科普百篇系列（128） 我国“华龙一号”第三代核电技术

 

科普百篇系列（128）

我国“华龙一号”第三代核电技术

——自主产权的世界领先核技术

徐长发，华中科技大学，2021.12.15.

从上世纪60年代至今，第二代核电站蓬勃发展，它为人们提供了清洁能源，

但是它同时带来两个大问题，一是核安全问题，二是核废料处理问题。科学家们提出的第三代核电技术可以有效地解决核安全问题，第四代核电技术不仅可以解决安全问题还可以进一步利用乏燃料棒的问题。

一．我国的“华龙一号”是如何产生的

在上世纪90年代，世界不少国家开始研发第三代核电技术，近年来取得较大进展，其中俄罗斯、美国和欧洲的技术较为领先，后来日本、韩国和中国也都拥有独立自主产权的第三代核电技术。

AP1000第三代核电技术（Advanced Passive PWR的简称，1000为其功率水平，百万千瓦级），是美国西屋公司首先设计的，是一种世界领先的非能动型压水堆核电技术。不过，该技术只有图纸，并没有进入具体施工阶段，工程中的一些关键部件也只是提出了设计要求，并没有如何制造的措施。

2009 年，中美专家认可并达成协议，美国转让AP1000技术，中国在浙江三门、山东海阳各建2台，美国也同时建设2台。中美独立施工，设备各自完成。中国希望以此契机，快速掌握第三代核技术；美国希望以此契机尽快完善这项技术，首先占领市场。

因为受福岛核事故影响，加上美国对我国某些核设备部件禁运，第三代核设备关键部件制造困难，所以该建设项目在我国被延误了4年，在此期间，我国的国家能源局牵头，深入消化吸收这项新的核技术，也研制了关键部件。关于我国的2套AP1000工程，在2018年已经率先建成验收。美国那2套呢？美国原本希望全球首推这项新技术并占领全球的民电市场，想不到也遇到延期，还因为经费严重超标和投资困难，工程停止了，可能还会下马。

我国三大核电巨头，中核、中广核、国家核电，对引进的AP1000进行研究消化到再创新，不仅反应堆、主设备、安全系统都经过了全新的设计，而且单机容量更大了，经济性更好了，安全性升级了。这三家核电公司还‘分别研发’了具有自主知识产权的三代核电技术，即ACP1000、ACPR1000和CAP1400，它们都是世界顶尖水平，也都有各自的特长。

2015年，中核和中广核决定，在ACP1000和ACPR1000的基础上，联合开发“华龙一号”，作为“走出去”的中国品牌。“华龙一号”取名有“中华复兴，巨龙腾飞”的寓意，其英文名称为HPR1000（Hua-long Pressurized Reactor），H就是Hua-long拼音的首字母。

二.华龙一号的特点

当下，我国在建核电机组有近30台，占全球在建核电机组装机容量的42%，建设规模全球第一。目前，中国的核电企业正积极推动与欧洲、拉丁美洲、非洲等近20个国家的核电项目合作，这其中，土耳其、英国、阿根廷等方面都传来了好消息，以“CAP1400”、“华龙一号”为代表的我国自主第三代核电技术纷纷实现“走出去”。核电有望成为继高铁之后走出去的又一中国制造品牌产品，

在“一带一路”沿线建设发展中充满机会。

“十三五规划”中，建设核电站作为经济领域的主要政策之一，已初步达成共识。2016年开始，中国政府已决定以每年6～8座的速度新建核电站，并将投入5000亿元资金。到“十三五规划”全面落实的2030年，中国预计将有110座以上的核电站投入运行，这一数量超过美国。

以“华龙一号”开工建设和CAP1400成功研发为标志，我国成为继美国、法国、俄罗斯等核电强国后又一个拥有独立自主第三代核电技术和全产业链的国家。

“华龙一号”的特点在于，技术的先进性和成熟性。

安全性是第三代核电站的首要指标。华龙一号除了正常想到的防止危险的办法以外，反应堆采用了‘能动技术和非能动技术相结合’双保险控制系统。

“华龙一号”在运行中如果遇到意外，反应堆万一发生事故，‘能动控制系统’无需外在电源和动力，仅根据自身的‘流量’、‘压力’、‘重力’的变化，系统自动处理危险，可以在 72小时后人工才进行干预。“华龙一号”还有一套‘非能动控制系统’，可利用储备电源自动处理危险。这两套安全系统是当前核电市场中最保险安全措施。“华龙一号”能够抵御较强烈的地震、海啸、大型飞机的撞击。

“华龙一号”的经济实用特点也很突出，具有市场竞争力。反应堆采用了177个燃料组件，组件中还掺进一些核素进一步提高燃料的利用率，每18个月加注一次燃料。华龙一号机组的装机容量接近1200MWe，每个机组每年可发电近100亿千瓦时，可满足中等发达国家100万人口的用电需求。这相当于每年减少312万吨标准煤的消耗，减少816万吨二氧化碳的排放，相当于每年种植超过7000万棵树木。

三．第三代核电技术发展现状

目前能够掌握第三代核电站建造技术：法国、美国、俄国、中国 、韩国、日本。

具有独立知识产权的仅有美国、法国、俄罗斯和中国。

目前世界三代核电站包括投入运行、在建、计划建设的情况如下：

我国大陆在运行的38台核电机组在技术层面都属于“二代”或者“二代+”；在建的20台机组中，有10台属于“第三代”技术；今后每年将新建6-8座第三代核电站。

已经建成运行的第三代核电站，日本1座，韩国2座，俄罗斯3座，中国1座。

在建的第三代核电站，法国1座，芬兰1座，中国4座，美国2座，巴基斯坦1座。

四．结束语

“华龙一号”的研发意义重大：

1.快速地掌握了最先进的第三代核技术，创新了‘核安全控制系统’，我国的核技术不仅不再被卡脖子，而且站在世界核技术的前列。

2.具有完整自主知识产权，打造了具有国际竞争力的国家品牌。

3.在此基础上，我国的第四代核电技术研发成功（参见本系列129），为全世界今后几十年指明了发展核电技术的方向。

4.今后几十年内，国内外一定会大力发展我国先进的核电工程，这会带动国内那些与核电‘上下游’有关的技术和企业的发展，为中国经济的发展增添了新的动力。