摘要：較于面向電力市場的華龍一號(hào)單臺(tái)機(jī)組100萬千瓦的電功率，主打核能綜合利用的玲龍一號(hào)單機(jī)熱功率為385兆瓦，電功率約為13萬千瓦，小型化與模塊化的建設(shè)方式，以及差異化的市場定位，成為小堆區(qū)別于大型商業(yè)核電反應(yīng)堆最直觀的特點(diǎn)。此外，小堆在技術(shù)理念、應(yīng)用場景等特征上也有別于大型堆。但也有業(yè)內(nèi)專家指出，目前部分小堆技術(shù)路線還處于“大堆小型化”的范圍，沒有體現(xiàn)出小堆作為一種區(qū)分于商業(yè)核電大型反應(yīng)堆的發(fā)展方向的特點(diǎn)，商業(yè)化競爭力有限。
若按當(dāng)前大型核電的同樣標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、安全措施和配套設(shè)備建設(shè)，小堆自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢將無從體現(xiàn)，反而因?yàn)楣β瘦^低，經(jīng)濟(jì)性進(jìn)一步受到影響，所以這是制約小堆發(fā)展的關(guān)鍵問題之一。
近日，隨著海南昌江核電二期工程和浙江三澳核電一期工程獲得核準(zhǔn)，漳州核電2號(hào)機(jī)開工建設(shè)，華龍一號(hào)全球首堆和海外首堆實(shí)現(xiàn)裝料、熱試，華龍一號(hào)進(jìn)入首批項(xiàng)目“結(jié)果”和批量化建設(shè)階段。
在華龍一號(hào)項(xiàng)目順利推進(jìn)的同時(shí)，作為國內(nèi)小型堆代表技術(shù)的玲龍一號(hào)(ACP100)進(jìn)展也備受業(yè)內(nèi)關(guān)注。今年6月，國家核安全專家委員會(huì)審議通過了海南昌江ACP100科技示范工程初步安全分析報(bào)告，為該工程建造許可證發(fā)放創(chuàng)造了必要條件。華龍一號(hào)“生長”的同時(shí)，處于不同“賽道”的玲龍一號(hào)又將如何發(fā)揮小型堆的獨(dú)特優(yōu)勢?
技術(shù)革新：并非單純“小型化”
中核集團(tuán)玲龍一號(hào)總設(shè)計(jì)師宋丹戎告訴記者，自2004年6月國際原子能機(jī)構(gòu)宣布啟動(dòng)以一體化技術(shù)、模塊化技術(shù)為主要特征的革新型模塊式小型堆開發(fā)計(jì)劃以來，參與的成員國總數(shù)已達(dá)到39個(gè)，各國提出的革新型中小型反應(yīng)堆概念種類已超過45種。
相較于面向電力市場的華龍一號(hào)單臺(tái)機(jī)組100萬千瓦的電功率，主打核能綜合利用的玲龍一號(hào)單機(jī)熱功率為385兆瓦，電功率約為13萬千瓦，小型化與模塊化的建設(shè)方式，以及差異化的市場定位，成為小堆區(qū)別于大型商業(yè)核電反應(yīng)堆最直觀的特點(diǎn)。此外，小堆在技術(shù)理念、應(yīng)用場景等特征上也有別于大型堆。但也有業(yè)內(nèi)專家指出，目前部分小堆技術(shù)路線還處于“大堆小型化”的范圍，沒有體現(xiàn)出小堆作為一種區(qū)分于商業(yè)核電大型反應(yīng)堆的發(fā)展方向的特點(diǎn)，商業(yè)化競爭力有限。
“單純把大型堆小型化，無法解決經(jīng)濟(jì)性問題。”中核集團(tuán)玲龍一號(hào)副總設(shè)計(jì)師秦忠表示，小堆通過熱電聯(lián)供、熱汽聯(lián)供等核能利用路線實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)用和推廣，主要?jiǎng)恿θ詠碓从诩夹g(shù)創(chuàng)新。“玲龍一號(hào)采用一體化反應(yīng)堆設(shè)計(jì)，其自身固有安全性與非能動(dòng)系統(tǒng)結(jié)合，共同確保小堆的高安全性。”
對于經(jīng)濟(jì)性，宋丹戎指出，模塊化小型堆的顯著特點(diǎn)就是模塊化建造，通過單個(gè)模塊標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、制造和批量化生產(chǎn)，可大幅提高整個(gè)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性。
