过去五年我国核能/电产业新进展

2015-06-03石磊肖国平鲁盛会张见营王芝芬李金英

科技创新导报 2015年9期

关键词：人才培养机制核能产业化

石磊肖国平鲁盛会张见营王芝芬李金英

摘要：严格参照《核电中长期发展规划（2011-2020年，调整）》，该文归纳了过去五年来我国核能/电产业新进展，对核能/电存在问题对照《核电中长期发展规划（2011-2020年，调整）》提出了改进性的建议，供政府及相关行业集团公司等参考。

关键词：核能/电产业化进展人才培养机制

中图分类号：TL249 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）03（c）-0034-04

New Development of Chinese Nuclear Industrialization in the last 5 years

Shi Lei1，2 Xiao Guoping2 Lu Shenghui2 Zhang Jianying2 Wang Zhifen2 Li Jinying*1，2，3

（1. CNEC Nuclear Engineering New Energy Company，Beijing，100039，China；2. China Institute of Atomic Energy， Beijing，102413， China；

3.China Resources （Holdings） Co.， Ltd. Beijing，100005， China）

Abstract：According to "Chinese long-term plan of nuclear power development （2011-2020 ）， adjusted strictly， the author reviewed the development of Chinese nuclear industrialization in the last five years. The article can give some advice for the government and relevant group company.

Key Words：Nuclear Energy；Industrialization；Progress；Talent Derelopment Scheme

“十二五”时期，日益增长的能源需求与日益加大的环境压力再次突显清洁、高效、低碳能源的优势，核能/电在我国能源发展战略中的地位得到提升。在确保核安全的前提下，我国核能/电产业呈现规模化发展的良好态势，形成有序发展的有利格局，为加快能源结构调整、促进能源资源可持续发展、保护生态环境的做出了巨大贡献[1]。

1 过去五年我国核能/电产业新进展

2012年10月，国务院审议通过《核电中长期发展规划（2011-2020年，调整）》（以下简称“2011年版规划”）。2011年版规划提出核电安全、科技创新、设备制造、燃料体系、人才培养、国际合作、建设规模7个方面的目标，明确“落实安全规划，全面提升核电安全水平；把握建设节奏，稳步有序推进核电建设；加强基础科研，掌握先进核电核心技术；依托工程项目，提高装备制造水平；完善核燃料体系，满足核电发展长远需要；广开培养渠道，造就高水平的人才队伍；发挥比较优势，积极参与国际核电市场”等重点内容。在国家主管部门的正确引领下，经过相关各方的共同努力，规划得到有效落实并取得积极进展[1-3]。

1.1 投运机组运行安全，经济效益稳步提高

2011年版规划提出，要确保投运核电机组不发生3级及以上事件（事故），运行安全始终保持国家先进水平，主要运行指标达到世界核运营者协会先进水平。新开工核电机组主要安全指标达到国际最先进标准，核岛工程质量优良率100%。核电上网电价与当地脱硫燃煤电厂相比具有竞争力。

我国已投运核电机组吸取了国际先进经验，技术装备水平普遍优于国外同类机型，具有明显后发优势。二十几年来，未发生2级及以上运行事件（事故）。安全运行技术水平不断提高，主要运行参数高于世界平均值，部分指标达到国际领先水平。核电厂工作人员照射剂量、放射性物质年排放量远低于国家限值，核电厂周围环境辐射水平保持在天然本底范围内，没有对环境和公众造成不良影响[1，4]。

随着化石燃料价格不断上升以及核电机组造价逐步下降，核电经济性日益显现。我国大陆地区核电标杆电价核定为每千瓦时0.43元。秦山、大亚湾、田湾核电基地運行机组已低于当地脱硫燃煤机组标杆上网电价。我国大陆地区2013年核电发电量1107.1亿千瓦时，占全国发电量的2.11%，为保障电力供应和保护生态环境做出了积极贡献[1，5-6]。

1.2 实现核电装机目标，在建规模世界第一

2011年版规划提出：“十二五”初期每年安排3-4台机组开工建设，“十二五”末逐步过渡到6台，“十三五”期间每年新开工6～8台机组。到2015年，运行核电装机达到4000万千瓦，在建1800万千瓦，到2020年核电运行装机容量达到5800万千瓦，在建容量保持在3000万千瓦左右[1，7]。

