建設背景
海陽核電站工程總投資預計超過1000億元,全國最大的核電站之一,其中,一期工程中國電力投資集團公司占65%、山東國際信託投資有限公司占10%、煙臺市電力開發有限公司占10%、華能能源交通產業控股有限公司占5%、中國核工業集團公司占5%、中國國電集團公司占5% 。
海陽核電站規劃建設6台百萬千瓦級壓水堆機組,,留有兩台擴建餘地,單機容量125萬千瓦。其中,一期工程建設2台美國西屋電氣公司第三代核電技術AP1000百萬千瓦級壓水堆核電機組,預計投資達到400億元人民幣,首台機組計畫於2014年投入商業運營。
海陽核電站全部建成之後,將成為迄今為止中國最大的核能發電項目。同時,將改善山東的供電狀況,促進地方經濟快速的發展。
2009年3月3日,國家發展改革委員會以發改辦能源〔2009〕465號檔案,同意海陽核電項目3、4號機組按照AP1000型壓水堆技術路線開展前期工作。
山東的核電群集中在煙臺市和威海市這兩個地級城市,包括三個核電項目:海陽核電站、乳山核電站和榮成核電站。這三個核電項目目前運作比較順利和有比較進度的當屬海陽核電站項目。
建設進程
1983年,由山東省電力工業局組織,山東省電力設計院參加的“山東核電規劃小組”,開始了對黃海沿岸的16個廠址進行了普查,從中確定了6個優選廠址,提出了“關於及早建設山東省膠東核電廠的建議及初步規劃”。良好的建站條件,加上堅持不懈地努力爭取,使海陽從眾多競爭對手中脫穎而出。
1993年初,國家正式部署山東第一個核電廠——海陽冷家莊核電廠的初步可行性研究,並確定以海陽冷家莊和董家莊、乳山紅石頂作為優選廠址。
1995年8月,原電力工業部會同原中國核工業總公司審查通過了初步可行性研究報告,確定海陽核電作為山東省第一個核電項目。
1996年,我省正式啟動核電可行性研究工作。
2003年,中電投集團啟動海陽核電項目籌建工作。8月,電力規劃設計總院組織專家對於海陽核電廠廠址規划進行評審,通過了廠址規劃方案。
2004年9月10日,中電投控股設立山東核電有限公司,全面開展和推進山東海陽核電項目建設工作。該公司是中電投下屬二級單位,作為海陽核電項目的業主單位,全面負責項目的前期開發、工程建設、生產運營及核安全管理。公司由6家股東出資設立,分別為:中國電力投資集團公司、山東省國際信託有限公司、煙臺藍天投資控股有限公司、中國國電集團公司、中國核工業集團公司、華能核電開發有限公司。
2006年12月6日,中美簽署先進壓水堆核電技術轉讓諒解備忘錄,海陽核電作為國家第三代核電自主化依託項目,明確AP1000技術路線。
2007年4月25日,國家發改委辦公廳以發改辦能源【2007】912號檔案批覆同意海陽核電一期工程開展前期工作。
2007年12月26日,海陽核電一期工程獲得開工令,同月31日正式啟動。
2008年7月29日海陽核電站一號機組核島負挖工作正式開工,於2009年1月15日完工。負挖開挖工程量為約5萬立方米,基底清理面積為3330平方米,總計爆破27次。並於2009年2月21日通過驗收。
2009年4月2日下午,我國三代核電自主化依託項目山東海陽核電站一號機組核島基礎防水薄膜鋪設正式開始,這是核島筏基澆注第一罐混凝土(FCD)前準備工作中的一個重要環節。
2009年12月28日核電一期工程正式開工
一期工程建成後,年發電量達到175億千瓦時
YMG12月28日訊(記者劉新國李波) 今天上午11時18分,我國首批三代核電AP1000自主化依託項目——中國電力投資集團公司山東海陽核電項目一期工程正式開工。中共中央政治局常委、國務院副總理李克強發來賀信,國家有關部委、山東省委省政府、煙臺市委市政府、海陽市委市政府相關負責人以及參建單位代表共1000餘人參加了開工儀式。
海陽核電項目位於膠東半島青島、煙臺、威海三大城市之間,廠址三面環海,地理環境優越。項目從1983年開始選址,歷經20餘年,2007年4月,國家發改委批准同意海陽核電1、2號機組開展前期工作,2007年7月,三代核電自主化依託項目契約簽署,2008年7月,海陽核電項目一期工程核島負挖較原計畫提前2個月正式啟動。2009年9月,海陽核電項目一期工程獲得國務院核准並取得建造許可證,9月24日一號核島澆灌第一罐混凝土。該工程規劃建設6台百萬千瓦級核電機組,並預留有擴建場地。一期工程規劃建設兩台125萬千瓦AP1000核電機組,一、二號機組分別計畫於2014年5月和2015年3月投產。
