切爾諾貝利事故之后俄羅斯核電的絕地復(fù)活

2018-02-07 16:07:24 核電工科女神　點(diǎn)擊量：評論 (0)

切爾諾貝利事故后，俄羅斯的核電的建設(shè)和發(fā)展并未就此完全停止，尤其在近幾年呈現(xiàn)出極大的發(fā)展勢頭。作者簡介:WANO（世界核運(yùn)營者協(xié)會）香...

切爾諾貝利事故后，俄羅斯的核電的建設(shè)和發(fā)展并未就此完全停止，尤其在近幾年呈現(xiàn)出極大的發(fā)展勢頭。

作者簡介:WANO（世界核運(yùn)營者協(xié)會）香港辦公室高級顧問，CPO（運(yùn)行值績效觀察）隊(duì)長。參加過全球26臺新機(jī)組的啟動評估，積累了40余次WANO評估活動經(jīng)驗(yàn)，曾負(fù)責(zé)全球核電新機(jī)組啟動評估計(jì)劃。他是目前WANO組織中唯一參加過所有四大地區(qū)中心的新機(jī)組啟動評估活動的評估員，亦是國內(nèi)核電界中少數(shù)幾位獲得WANO同行評估隊(duì)長資格認(rèn)證的人員之一。

自上世紀(jì)50年代核能開始用于商用發(fā)電之后，核能發(fā)展史上經(jīng)歷了三次嚴(yán)重的核事故，即1979年三哩島核事故（美國），1986年切爾諾貝利核事故（前蘇聯(lián)），2011年福島核事故（日本）。這三次核事故對世界核電的發(fā)展產(chǎn)生了巨大沖擊，但同時(shí)也推動了業(yè)界人士審慎反思事故原因，通過改進(jìn)安全設(shè)計(jì)提高人員績效等切實(shí)有效的措施，提升核電安全水平。

三哩島核事故和福島核事故都使得本國的核電發(fā)展策略發(fā)生了急劇逆轉(zhuǎn)，如三哩島核事故發(fā)生后，美國核電站建設(shè)完全停滯，直到2013年開始重啟；福島核事故后，日本關(guān)閉了全部核電站，六年之后才開始審評并重啟了原來的五臺機(jī)組。

切爾諾貝利核事故之后，前蘇聯(lián)政府停止了和切爾諾貝利核電站同樣設(shè)計(jì)的其他九臺石墨慢化輕水堆（RBMK-1000）的建設(shè)，并立即改進(jìn)設(shè)計(jì)，消除了RBMK-1000堆型的安全缺陷，以保證仍在運(yùn)行的石墨慢化輕水堆核電站的安全。但切爾諾貝利事故后，俄羅斯的核電的建設(shè)和發(fā)展并未就此完全停止，尤其在近幾年呈現(xiàn)出極大的發(fā)展勢頭。

▲俄羅斯斯摩棱斯克核電站外景

切爾諾貝利核事故之后，俄羅斯核電如何絕地復(fù)活？

1954年，前蘇聯(lián)OBNINSK反應(yīng)堆成為世界首臺發(fā)電的核電機(jī)組。80年代中期，前蘇聯(lián)已有25臺機(jī)組商運(yùn)。1986年4月26日，切爾諾貝利核電站4號機(jī)組發(fā)生嚴(yán)重核事故。雖然前蘇聯(lián)政府停止了和切爾諾貝利核電站同樣設(shè)計(jì)的其他九臺石墨慢化輕水堆（RBMK-1000）的建設(shè)，并立即改進(jìn)設(shè)計(jì)，消除了RBMK-1000堆型的安全缺陷，但核電的建設(shè)和發(fā)展并未就此完全停止。

1991年前蘇聯(lián)解體，許多核電項(xiàng)目由于缺乏資金被迫中斷。但在90年代中期，仍有五臺核電機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。到了90年代末期，隨著核電機(jī)組出口伊朗，中國和印度，俄羅斯核電發(fā)展逐漸復(fù)蘇。

2000年，ROSROV1機(jī)組建設(shè)重啟,并于次年并網(wǎng)，極大提升了俄羅斯核電界的士氣。2004-2011年，陸續(xù)有三臺核電機(jī)組相繼并網(wǎng)，至此，俄羅斯核電滿血復(fù)活。

▲加里寧核電站

俄羅斯自然資源豐富，為什么還要發(fā)展核電？

可能有人會好奇，俄羅斯擁有豐富的自然資源，它完全可以不依賴核電就能滿足本國的能源需求，那么俄羅斯為什么還要發(fā)展核電？答案是，錢！

目前，俄羅斯共有35臺核電機(jī)組在運(yùn)行，總裝機(jī)容量26.983MWe。在俄羅斯電力結(jié)構(gòu)中，煤水核氣各自占比為百分之16,17,18,49。由于世界天然氣價(jià)格是它國內(nèi)燃?xì)獍l(fā)電價(jià)格的五倍，所以俄羅斯政府寧愿在國內(nèi)優(yōu)先采用核能發(fā)電，可以將由此節(jié)省出的天然氣等資源出口國際市場，以獲得更多的經(jīng)濟(jì)利益。

此外，據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2020年西伯利亞天然氣田的產(chǎn)氣量將會下降到四分之一，這也是俄羅斯政府開足馬力建設(shè)新機(jī)組的動力之一。

俄羅斯不僅通過建設(shè)核電機(jī)組來擴(kuò)大能源結(jié)構(gòu)中的核電占比，還利用一切方法挖掘現(xiàn)有運(yùn)行機(jī)組的潛力。機(jī)組延壽與擴(kuò)容帶來的巨大經(jīng)濟(jì)利益是俄羅斯積極開展這些工作的主要動力。根據(jù)多年的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，俄羅斯機(jī)組延壽所需的設(shè)備更新的投資僅僅是延壽增收的五分之一左右。而機(jī)組擴(kuò)容的經(jīng)濟(jì)價(jià)值更為突出，以ROSTOV-2機(jī)組為例，其建設(shè)成本為2400美元/千瓦，而擴(kuò)容投資僅僅200美元/千瓦。

