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核能技术偏向研究及生长门路图 | 中国工程院院刊

核能技术偏向研究及生长门路图 | 中国工程院院刊

本文摘要:导读摘要:笔者根据核能技术成熟度将课题剖析为热堆、快堆和四代堆、受控核聚变科学技术三个专题,接纳专题调研、交织讨论、系统综合的方法开展研究。分析了核能技术生长的现状、我国核能的宁静性、核能技术的生长偏向,并给出了核能技术生长门路图。 建议以第三代自主压水堆为依托,宁静、高效、规模化生长核能;加速第四代核能系统研发,解决核燃料增殖与高水平放射性核素嬗变;努力生长模块化小堆,开拓核能应用规模;努力探索聚变能源。

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导读摘要:笔者根据核能技术成熟度将课题剖析为热堆、快堆和四代堆、受控核聚变科学技术三个专题,接纳专题调研、交织讨论、系统综合的方法开展研究。分析了核能技术生长的现状、我国核能的宁静性、核能技术的生长偏向,并给出了核能技术生长门路图。

建议以第三代自主压水堆为依托,宁静、高效、规模化生长核能;加速第四代核能系统研发,解决核燃料增殖与高水平放射性核素嬗变;努力生长模块化小堆,开拓核能应用规模;努力探索聚变能源。预期到2030年核电运行1.5×108 kW,在建5×107 kW;到2050年快堆和压水堆匹配生长。

我国核能生长存在前端和后端能力不足、焦点技术研发气力疏散、竞争大于互助的局势,建议整合海内资源,组建核能国家实验室,集中气力推进我国核能工业康健、快速生长。关键词:核能;热堆;第四代核能系统;受控核聚变;生长门路图注:风云之声内容可以通过语音播放啦!读者们可下载讯飞有声APP,听民众号,查找“风云之声”,即可在线收听~本文选自中国工程院院刊《中国工程科学》2018年第3期作者:杜祥琬,叶奇蓁,徐銤,万元熙,彭先觉,苏罡,杨勇,高翔,师学明泉源:核能技术偏向研究及生长门路图[J].中国工程科学,2018,20(3):17-24.摘要:笔者根据核能技术成熟度将课题剖析为热堆、快堆和四代堆、受控核聚变科学技术三个专题,接纳专题调研、交织讨论、系统综合的方法开展研究。

分析了核能技术生长的现状、我国核能的宁静性、核能技术的生长偏向,并给出了核能技术生长门路图。建议以第三代自主压水堆为依托,宁静、高效、规模化生长核能;加速第四代核能系统研发,解决核燃料增殖与高水平放射性核素嬗变;努力生长模块化小堆,开拓核能应用规模;努力探索聚变能源。

预期到2030年核电运行1.5×108 kW,在建5×107 kW;到2050年快堆和压水堆匹配生长。我国核能生长存在前端和后端能力不足、焦点技术研发气力疏散、竞争大于互助的局势,建议整合海内资源,组建核能国家实验室,集中气力推进我国核能工业康健、快速生长。关键词:核能;热堆;第四代核能系统;受控核聚变;生长门路图一、前言核能是宁静、清洁、低碳、高能量密度的战略能源。2011年发生的福岛核事故客观上延缓了各国对生长核能的预期,但这种影响在逐渐削弱。

我国生长核能对于保障能源宁静、实现绿色低碳生长具有重要作用;对于动员装备制造业走向高端、打造中国经济“升级版”意义重大。全球规模内的核电建设正迎来新的热潮,核电“走出去”已成为国家战略。本文总结了“核能技术偏向研究及生长门路图”课题的主要内容,指出未来我国核能生长的重点科学技术偏向和生长路径。二、核能技术的生长现状(一)压水堆是核电开发的首要选择当前,全球现役核电机组共450台,总装机容量为394GW,其中有294台是压水堆;在建机组为55台,其中45台是压水堆。

我国商用核电机组为38台,其中36台是压水堆;在建核电机组为19台,其中17台是压水堆。压水堆仍将在相当长时间内占据主导职位。(二)现役机组性能不停改善1980—2016年,全球核电平均负荷因子从60%提高到了80.5%。

约1/3机组的负荷因子凌驾90%,高龄机组的负荷因子险些和新机组相当,并没有泛起由于服役时间增加而性能显著下降的情况。我国核电负荷因子从2014年的86.32%降低至2017年的81.14%,主要原因是辽宁和福建核电消纳能力不足。

我国核电正面临着到场调峰的压力。(三)高龄机组延寿成为趋势当前全球约有300台机组运行凌驾30年,其中约100台凌驾40年。

从20世纪90年月开始,美国实施运行机组的延寿革新,经寿命评估、宁静分析和系统技术革新后,设备性能提升成效显著,美国99台机组中有84台已经被授权许可延寿到60年。(四)核电建设迎来热潮,第三代堆将成为主流技术全球有15个国家共55台机组在建(其中包罗白罗斯和阿拉伯团结酋长国两个无核电国家的2台机组)。此外,有42个国家正在计划或者思量建设核电(含26个无核电国家)。

国际原子能机构(IAEA)预测到2030年全球将新建核电101~206GW,核电装机容量约为345~554GW。福岛事故后,国际社会对新建核电机组的宁静性提出了更高的要求,第三代先进压水堆被寄予厚望。但2014年在建的18个第三代压水堆(8个AP1000,6个AES—2006,4个EPR)中,有16个存在差别水平的延期情况,首堆经济性有待提高。

我国自主开发的“华龙一号”海内外示范工程建设希望顺利。(五)小型模块化反映堆(SMR)研发掀起热潮SMR具有固有宁静性好,单堆投资少,用途灵活的特点。美国政府从20世纪90年月以来一直在资助开发SMR,希望用SMR来替代大量即将退役的小火电机组。

全球规模内提出了约50种SMR设计方法和观点。正在建设示范工程的包罗阿根廷的CAREM-25(一体化压水堆),中国的HTRPM(高温气冷堆),俄罗斯的KLT40S(海上浮动堆)。近期可能会批准建设的包罗美国的mPower、NuScale和韩国的SMART等小型模块化压水堆。中国提出了ACP100、CAP150、ACPR50S等小型压水堆观点,其中ACP100成为世界上首个通过IAEA宁静审查的小堆。

(六)乏燃料治理压力增大,核燃料循环后端需求日益迫切停止2016年年底,全球储存乏燃料约2.73×105 t且每年新增7000t,乏燃料储存压力日益增加;另一方面,高水平放射性废物地质处置事情希望缓慢,不少国家面临民。


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