建設過程中出現的設計、制造、施工等困難,一項全新核電技術的首堆工程,普遍容易拖期。除EPR外,同樣出現嚴重拖期的還有AP1000全球首堆浙江三門核電1號機組,投入商運時間較原計劃推遲四年左右。
回顧臺山核電近十年建設期,郭利民認為面臨的首堆挑戰來自設計反復迭代、新設備研制和合同安排等環節:作為首堆,設計變化非常頻繁,從初步設計到詳細設計再回到初步設計,而且設計的變化會對下游的設備制造、施工安裝和調試形成疊加和放大效應;由于EPR技術提高了安全性,設備等級提高,很多設備雖然是同一個制造廠,并不是定型設備,存在比較多的新設備研制過程,也需要時間且有個反復的過程;此外,一旦工期比原計劃推遲得比較多時,原有的合同安排不太適應管理,要讓各方在已經推遲的情況下繼續全力以赴,還須解決合同安排上的特有困難。
據郭利民介紹,為克服上述問題,項目的9家主要參建單位建立了高層協調機制,一把手們每年就臺山項目召開協調會;臺山項目在推進過程中,不僅從芬蘭、法國的先行項目吸取經驗,也從中廣核旗下其他核電項目中吸取經驗反饋;為使設計更貼近現場,核島設計方法馬通于2010年將設計隊伍從法國巴黎移師深圳,又于2013年10月從深圳進一步轉移到臺山項目現場,“高峰的時候人數超過400人,相當于一個設計院在現場”;在設計方與建造方的上下游互動上,下游經常將經驗形成方案供上游確認;同樣關鍵的,還有自主技術決策。
郭利民稱,EPR全球首堆工程建設的成功證明了EPR技術的可行性。上述首堆建設過程中積累的經驗可以進一步為EPR國際核電同行所分享,也可以為后續有首堆特征的核電項目的建設貢獻技術和管理上的借鑒與啟發。
2018年6月29日,臺山核電1號機組首次并網發電處于同類機組首堆位置后,臺山項目持續向國外同類機組輸出成功做法和經驗。法國電力集團副總裁、中國區總裁傅楷德表示,法國弗拉芒維爾3號機組的裝料工作將于2019年底完成。
“臺山的成功對于法國弗拉芒維爾項目和英國欣克利角項目是巨大的鼓舞。”傅楷德說,正是得益于臺山項目,EDF與中廣核將合作伙伴關系拓展至英國市場。
2015年10月21日,在國家主席習近平和英國時任首相卡梅隆的見證下,中廣核與EDF簽署了英國新建核電項目一攬子協議,將共同投資建設英國三大新建核電項目。其中,欣克利角C項目、塞茲維爾C項目(尚未開工建設)使用法國EPR三代核電技術,由EDF控股、中廣核參股建設,布拉德韋爾B項目將使用中國三代核電技術華龍一號,由中廣核控股、EDF參股建設,并以中廣核防城港核電二期項目為參考電站。
臺山核電一期工程安全系統設計做“加法”的EPR技術
為提高安全性、增強核電站的縱深防御能力,EPR采取增加專設安全系統的思路,即在第二代核電技術的基礎上再增加和強化專設安全系統。因此,核電站系統比二代核電更復雜,設備更多、工程量更大,安全性提高。
在確保安全可靠的前提下,核電的電力商品屬性日益凸顯,特別是經歷過拖期后,EPR機組的經濟競爭力如何?在當天的發布會上,中國廣核電力股份有限公司總裁高立剛、郭利民與傅楷德均表示,由于臺山項目尚未最終竣工,因此無法提供總造價的具體數據。至于臺山項目的電價,高立剛稱,正在按照國家相關政策作申請。
郭利民補充稱,如果去除首堆因素對工期和造價的影響,預期可以大幅減少建設成本,進一步提高EPR機組的經濟性和競爭性。
對于EPR機組的安全性,郭利民介紹說,EPR技術吸收了過去40年世界核電壓水堆機組的技術進步,特別是吸收了法國N4和德國Konvoi型反應堆的運行經驗。具體而言,有以下幾項重要改進:
采用雙層安全殼設計,提高了抗擊外部撞擊的能力,特別是抗大型飛機撞擊的能力,這是“911”事件后的改進;配備四列獨立的安全系統,相互物理隔離,在配備四臺柴油發電機之外,還增設兩臺全廠失電的柴油機,這吸取了福島事故的經驗教訓;增設了堆芯捕集器,提高緩解嚴重事故的能力等等。“上述技術改進總體來說令EPR技術提高了事故預防和緩解的能力,實質性消除了大規模放射性釋放的可能性。”郭利民介紹道。
針對兩國核工業產業鏈的互補性,郭利民稱,EPR技術是法國技術,再擴展一點是歐洲技術,法馬通和中廣核工程公司采購的絕大部分設備,包括主設備、輔助設備等主要還是在歐洲和中國生產,也有少量通用設備在全球范圍內以市場化原則采購。“中法企業之間的合作比較全面,產業鏈合作較多,也能夠互補,中法核電產業鏈是相對比較完整的。”高立剛表示。
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