2011年以来，引进AP1000技术，建设了三门、海阳两个三代核电自主化依托项目，引进EPR技术建设了台山核电厂，此外，建设了一批先进的二代改进型压水堆核电项目，同时还安排了20万千瓦高温气冷堆示范工程开工建设。目前，大陆地区运行机组已达到22台、装机容量1993.6万千瓦（见表1），在建机组26台、装机容量2752万千瓦（见表2），占目前世界核电在建规模的40%，其中6台为三代先进压水堆，占世界三代压水堆核电在建规模的60%，1台为四代核电技术高温气冷堆。已核准待建机组6台、装机容量712万千瓦。开展前期工作机组27台、装机容量超过3000万千瓦。以上机组合计89台、装机容量超过8500万千瓦。按合理工期推算，2015年核电装机容量将达到4177.8万千瓦，实现建成4000万千瓦的目标[1，8-9]。

1.3 成果转化工作加强，产学研合作深化[1，9]

2011年版规划提出目标：稳步推进200MW高温气冷示范工程建设，保持我国在四代核电技术国际领先地位；消化、吸收和自主化新一代百万千瓦级压水堆设计和设备制造技术，形成大型压水堆核电厂自主设计能力。

“十二五”时期，在国家主管部门的组织协调下，清华大学、中国核工业建设集团公司合作开展了高温堆国家科技重大专项相关科研课题的研究工作，研究成果为示范工程建设提供了有力的技术支撑。为巩固我国在第四代核电技术的国际领先地位，加速推进自主核电技术成果转化，国家主管部门牵头建立示范工程总指挥机制，重点协调建设单位、工程总承包单位、技术支持单位、设备制造企业协同推进示范工程建设进程。在国家主管部门的大力支持下，高温堆自主核电技术的产业化推广成为我国产学研合作的典范。

从实验堆建设开始，通过四个五年计划的不懈努力，我国高温气冷堆技术得到了长足发展，当前，商用推广的条件已经成熟。得益于重大科研项目、重大专项科研项目的实施以及示范工程的验证，高温堆单区堆芯的布置方案和反应堆本体主工艺参数得到固化，高温堆10万千瓦电功率标准化模块以及多模块组合的总体方案得以定型。为了将我国自主核电技术推向商用，中国核工业建设集团公司与清华大学全面深化产学研合作，充分发挥高温堆模块式组合的优势，在200 MW示范电站的基础上，合作开发600 MW商用机型。截至目前，已经完成高温堆热电联产机组方案研究以及反应堆压力容器运输和现场制造、多模块运行和控制专题，正在准备接受国家主管部门组织的技术审查。

国家核电技术有限公司负责牵头AP1000技术消化、吸收和再创新。国家核电技术有限公司进行CAP1400大型先进压水堆研发。通过各方面的共同努力，在总体设计、核岛设计、关键设备和材料、先进燃料元件制造、数字化仪控系统开发等方面均取得积极进展。

我国已具备核电设计能力，初步形成了以中国核工业集团公司、中国广东核电集团有限公司、国家核电技术有限公司、中国核工业建设集团公司为骨干，清华大学等高等院校、设备制造企业参与的企业、高校、科研院所有机结合的科技创新机制。在已形成的核电技术研发和成果转化平台上，开展商用600 MW高温气冷堆研发和大型示范快堆關键技术研发，并取得重大突破；聚变反应堆等未来技术发展与国际同步，部分指标达到国际领先水平。高温气冷堆产业联盟和快堆产业联盟初步建立，通过企业、高校、科研院所有机结合的科技创新机制发挥关键作用，推动我国四代自主核电技术持续发展的局面已经形成。

1.4 设备制造能力快速发展，硬件规模世界第一[1，10-12]

“十二五”期间，我国核电装备制造企业通过自主研发逐步掌握核心制造技术，基本实现核岛关键设备自主化生产。这些制造企业逐步发展成为核岛主设备成套供应商。

高温气冷堆示范工程主设备基本实现国产化，标准化工业体系正在形成。与反应堆运行及控制相关各个主系统的设计基本定型，相关设备的设计参数和制造工艺基本定型，主氦风机、控制棒驱动机构、吸收球系统等主设备、主系统基本完成试验验证，压力容器、金属堆内构件等主设备正在按计划生产制造，蒸汽发生器换热组件套装技术难关得以攻克。

AP1000关键设备和材料国产化工作稳步推进，基本实现AP1000设备自主化。2015年前形成每年8-10套的供应能力，预计2020年前形成每年14-16套的自主化供应能力。基本实现关键材料自主生产，建立了满足规模化发展需求的核电配套工业体系。

1.5 备选厂址数量不断增加，厂址质量有所提高[1]

