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韩国发展核电的经验值得借鉴

2010-04-08 10:05:09 中国能源网   作者: 薛新民  

 

内容提要:韩国成功发展核电给我国的启示是:建立科学合理的决策机制,坚持统一堆型,尽快实现大型核电机组自主化、国产化,以满足国内核电市场的大量急需并打入国际市场。

1 韩国核电现状
1.1基本情况

韩国惟一的电力公用事业机构是韩国电力原公社(KEPCO:Korea Electric Power Corporation),成立于1982年。KEPCO的发电部分在2001年4月分为6个部分,其中一个是韩国水力原子力株式会社(KHNP:Korea Hydro & Nuclear Power Co.,Ltd),它管理韩国所有的核发电能力和少量的水电,是6个子公司中最大的。截止到2005年12 月,KHNP管理4 个核电站,共有20个商用核电机组:古里(4 个机组)、蔚珍(6 个机组)、灵光(6 个机组)、月城(4 个机组 PHWR );其中16个是压水堆、4个是重水堆;总装机容量为17,716MW,占韩国发电总容量的28.46%,2005年发电量是146.8TWh,占韩国发电总量的40.25%。韩国的核能发电量在世界上排第六位。
在20世纪九十年代韩国核电建设实现了国产化,在韩国后期投运的机组中有6台是本国自产的韩国标准的核电厂(KSNP: Korea Standard Nuclear Plant,即OPR1000:Optimized Power Reactor 1000),目前在建四个机组全是本国自产的KSNP+(OPR1000+),筹备建设四个机组亦全是本国自产的APR1400(APR: Advanced Power Reactor 先进的动力堆)。

 

1.1.1: 截止到2005年底韩国运行的核电机组

 

反应堆名称
总电功率MWe
堆 型
位置
运行时间
古里#1
587
PWR
Kijang, Busan
'78.04.29
月城#1
 679
PHWR
CANDU#1
Yangnam, Kyungju
'83.04.22
古里#2
650
PWR
Kijang, Busan
'83.07.25
古里#3
 950
PWR
Kijang, Busan
'85.09.30
古里#4
 950
PWR
Kijang, Busan
'86.04.29
灵光#1
950
PWR
Yonggwang, Jollanamdo
'86.08.25
灵光#2
950
PWR
Yonggwang, Jollanamdo
'87.06.10
蔚珍#1
950
PWR
Ulchin, Kyungsangbukdo
'88.09.10
蔚珍#2
950
PWR
Ulchin, Kyungsangbukdo
'89.09.30
灵光#3
1000
PWR
Yonggwang, Jollanamdo
'95.03.31
灵光#4
1000
PWR
Yonggwang, Jollanamdo
'96.01.01
月城#2
 700
PHWR
CANDU#2
Yangnam, Kyungju
'97.07.01
月城#3
 700
PHWR
CANDU#3
Yangnam, Kyungju
'98.07.01
蔚珍#3
1000
PWR
KSNP#1
Ulchin, Kyungsangbukdo
'98.08.11
月城#4
700
PHWR
CANDU#4
Yangnam, Kyungju
'99.10.01
蔚珍#4
1000
PWR
KSNP#2
Ulchin, Kyungsangbukdo
'99.12.31
灵光#5
1000
PWR
KSNP#3
Yonggwang, Jollanamdo
'02.05.21
灵光#6
1000
PWR
KSNP#4
Yonggwang, Jollanamdo
'02.12.24
蔚珍#5
1000
PWR
KSNP#5
Ulchin, Kyungsangbukdo
'04.07.28
蔚珍#6
1000
PWR
KSNP#6
Ulchin, Kyungsangbukdo
'05.04.22
总计
17,716
 
 
 
1.1.2:韩国在建和计划建设的核电机组

 

反应堆名称
 堆型
总电功率MWe
运行时间
新古里#1
PWR-KSNP+#1
1000
2010
新古里#2
PWR-KSNP+#2
1000
2012
新月城#1
PWR-KSNP+#3
1000
2011
新月城# 2
PWR-KSNP+#4
1000
2012
新古里#3
PWR-APR1400#1
1400
2013
新古里# 4
PWR-APR1400#2
1400
2014
新蔚珍#1
PWR-APR1400#3
1400
2015
新蔚珍#2
PWR-APR1400#4
1400
2016
总计
 
9,600
 

 

1.2 韩国核电运行情况
核电站能力因子(capacity factor)是一个核电站发电管理水平的重要标志,由表2.1可以看出韩国该项指标逐年提高,2005年达到95.5%,比世界平均水平高出16.2%,达到世界先进水平。

1.2.1: 世界和韩国核电站能力因子(capacity factor)比较表

 

'95
'96
'97
'98
'99
'00
'01
'02
'03
'04
'05
韩国平均
87.3
87.5
87.6
90.2
88.2
90.4
93.2
92.7
94.17
91.4
95.5
世界平均
71.6
72.9
72.2
73.9
75.6
76.4
78.9
78.9
76.45
78.8
79.3
资料来源:“原子核物理周刊(Nucleonics Week)”杂志
 