2000年，俄羅斯開始12臺一代機(jī)組5.7GWe的延壽審評。早期的俄羅斯核電機(jī)組設(shè)計(jì)壽命30年，目前29臺已經(jīng)獲得15年的延壽許可。2014年，俄羅斯的核電機(jī)組延壽審評標(biāo)準(zhǔn)跟國際標(biāo)準(zhǔn)接軌，并獲得了國家批準(zhǔn)。一般通過反應(yīng)堆壓力容器退火處理，或者通過更換老化設(shè)備（也有拆卸退役機(jī)組上性能尚佳的設(shè)備用于延壽機(jī)組）等手段，VVER-440機(jī)組從初始設(shè)計(jì)壽命30年延期到45年。VVER-1000機(jī)組的運(yùn)行許可一般延至60年，延壽達(dá)30年之多。2015年，巴拉科夫1號機(jī)組完成延壽審評，后續(xù)3臺機(jī)組也獲得相同的延壽許可。

2012年俄羅斯能源當(dāng)局制定核電機(jī)組擴(kuò)容計(jì)劃，VVER-440機(jī)組擴(kuò)容到107%，RBMK機(jī)組擴(kuò)容到105%，VVER-1000機(jī)組到104-110%（2013年修改計(jì)劃到107-110%）。2016年底，所有VVER-1000機(jī)組完成擴(kuò)容104%。2014年開始到2018年，以巴拉科夫4號機(jī)組為示范，通過使用TVS-2M改進(jìn)型燃料進(jìn)行擴(kuò)容到107%，預(yù)計(jì)擴(kuò)容費(fèi)用會提高到570美元/KW。費(fèi)用提高的主要因素是汽輪發(fā)電機(jī)組的更換。2015年完成VVER-440機(jī)組擴(kuò)容到105%，其中KOLA4號機(jī)組擴(kuò)容到107%。VVER-440機(jī)組維持12個(gè)月?lián)Q料。VVER-1000機(jī)組最初設(shè)計(jì)是12個(gè)月?lián)Q料，到2008年全部實(shí)現(xiàn)18個(gè)月?lián)Q料。目前正在考慮在新建機(jī)組VVER-TOI引入24個(gè)月?lián)Q料，主要通過提高燃料富集度，從4-4.5%提高到6-7%。

特別要說明的是，千萬不要誤認(rèn)為俄羅斯為了追求經(jīng)濟(jì)利益最大化就忽略了核安全。以RBMK石墨堆的延壽與降功率運(yùn)行為例，俄羅斯動力堆研究院最初設(shè)想通過增加燃料富集度從2.4%到3%來實(shí)現(xiàn)石墨堆的擴(kuò)容。但是2012年，在列寧格勒一號機(jī)組發(fā)現(xiàn)，擴(kuò)容到105%后石墨老化變形問題嚴(yán)重，直接導(dǎo)致壓力管的變形。2013年，對列寧格勒一號機(jī)組進(jìn)行一次石墨堆棧的幾何形狀的修整，拆除壓力管后，徑向切割石墨柱，使其幾何形狀滿足最初設(shè)計(jì)要求。通過這次手術(shù)，該反應(yīng)堆安全運(yùn)行了三年。為安全考慮，俄羅斯決定所有的RBMK石墨反應(yīng)堆降功率運(yùn)行在80%平臺。

▲庫爾斯克核電站

俄羅斯在核電發(fā)展版圖上的實(shí)力和雄心

俄羅斯國家原子能公司(ROSATOM)，掌控著俄羅斯所有的核能技術(shù)和資產(chǎn)，是俄羅斯聯(lián)邦最大的公司和納稅大戶之一。它的發(fā)展目標(biāo)是希望通過PRORYV（突破）工程，發(fā)展快堆形成燃料封閉循環(huán)為基礎(chǔ)，到2050年實(shí)現(xiàn)核電占比百分之45到50,世紀(jì)末實(shí)現(xiàn)核電占比百分之70到80。此外，由于俄羅斯政府決定到2020年結(jié)束對核電建設(shè)的財(cái)政支持，這也極大地刺激了ROSATOM搶占世界市場的荷爾蒙。

目前ROSATOM承建的核電機(jī)組數(shù)量高居全球之首，共41臺(8臺在俄羅斯境內(nèi)，33臺在境外)，核電出口已成為繼武器出口，能源出口后的俄羅斯的第三大出口產(chǎn)品，目前已搶占了世界核電市場的最大份額。

正如《潘朵拉的承諾，你對核電的認(rèn)知將完全被顛覆》一文所言，有人說，核能的發(fā)現(xiàn)和利用是人類科技史上最杰出的成就之一。但也有人說，核能的發(fā)展史常常伴隨著核事故的發(fā)生，正如美艷的潘朵拉打開了那個(gè)給人類帶來災(zāi)難的盒子。

核能是一把雙刃劍，使用得當(dāng)，給人類造福，如若不慎，傷及自身。驍勇善戰(zhàn)的民族基因，決定了俄羅斯在遭遇核電發(fā)展重創(chuàng)之后的態(tài)度，不是退卻，而是面對。無論世界核電版圖的重心如何變化，這一戰(zhàn)斗民族駕馭核能雙刃劍的勇氣和能力，值得業(yè)界學(xué)習(xí)。

原標(biāo)題:切爾諾貝利事故之后俄羅斯核電的絕地復(fù)活

責(zé)任編輯：李鑫

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