市場空間：應(yīng)用場景多樣靈活
宋丹戎告訴記者，小堆除供電之外，還可應(yīng)用于供熱、供汽、海水淡化等多種用途。“小堆反應(yīng)堆功率、衰變熱與源項(xiàng)較少，反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)緊湊，具有多重固有安全性，使其在廠址選擇上更加貼近居民區(qū)或工業(yè)區(qū)。”
更高的安全性，使小堆的應(yīng)用場景更為豐富。“目前國際上在運(yùn)的小型核能機(jī)組，大都以熱電聯(lián)供為主。”秦忠認(rèn)為，未來核能非電應(yīng)用(如供熱市場)將成為小堆主要的應(yīng)用場景之一。“供熱市場比電力市場大得多，而且往往以分布式能源為特征，區(qū)域性強(qiáng)，單機(jī)規(guī)模較小，靠近用戶端部署。無論是工業(yè)蒸汽還是居民供暖，都需要分布式能源，玲龍一號(hào)的高安全性與這一需求也極為契合，有望成為穩(wěn)定可靠的分布式清潔能源。”
宋丹戎指出，小型堆對大氣治理、節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)、能源安全都將發(fā)揮積極作用，是核能發(fā)展的方向之一。“兩臺(tái)玲龍一號(hào)機(jī)組可替代一座20萬千瓦左右的燃煤熱電廠，另外，我國每年的工業(yè)蒸汽需求約9億噸，使用核能替代燃煤生產(chǎn)蒸汽，可大幅降低能源消耗、減少溫室氣體排放。”
“目前采用的經(jīng)濟(jì)分析模型主要考慮單純發(fā)電。未來，隨著示范堆建成以及推廣，小堆在提供工業(yè)蒸汽、海水淡化、區(qū)域供熱等領(lǐng)域批量化、多用途的實(shí)現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)性會(huì)顯著提升。”宋丹戎表示。
未來挑戰(zhàn)：標(biāo)準(zhǔn)體系亟待完善
記者了解到，法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)是設(shè)計(jì)、安審、監(jiān)管、運(yùn)行管理的法理依據(jù)，也決定了核能項(xiàng)目的設(shè)計(jì)成本和監(jiān)管成本。在工程建設(shè)環(huán)節(jié)，因缺乏專用標(biāo)準(zhǔn)體系，小堆發(fā)展受到掣肘。
“我們也一直在呼吁建立相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，明確模塊化小型堆的定義，發(fā)揮其高安全的優(yōu)勢。”秦忠直言，“目前國內(nèi)現(xiàn)有的核能法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，幾乎是為大型商業(yè)核電‘量身定制’的。玲龍一號(hào)工程設(shè)計(jì)的一些技術(shù)環(huán)節(jié)，由于沒有專用標(biāo)準(zhǔn)直接套用大型核電標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致工程增加額外成本。”
宋丹戎指出，小堆在功率、廠址選擇、安全特性等方面均較大型堆存在差異，這也使其在縱深防御、輻射防護(hù)、應(yīng)急計(jì)劃區(qū)劃分等方面需要區(qū)別于傳統(tǒng)大型壓水堆核電廠的要求。
“從成本角度而言，若按當(dāng)前大型核電的同樣標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、安全措施和配套設(shè)備建設(shè)，小堆自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢將無從體現(xiàn)，反而會(huì)因?yàn)楣β瘦^低，經(jīng)濟(jì)性又進(jìn)一步受到影響，所以這是制約小堆發(fā)展的關(guān)鍵問題之一。”宋丹戎說。
