加强核电创新能力,注重核电人才培养
——专访于俊崇院士
2010-03-24卫广刚
本刊记者 卫广刚 王 丹
加强核电创新能力,注重核电人才培养
——专访于俊崇院士
本刊记者 卫广刚 王 丹
Strengthen the innovation capacity of nuclear power, focusing on nuclear power personnel training——Special interview with academician YU Junchong
编者按:国家“积极推进核电建设”的重要决策,给核电产业带来了新的机遇和挑战。积极发展核电,有利于调整我国能源产业结构,促进节能减排,实现绿色能源可持续发展。面对我国核电堆型技术呈现“百家争鸣”的态势,如何提高技术创新能力,加快国产化进程,确保顺利实现2020年核电建设的目标,带着这些疑问,本刊记者采访了中国工程院院士于俊崇。
于俊崇,中国工程院院士,1940年12月出生于江苏省滨海县,1965年毕业于南京工程学院(东南大学),中国核动力研究设计院研究员级高级工程师,博士生导师。 2006年荣获全国“五一劳动奖章”称号,曾获多项国家级和部级科技进步奖及其他奖励。主要从事核反应堆工程设计研究工作;在核反应堆热工水力、核安全、核动力等方面造诣很深;曾参加中国第一代压水堆型核动力装置、岷江堆、脉冲堆等工程的反应堆热工水力设计工作;参加秦山二期核电站、新型反应堆等立项论证和工程研制工作。
发展核电有利于优化我国能源产业结构
《中国核电》:积极发展核电对调整我国能源产业结构起到怎样的作用?
于俊崇:我国一次性能源的使用主要以煤炭为主,长期以来,煤炭发电量占总发电量的70%以上。大量的燃煤电厂给煤炭生产、交通运输和环境保护带来巨大压力。经济的发展导致对电力需求不断增长,大量燃煤发电对环境的影响也越来越大,我国能源结构不合理的矛盾显得越发突出。2009年,我国燃煤发电占全国总发电量的比重为78%,比世界平均水平要高出37个百分点。当前,我国核电运行装机容量刚刚达到1 000万千瓦,占电力总装机容量不到2%。所以,现阶段大力发展核电是调整我国能源结构的重要举措。因为核电是一种技术成熟的清洁能源。与火电相比,核电不排放二氧化硫、烟尘、氮氧化物和二氧化碳。以核电替代部分煤电,不但可以减少煤炭的开采、运输和燃烧总量,而且是电力工业减排污染物的有效途径,也是减缓地球温室效应的重要措施。目前,我国核电上网电价普遍高于火电、水电。其原因一是我国核燃料价格较高;二是我国很多核电产品正处在研发阶段,研发费用成本较高。核电的造价成本是比较高的,但发电运营成本是比较低的,随着核电项目批量开工,核电电价是完全可以比火电电价低的。
早在20世纪70年代,中国核工业集团公司便自筹资金,建设我国第一座自主设计的秦山核电站,发电能力为30万千瓦。在建设初期,由于人们对核的认识不够深入,谈核色变;加上有些人对国内核电的设计、建造能力不了解,国内各方面阻力都非常大。但在核工业人的共同努力下,秦山核电站成功并网发电了,证明了我国在设计、建造核电站方面的能力。现在,发展核电的意义逐渐被人们所认识、接受。国家统筹全局出发,用核电等新能源逐渐代替部分传统的煤电,不仅仅是国家飞速发展的需要,也是我国实施能源多元化战略、优化能源结构、加强环境保护、进而保障能源安全现实可行的举措。对节约不可再生的宝贵资源和保护环境、维持低碳经济都有着重要的意义。
发展二代技术,引进三代技术,加强自主创新能力
《中国核电》:我国在建核电站大多是二代改进型技术和以AP1000为代表的三代技术,您认为在核电技术研发方面我们还需要做哪些工作?