1.3韩国核电站的出口

韩国在推进核电站事业的过程中,开发了能够反映出韩国尖端技术的1000MW级标准型压水堆OPR1000, 并通过对它的建设和运营,获得了能够与国外竞争的核电站技术;目前正在建设先进的压水堆APR1400。又通过建设运营月城核电站掌握了700MW级重水反应堆核电站的设计,设备制造,施工和运营的技术。现在不仅是轻水反应堆核电站, 重水反应堆核电站也达到了可以进军海外的水平。
韩国正在通过积累的技术和经验积极推进进军海外核电市场的计划。韩国的核设备已经出口美国和中国等国家。

2韩国发展核电的主要经验

2.1制定和不断完善核能发展战略,培育核能作为战略出口产业
韩国90% 以上的能源依赖进口,为保证能源供应安全,尽最大努力减少对进口能源的依赖,早期韩国就制定出核能发展的战略,且逐年不断完善,其核心为以下两点:
① 将核能作为国内电力生产的一个主要能源, 促进核能发展,以增强稳定的能源供应。
② 培育核能作为战略出口产业,通过核技术的进步, 自主创新,获取国际竞争能力,打入国际市场。

2.2完善核能发展的法规体系,确保核能的发展目标

为促进原子能科学与技术的研究和发展、和平利用和开发核能,1958 年韩国制定了原子能法(AEA),并逐年根据实际情况不断修改;它的目标是规范和促进原子能的发展、保护核设施的安全和辐射防护,所有关于核安全管理和辐射防护的条款都被列入AEA。原子能法(AEA)、电力事业法、环境影响评价法和其它有关法律是韩国管理原子能利用的国家法律。原子能法的实施保证了韩国核电顺利快速的发展。

2.3管理体系清晰,责权利分明

在韩国, 与核能相关的活动由多个组织机构计划和执行,主要有原子能委员会(AEC)、科学技术部(MOST)、核能安全委员会(NSC)、商务、产业和能源部(MOCIE)、财政和经济部(MOFE)、以及环境部(MOE)等。

在原子能法之下, AEC 是有关核能政策问题和利用的最高决策机构,AEC 由九到十一名成员组成,代表了政府、学术界和产业界的各个部门,AEC 的主席是总理;其主要任务是制定、贯彻、实施包括安全在内的各项有关和平利用原子能的政策;协调各部门的关系,以确保韩国核能的顺利发展;分配国家有关和平利用原子能方面的预算;制定有关核燃料和反应堆方面的法规,确定核废物处置措施;办理主席和委员会决定的有关事宜等。
MOST全面负责韩国的核能研发, 管理和准许工作。为了处理核安全方面的重要问题, 1996 年12月在MOST之下建立了NSC,NSC有七到九名成员, 其中包括MOST,它是NSC的主席。MOCIE 负责核电站的建设和运行、核燃料供应, 和中低水平的放射性废物管理。

2.4核电站建设分工明确,调动一切因素,尽快实现国产化

韩国由于国家小,在政府的协调下,其核电建设的管理采用单一体制,由KHNP作为唯一的核电业主,对核电项目建设进行管理和运营核电站。其它的分工见图2.4.1。每当国内企业在分工上出现重叠,政府都要干预,重新组合,以避免引起不必要的国内争斗。韩国核电建设的工业团队如下:

图2.4.1 韩国核电的工业团队

2.5技术路线明确,压水堆(PWR): OPR1000&APR1400

韩国核电建设分为三个阶段:

第一阶段:为交钥匙工程,韩国买了三个商用机组:古里1 & 2 和月城1。

第二阶段:韩国建了六个机组:古里3 & 4、灵光1 & 2和蔚珍1 & 2, 从5号核电机组开始,逐步对整个核电工程项目进行管理,采用分项承包方式,由韩国电力公司与国内、国外公司或厂家签订合同。随着核电机组建造数目的增多,国内投入的技术力量也在增加,并且国内投资占总投资比例不断扩大。为了达到掌握实际本领和专门技能的目的,从国内挑选了有实践经验的工程技术人员到国外学习。

第一和第二阶段韩国共建成九个机组,其中六个从美国燃烧工程公司(CE;现在西屋)引进的PWR, 二个从法国Framatome引进的PWR,一个从加拿大AECL引进的重水堆。上述三种堆型有着根本不同的设计。

第三阶段:为了统一堆型,80 年代中期韩国核产业界开始推行核电厂的标准化设计,选择CE System 80的蒸气供应系统作为标准化设计的基础。从1987年到1997年与CE公司进行了10年的技术转让工作。灵光3 & 4第一个应用了该项技术,获得了成功。之后韩国进一步设计出“韩国标准核电厂” (KSNP-OPR1000),其符合美国先进轻水碓设计要求,此后韩国又建设了6台KSNP。在此期间由于一些特殊原因,还建设了3台Candu-6(PHWR),于1997-1999投运。

