中核集團正加速開發(fā)ACP100，預計2013年年底左右完成設計和關鍵試驗研究

我國在建核電項目中，百萬千瓦機組是主力。眼下，這些大功率機組正從圖紙走向現實，與此同時，我國小型反應堆（以下簡稱“小堆”）的開發(fā)和應用序幕已悄然拉開。

7月21日，中核集團在湖南省舉行核電小堆知識培訓會，湖南六個地市*及核電辦、湖南省國防科工局、湖南礦冶局等單位參加。小堆在湖南的開發(fā)和推廣邁開*步。今年4月11日，中核集團已組建中核新能源公司（小堆公司），組織推廣建設小堆，以適應不同區(qū)域、不同領域對能源日益增長的需求。

ACP100首堆項目已確定

對于中核集團自主開發(fā)的多用途模塊式小型壓水堆（以下建成“ACP100”），外界給予高度關注。

據了解，ACP100于2010年6月成為中核集團的重點科技專項，計劃用2.5年左右的時間完成設計和關鍵試驗研究。“目前，即將完成方案設計和準備開展關鍵實驗研究。”中國核動力研究設計院羅樹新教授在6月底舉辦的“中日核電安全與技術研討會”上表示。

與目前在運及在建反應堆不同，小堆的首堆將以城市采暖供熱為應用目標。而蘭州很可能成為*個實現核能供熱，從而改善大氣污染狀況的城市。

公開信息顯示，2010年底，蘭州市政府與中核集團已有多次接觸，當時中核集團已專門成立了蘭州核能供熱項目籌建處。而該項目也列入了甘肅省“十二五”規(guī)劃，由中核集團中國寶原工貿公司負責建設，擬在蘭州市安寧區(qū)建設2×310MW核能供熱堆，集中供熱面積1200-1400萬平方米，項目總投資40億元。

截至2010年年底，蘭州低溫核供熱項目基礎資料收集基本完成，大氣污染、地質、初選址三個專題已經完成。

今年4月12日，成立不久的小堆公司召開蘭州核能供熱項目*次月度協(xié)調會，梳理了蘭州市核能供熱工程的進展情況、協(xié)調解決存在的問題并明確工程設計、設備采購、廠址準備等具體工作。

“開發(fā)這個堆型的原則是采用現有的成熟技術，包括燃料組件、內置蒸汽發(fā)生器、控制棒驅動機構、主泵，這些主要部件都采用中國核動力研究院所掌握的成熟技術。”羅樹新在上述研討會上表示，“若要盡快把這種堆型推向市場，那么采用的幾項反應堆成熟技術組合成一體化的反應堆，進而形成模塊式電廠，必須完成包括非能動系統(tǒng)工程驗證在內的很多試驗驗證。目前的進度安排是今年到明年完成工程初步設計，具備工程應用的條件，至于用戶zui后的工程應用，還在進一步落實中。”

安全設計是重中之重

據了解，ACP100具有熱電聯(lián)產、汽電聯(lián)產和海水淡化等功能,它適用于受地理位置、地質、氣象、經濟能力和電網容量的限制的國家和地區(qū)，是一種高度安全性、良好經濟性和適應這一領域的多用途新型核能系統(tǒng)。

據羅樹新介紹，ACP100的一體化反應堆本體、核蒸汽供應系統(tǒng)模塊及反應堆廠房布置均體現了安全設計理念，即提高反應堆的固有安全性；采用小型鋼安全殼和大容量的安全水池作為事故的zui終熱阱；采用非能動安全系統(tǒng)，不依賴電源實現冷卻功能；設置反應堆密封廠房作為二次安全殼；充分考慮超設計基準事故和嚴重事故的預防和緩解。

而福島核事故，給設計中的ACP100帶來了啟示，即嚴重氫事故風險問題、zui終熱阱問題、乏燃料儲存安全問題及多堆模塊共用反應堆廠房問題，防內部和外部水淹問題。對此，中國核動力研究院針對性地進行了安全設計改進。

“可增加一個直接向廠房外大氣的排放通道，采取過濾和可控的排放。”羅樹新指出給設計帶來的啟示。就嚴重事故可能造成的氫風險，他表示，ACP100已經有了預防和緩解該風險的方案，即使用小型抑壓安全殼和大型干式安全殼。

此外，擬在廠房外增設備用的安全水池，在應急情況下，通過重力向廠房內安全池補水，以提高zui終熱阱的可靠性。而且，乏燃料儲存設計中將考慮情況下結構的完整性和限制水流失的措施，以及在應急情況下從廠房外備用水池靠重力向水池補水的能力。

就其他設計改進，羅樹新表示，將對獨立的安全殼和多模塊共用反應堆廠房的核島布置方案做更全面的論證分析，以解決共用反應堆廠房問題。在選址、核島廠房布置及工藝房間的布置設計中應充分考慮相應的防范措施，解決水淹問題。

小堆應用是世界趨勢

原子能機構（IAEA）將“小型”機組定義為300MW以下的機組，而電功率在300MW以上、600MW以下的為中型反應堆機組。中、小型反應堆類型有：輕水堆、高溫氣冷堆、液態(tài)金屬反應堆和熔鹽堆，而輕水堆是小型堆的主要堆型。

中、小型反應堆的開發(fā)已經有幾十年的歷史，從早期的研究實驗堆開始，*已經建造了數百座中、小型反應堆，中、小型反應堆的開發(fā)已經積累了大量的工程技術經驗。

“中小型反應堆能應用于不用容量的電網或分布式電網、城市采暖供熱、工業(yè)供氣和海水淡化，可以提高安全性和減輕事故后果，通過簡化模塊設計和增加模塊數量來實現規(guī)模經濟型。”羅樹新說。

另一業(yè)內人士也指出，大型核電反應堆一次性投資成本很高，而中、小型反應堆可靈活地選擇，逐步增加核電站發(fā)電容量，采用滾動發(fā)展、資金分階段逐步投入的方式進行核電建設。此外，中、小型反應堆可以建造于遠離主電網的偏遠地區(qū)，選址有靈活性，能因地制宜，廠址成本較低，而有的小型反應堆能設計成可移動式的電站。

據了解，原子能機構一直鼓勵發(fā)展和利用安全、可靠、經濟上可行和抗核擴散的中、小型反應堆。2004年6月，IAEA宣布了重新啟動中、小型反應堆的開發(fā)計劃。2009年8月，IAEA理事大會有關決議鼓勵感興趣的成員國共同考慮發(fā)展和部署革新型核電系統(tǒng)，建議“革新型核反應堆和燃料循環(huán)項目”為此目的繼續(xù)開展工作。

近些年，美國、日本、俄羅斯、韓國、阿根廷等國，已經開始積極研發(fā)小型核反應堆，主要用于發(fā)電，還可兼顧供熱、海水淡化以及其它特殊用途。此外，有些國家還提出了很多中小型*反應堆方案，例如俄羅斯的WWER-640/470、法國的SCOR、韓國的SMART和阿根廷的CAREM等。而且，各國還利用小型反應堆正在開發(fā)多種水面和移動式核電站，如俄羅斯的VBERl50、KLT40、ABV，日本的DMR、4s-LMR等。
 

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