于俊崇:目前,我国自主设计建造的二代改进型核电新项目有岭澳核电站扩建工程、秦山二期扩建工程、辽宁红沿河核电工程以及福建宁德核电站工程等;采用三代AP1000核电技术的有山东海阳核电、三门核电以及正在筹建的内陆核电项目。
实际上,第三代核电技术相当于在第二代核电技术基础上,对严重事故预防和安全系统进行了改进提高,使第三代核电比第二代具有更好的安全性和先进性,尤其是非能动安全系统和严重事故应对措施,可减少故障演变成事故的风险,从而使堆芯熔化和大量放射性释放的概率进一步降低。第三代的压水堆核电机组目前尚处在技术引进、消化吸收阶段,尚未取得实际建造、运行经验,达到熟练掌握、批量规模建设的阶段还需要有个过程。在这个过程中,我个人认为不宜采取“一刀切”的政策。
其实,我国核电起步工作并不比韩国等国家晚。那为什么韩国核电已经具备出口1 400万千瓦二代核电机组的能力,而我们却没有做到呢?是因为我国核电发展经历很多坎坷,走过不少冤枉路,丧失了很多的发展机遇。由于历史原因,我国核电曾一度缺乏统一的管理体系,目前运行和在建的核电站,既有加拿大的CANDU重水堆,也有法国的EPR压水堆、俄罗斯的WWER压水堆,还有在建的福清和方家山CPR1000,现在又引进美国的AP1000。采用多国多技术的标准,给我国实现核电技术的标准化和国产化造成很大困难。目前,主要的两大核电标准体系已经形成,法国的EPR和美国的AP1000标准。但从核级设备的标准来看,两个体系的“老祖宗”都是美国的标准,法国从美国引进核电技术后形成自己的一套体系,本质上没有太多的差别。经过20多年的发展,我国在核电设计、建造、运营等方面已积累了丰富的经验,已初步具备建立适合我国国情的压水堆核电标准体系的条件。
为了实现2020年核电建设目标,国家应该在研发上给予更多的支持。在引进二代核电技术后,我们在此基础上进行创新,已经形成了具有自主知识产权的二代改进型技术,大部分设备已经实现国产化,如蒸汽发生器、压力容器等。但在一些关键技术上还受到制约,如主泵、关键阀门、关键仪表,以及设计软件等。这需要一支强大的科研队伍去攻克。以前,核动力研究设计院有一支很强的软件设计队伍,所用的软件都是自己研制的,后来改革开放引进国外的应用程序,逐渐就将自己的人才和技术荒废了,很可惜。所以希望国家在核电技术研发方面给予更多的经费支持,使中国尽快发展并实现自己的核电品牌。
不能在第四代核能技术上输给国外
《中国核电》:我国快堆今年成功临界,是否可以说在第四代核能技术上,我国已经处在世界领先行列?
于俊崇:快堆技术是发展第四代核电的主要技术之一。核电大规模发展将会遇到铀资源匮乏和长寿命放射性废物对环境影响之忧,而快堆技术和闭式燃料循环技术是解决这两个问题的最现实可行的技术途径。快堆可以增大核燃料利用率,理论上快堆可以将铀-238、铀-235及钚-239全部加以利用。但由于反复后处理时的燃料损失及在反应堆内变成其他种类的原子核,快堆只能使60%~70%的铀得到利用。要达到防止核扩散的目的,要求将燃料中生成的可作为军用的核元素基本“烧完”,这可能是将来快堆要达到商用目标时需要解决的问题。
中国的实验快堆成功临界,接下来要建设的示范快堆,与目前的实验快堆相比,在功率、体量上有很大的变化,在技术上也需要有所突破。例如,实验快堆是以高浓二氧化铀为燃料,而为了实现核燃料增殖,还需要在示范快堆中进一步研制铀和钚的混合燃料。在技术开发上,还需要加大对实验设施的投入。另外,还要通过示范快堆的建设,对所有的工程问题、经济性问题进行验证,才能过渡到商用快堆,最终实现大规模地投入运行。
我国有加快发展快堆技术的迫切需求,这是我国核电发展对铀资源的总体需求及供给保障条件以及燃料循环系统的配套发展要求等决定的。因此,我国将在2020—2030年期间建立起一定工业规模的由压水堆电站—压水堆乏燃料商业后处理厂—MOX燃料厂—快堆核电站等组成的燃料循环系统,初步形成工业规模的闭式燃料循环体系,奠定核电协调发展的基础。促进实现在2030年左右将快堆作为第四代核电重要堆型商用推广的发展目标。这需要国家在科研和工程上给予大力的支持,我们不能在第四代核能技术上再输给国外了。
注重人才培养是保持核电可持续发展的重要举措
《中国核电》:核电的快速发展,是否会带来核电人才的短缺?
于俊崇:国家近几年批准了很多院校开设核专业,既然设立了这个专业,教育部门就应该统筹规划,各有侧重。建立一些实物模型和基础设施来提高教学质量。核电行业是一个庞大的、完整的体系,从最初的探矿、开采、冶炼,核电站的前期选址到建成、运行、管理,直至后期的核设施退役。每个方面都需要有专门的人才,学校要根据自身的特长有计划的、各有侧重地培养学生,为核电行业的各个领域输送优秀人才。要知道,核电的发展离不开核电人才,要想保持核电安全快速可持续发展,注重人才培养是重要举措之一。
另外,我希望学校和各媒体能将核安全文化作为核电建设的重要内容去进行科普宣传,提高整个民族的核安全文化修养。目前存在两种现象:不接触核的人谈核色变;长期从事核电工作的人又容易麻痹大意。在谈核色变方面,我们已经做了大量的宣传教育,核电的安全性逐渐被人们所认识、接受。但对长期从事核电工作人员的麻痹还不够重视。核无小事,事故都是从小事件发展而来的。所以人们在对待核安全方面,既不能因为一些小事件引起不必要的恐慌,又不能麻痹大意。
目前,国家核电飞速发展,呈现“群雄崛起”的势头,国家应该统一调控,在企业之间形成有序的、握紧拳头的良性竞争,避免不必要的资源浪费,共同完成核电发展的目标,尽快形成我国自主设计的核电品牌。