福岛核事故发生后，按照我国核安全法规和国际原子能机构的有关标准，充分考虑地震、海啸、风暴潮、天文潮、台风、山体滑坡、泥石流等严重自然事件及其叠加的影响，经过全面复核，有48个厂址条件较好，可以支撑的装机容量约为2.1亿千瓦，其中沿海厂址装机容量7480万千瓦。从厂址资源看，目前已经具备了在未来10年间建设1.5亿千瓦以上核电的条件。

1.6 燃料保障程度提高，乏燃料后处理稳步推进[1，6，8]

坚持核燃料闭合循环技术路线，超前布局发展核燃料产业。到2015年，预计新增国内铀资源探明储量10万吨，年产量2500吨；海外开发方面，与澳大利亚、法国、哈萨克斯坦、俄罗斯、乌兹别克斯坦、尼日尔、纳米比亚和南非等国签署了收购合同或联合开发协议，海外权益铀控制储量超过25万吨，年产量2000吨以上，贸易进口1万吨以上；天然铀储备达到5万吨。到2020年新增国内铀资源探明储量20～22万吨，年产量4000～5000吨；海外权益铀控制储量30万吨，年产量5000吨以上，国际贸易进口1.5万吨；天然铀储备体系初步建立，天然铀储备达到10万吨。

“十二五”末，预计分离功能力超过1万吨，燃料元件生产能力2000吨以上。国家重大科技专项支持的高温气冷堆核电站供应球形燃料元件的生产线球于2014年年底建成，预计2105年投产，年产30万个球形燃料元件，基本满足示范工程需求。

自主开发的反应堆乏燃料后处理中试工程已通过热试，200t/a乏燃料后处理项目正在设计。目前，正在加快推进商业后处理厂建设，力争“十三五”初立项，“十三五”末开工建设大型商用后处理大厂。

目前，已建成两个中低放射性废物近地表处置场；正在开展高放射性废物深地址处置设施的选址工作。

1.7 人才培养机制逐步完善，队伍日益壮大[1]

大力加强核电发展所需各类人才的培养工作。近年来，许多高校加快了核专业建设和人才培养步伐，全国已有47所院校和科研单位开设核专业，年毕业生超过2000人。核电厂操纵人员、无损检测人员培训考核机制日益完善。基本满足了当前运行核电站和在建项目人员梯队建设需要。核电企业均建立了自己的培训体系，实行全员和终身培训。

核电厂设计、建安队伍逐步壮大，核电设计队伍已扩展到目前的15000人以上；造就了一批拥有核级建设和监督专业资质的高技能人才。中国核工业建设集团公司作为世界上唯一一家30余年从未间断过核电站建设的企業，已经具备了同时承担30～40台核电机组核岛工程的建造能力。

1.8 安全保障体系不断完善，安全文化建设成绩显著[1-4]

“十二五”期间，核电安全监管、宏观调控和行业管理逐步得到加强。核安全投入进一步增加，建成了一批核安全技术研发和核级设备鉴定试验平台，开发应用了安全分析评价技术。借鉴国际先进成果，建立了覆盖核电厂选址、设计、设备制造、工程建设、运行、退役等环节的安全法规和标准体系。

2011年颁布《核电安全规划（2011～2020年）修改稿》。企业安全管理和质量保证体系日益完善，核安全文化倡导的追求卓越的理念已深入人心。国家主管部门牵头、中国核工业建设集团公司参与的国家核应急抢险救援中心开始筹划。核应急体系不断完善，形成了国家、地方政府、核电企业三级核事故应急体系和专家支持系统，核事故预防和处理措施进一步完善。

2 存在的问题

2011年版规划总结了美国、法国和俄罗斯等核电强国一般具有如下几个特点：一是，科研能力强，核技术基础研究实力雄厚，拥有高素质人才队伍，具有不断创新核电堆型，引领世界先进核电方向的能力。二是，制造基础雄厚，关键设备、材料研发制造和装备总成能力强。三是，核电运营能力一流，核电在全球市场竞争力强，已占有相当份额。四是，政府监管健全，法规标准体系完善，核电发展战略明晰稳定并取得明显成效。

经过过去五年的发展，我国核电建设与运行管理达到国际先进水平。尽管安全高效发展核电已经列入国家能源发展战略常态，但是我国核电产业与核电强国比较，仍存在较大差距。

2.1 核安全保障体系建设仍需加强[1，9]