在90年代后期,韩国又开发出增强的KSNP- KSNP+(OPR1000+),改进了许多部件的设计,提高了电厂的安全性和经济竞争力,优化了电厂布局,减少了投资成本。目前韩国正在建设4台KSNP+。

CE 的System 80+标准核电机组是1300MWe改进型压水堆核电站,在CE System 80+的基础上,韩国又开发出APR1400,1992年开始研发,1999年完成基本设计。它有增强的安全性和60年的设计寿命。开始的造价为1400 US$ /kW,在随后建造的可下降到1200 US$ /kW,比KSNP 降低大约10%。目前韩国正计划建设4台APR1400。

2.6依靠自己的力量实现核电国产化

以加快国产化为目的,尽量利用国际现有的先进技术,早日形成自己的核电品牌,供国内使用,减少不必要的重复进口。

①通过多个项目的建设,实现韩国标准化核电厂KSNP( KSNP +)的国产化:
 技术转让基于 Westinghouse (CE) System 80 技术
 实现NSSS 和BOP 设计100%国产化
 实现95% NSSS 和 BOP 设备设计和供应国产化
 实现项目建设和管理100%的国产化
②培育研究和创新的能力,依靠自己的力量设计和开发韩国新一代的APR1400(西屋System 80+的改进型)。
③为长期稳定的国际合作,与西屋等公司建立长期的商业联盟关系。

2.7韩国政府的正确决策与领导

韩国核电厂建设取得成功是与政府的正确决策与领导分不开的。

(1)在经受70年代初期出现的两次石油危机的冲击后,政府决定走发展核电的道路,并制定一个可行的长期发展核电的规划。在核电厂的建设初期,政府对国内工业水平和能力作了粗略估价,制定出不同阶段技术转让所采取的政策。

(2)政府对国内投入核电厂建设的力量,给予支持和鼓励。对核设备进口给予优惠,实行减少或免收关税的政策。

(3)为了搞好技术转让,政府对本国有关工业部门预先作出安排,指定接受技术转让的对口单位。在引进外国核电厂的同时,派出相应的工程技术人员出国进修或培训,以便尽快地掌握核技术的精华。技术转让的数量和质量,在很大程度上取决于国内人才的培养和人力的投入。要做好技术转让工作,国内必须事先作好充分准备。

(4) 政府加强对各工业部门之间的联系与协调。国内参加核电厂建设的单位、厂家之间要加强合作与相互支持,并共同维护政府政策的严肃性与一致性。 对部门之间出现的竞争,政府要进行干预。对人力、物力和资金投入的重叠,政府要采取措施加以纠正。

3对加速我国核电发展的启示

(1)建立科学合理的决策机制,保证我国核电的发展不再走错一步路。
① 早日制定和实施《原子能法》,以及制定相关的发展核电的规划和导则,以立法的方式公布于众,受公众和媒体的监督。
②推进核电体制改革和机制创新。鉴于核电产业是国家的重要产业,对解决未来我国的能源供应意义重大,建议成立原子能委员会,统一管理我国核电产业的发展,重大决策,如:机构设置、规划、堆型选择、技术引进、国产化的组织等均经由该委员会讨论通过。

(2)统一核电发展技术路线、尽快实现大型核电机组自主化、国产化
①加强对AP1000国产化的集中领导
我国已经确定AP1000为未来核电建设的主力堆型,为完成2020年核电40GW的装机任务,要充分发挥政府的领导作用,集中使用我国的核电科技开发、设计、设备制造、建设和生产经营等方面的技术、人才、资产等资源,打破行业间的壁垒,资源共享,形成联合开发格局,集中国力通力攻关,早日实现AP1000的国产化(尤其是设计自主化和设备国产化),达到能批量建造的产业规模,意义重大。
②对二代加核电技术的国产化应给予充分的重视
在AP1000技术未成熟以前,国家应当再安排一批第二代改进型核电项目的建设。通过第二代核电技术的自主化、批量化建设,降低设备制造成本和核电站比投资,实现其的国产化,并形成规模化生产能力。一旦对外引进第三代技术出现风险,可以做到有备无患。
③建立符合国情的核电标准体系 保证核电健康有序发展

(3) 坚持自主创新
引进一定要和自主创新相结合。当前国家提出了实施“大型先进压水堆和高温气冷堆核电站”重大科技专项的规划。鉴于AP1000机组的先进性、安全性和经济性,建议该专项规划应以AP1000技术为基础,在消化吸收引进技术的基础上,进一步开发出符合中国市场需要的更先进的第三代核电机组,并使之国产化。法国、韩国等国家都是在引进国外技术的基础上,进一步开发出符合本国市场要求的更先进的核电机组,其经验值得我们学习。

(4)要积极推进投资主体多元化,逐步建立国家投入、银行贷款、自筹资金和股权、债权融资相结合的投融资机制,鼓励外资和民资投资核电。
要积极探索核电市场准入机制,推进核电建设、运营和检修服务专业化。改革核燃料管理体制和运行机制。

(本文初次发表于2008 作者系核电专家)




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责任编辑: 江晓蓓

标签:核电 韩国 经验