福岛核事故发生后，我国最早做出响应，组织了全国核安全大检查，并主动提升了应对超强自然灾害能力的处理处置方法，补充了事故后果缓解能力。2011年颁布《核电安全规划（2011-2020年，修改稿）》。通过一系列的整改和调整之后，我国已经具备了安全高效发展核电的前提条件。

面对复杂的事故风险及核电发展带来的严峻形势，建设完备的核安全体系，配套我国核工业发展显得尤为重要。我国核电安全面临的挑战主要包括：一是，需要进一步理顺核安全管理体制。目前，国家核安全局加上直属的核与辐射安全中心和六个地区监督站，与核电先进国家尚有较大差距；二是，加强核安全队伍建设。进一步增加核安全监管人员编制，避免核安全监管及技术人才流失，同时加强干部的教育和培训，提高核安全监管的效率和水平；三是，加强核安全研究设施的建设。我国目前没有关于反应堆安全的专门研究机构，亟需建设一个反应堆及其配套实验设施，可以针对堆的安全进行全面的研究；四是，加强民间核安全监督体系，加强核风险信息交换交流等方面构建核安全体系建设，形成企业、政府、第三方监管监督的良性互动。

2.2 科技投入亟待加强，创新能力亟需提升[1，8]

自主创新能力不强。研发机制不健全，科技人才培养和激励机制不完善，自主知识产权保护体系和制度建设不足，科技成果转化和共享有待增强。总体而言，科技投入总量需要增加，结构需要优化，具体分析如下：一是，基础科研投入少，研究成果水平不高；二是，科研资源相对分散，难以形成合力，甚至重复投入；三是，自主化程度受限于自主研发能力，设计和评价程序仍过度依赖国外，安全分析软件和验证手段缺乏；四是，具备四代先进核能系统特征的自主化核电技术国家投入相对较少，现有资源条件与科技创新目标之间还存在较大差距。

2.3 装备产业水平有待提升[1]

伴随我国核电产业的长足发展，核电装备产业重新布局，装备制造水平迅速提升，国产化率明显提高，尽管如此，仍然存在若干问题：一是，硬件制造能力总体过剩，尚未掌握屏蔽主泵、安全级数化仪控系统、核一级安全阀、核级焊材等关键设备、部件和材料的生产工艺、技术和诀窍；二是，核级电机等少量关键部件产能存在瓶颈，部分核岛主设备制造工艺缺乏稳定性、成熟性，产品一次合格率低于国际同业水准；三是，质保体系不完善，设备试验、验证和总成能力较弱；四是，大量进口半成品，不利于我国核电装备制造也的健康发展。

2.4 核电关键岗位人才不足[1]

人才是保障核电技术进步和运行安全的最重要因素。核电人才短缺和队伍老化是当前全球核电产业面临的共同问题，同时人才培养激励政策不足，造成人才流失严重。安全管理人才，核电科技人才，核电开发的研究人才等都比较短缺，制约核电的快速发展。

近年来，我国核专业毕业生逐年增加，但由于教学设施和师资力量不足，科学设置与实际需求不尽匹配，教材内容与工程实际结合不紧密等多方面原因，培养的核电人才素质水平参差不齐。随着我国核电的快速发展，人才需求急剧增加，具有丰富基础经验、熟悉核电运营管理的高级人才十分短缺，合格技术人员不足。

2.5 法规标准体系需进一步完善[1，8]

原子能法正在研究起草，行政法规和部门规章尚不完备，核安全法规缺乏技术标准支撑。工业标准体系不完整，无法在核电设计、设备制造、建设、运行等各个环节发挥应有效力。

为维护核电建设市场秩序，规范设计建造、科技研发、装备制造、核安全保障等行业行为，国家主管部门正在加紧开展《核电管理条例》的制定及征求意见工作。建议在重点考虑既有商用核电技术发展的同时，为自主核电技术推广创造有利条件。

2.6 内陆核电建设研究工作有待加强[1，13-15]

从核电强国的发展实践来看，内陆核电都是核电产业的重要组成部分。从长远看，对于我国而言规模化开展内陆核电建设也只是时间问题。但是，加快能源结构调整、加强生态环境保护已经迫在眉睫，有必要加紧研究内陆核电建设有关工作，仍需在现有工作的基础上，进一步加大资源投入开展相关工作[16]。

参考文献

[1] 国家能源局.核电中长期发展规划（2011-2020年），调整.2011.

[2] 郭芳，张国宝.中国不可能放弃核电[J]. 中国经济周刊.2011（39）：38-41.

[3] 张友良.安全是核电站的生命线[N].国家电网报.2007-08-03