海陽核電項目採用美國西屋公司設計的當今世界上最先進的AP1000三代核電技術。該技術由於運用非能動的安全系統,可較大幅度地簡化系統,減少設備數量,提高核電站的安全性和經濟性。中電投山東核電有限公司作為業主單位,全面負責核電站的設計、建造、運營和維護管理。目前,海陽核電項目各項工作進展順利。一期工程汽輪發電機組供貨契約、常規島施工契約、核島工程承包契約等重大契約相繼簽訂;“五通一平”前期工程、砂石料加工場、攪拌站、一、二號機組核島常規島負挖等工程陸續完工。隨著一號核島第一罐混凝土澆灌(FCD)的按計畫實現,海陽核電項目一期工程全面進入主體工程建設階段。
據了解,海陽核電一期工程建成後,年發電量達到175億千瓦時,將極大最佳化山東電源結構,緩解電力緊張局勢。同時,由於項目投資數額較大,對大幅拉動地方經濟發展,創造更多的就業崗位,帶動內需增長都會起到積極作用。
據測算,包括預擴建2台核電機組在內,總容量8台125萬千瓦的AP1000核電機組全部投運後,將以其“零”排放的優勢,每年比同類裝機規模火電廠減少二氧化碳排放5000多萬噸,減少氮氧化物排放約15萬噸、減少煙塵排放約12萬噸。作為清潔綠色的能源基地,海陽核電項目建設將有效促進低碳發展、清潔發展,為國家實現2020年單位GDP碳排放(碳強度)下降目標發揮重要促進作用!海陽核電項目的建設,還將進一步加快我國三代核電技術的國產化進程,提高核電設備製造和建設能力,對調整國家能源結構,促進經濟社會健康可持續發展做出貢獻。
2012年3月17日,世界首套第三代核電AP1000主管道當日從四川德陽出發運往山東海陽核電站。這套由第二重型機械集團公司自主研發、生產的AP1000主管道的面世,標誌著中國擺脫了第三代核電站關鍵裝備對國外的依賴,為第三代核電站的修建鋪平了道路。
據了解,AP1000主管道設計,無論是成分要求、尺寸控制還是製造難度,都堪稱目前世界核電站主管道之最。此外,在製造過程中,由於主管道材質的特殊要求,不僅煉鋼面臨純淨度要求高、鋼錠噸位大等難點,鍛造也必須解決可鍛溫度範圍窄、變形抗力大、晶粒度要求高等難題。目前中國二重已掌握了AP1000主管道製造核心技術,形成了穩定的製造工藝和質量保障措施,具備了年產5套—6套主管道的生產能力。
2013年3月29日上午,1號機組鋼製安全殼頂封頭順利吊裝就位,建設中的海陽核電1號核島安全殼實現封頂。目前,海陽核電1號機組核島主要設備和大型模組全部就位,安全殼容器已整體形成。
海陽核電站項目是由中國電力投資集團公司投資建設,其1號機組於2009年9月開工。根據項目規劃,海陽核電一期工程投資400億元人民幣,建設兩台125萬千瓦AP1000核電機組。計畫於2014年底建成商業運營,建成後年發電量達到175億千瓦時。
海陽核電一期工程是世界首批AP1000核電項目和國家三代核電自主化依託項目,也是山東省第一個核電項目。山東東部沿海地區經濟發達,一直飽受能源短缺之苦,海陽核電項目將對緩解山東省用電壓力,改善目前煤電為主的電源結構,拉動地方經濟發展,特別是節能減排起到積極作用。
此次吊裝就位的AP1000鋼製安全殼容器屬核級設備,由底封頭、4段筒體和頂封頭6大部分組成,總重量約3400噸,直徑39.6米,高度65.6米。頂封頭作為最後吊裝就位的模組,由四圈共64塊弧形鋼板拼裝而成,為半橢圓形,高約11.5米,吊裝總重量783噸。
2013年6月25日,海陽核電1號機組核島禁止牆第15層2段施工完成,至此,主體施工已完成80%,預計今年11月份完成整體施工。施工完成後的禁止牆總體有52米餘高,相當於17層樓高,牆體內徑約42米,牆體厚度近1米,總體共需澆築混凝土6600多方。
2015年8月4日17時28分,山東海陽核電2號機組CVTH(鋼製安全殼頂封頭)順利吊裝就位,標誌著安全殼廠房內部土建施工基本完成。
2015年11月14日,海陽核電站500千伏送出工程已全部送電成功,標誌著海陽核電站送出工程竣工投運。
建設意義
"海陽核電站將與整個華東電網連在一起,建成投產後將對以青島為龍頭的整個半島製造業基地的發展,產生重大意義。"郭先登說,海陽核電站建成後半島製造業發展的能源供應矛盾將會迎刃而解。
"青島目前電力供應格局單一,完全依靠火力發電,電煤資源供應日趨緊張,"市經貿委電力處負責人告訴記者,目前青島的電力供應比較吃緊,特別是冬夏用電高峰期,只能採用分流用電、錯開峰期限制用電等辦法調節供應。用電量日益增加,火力發電用的電煤供應因運輸等各種因素又逐漸困難,電力供應缺口越來越大。"海陽核電站建成後,將大大緩解島城用電緊張的局面。"
電站規模
2014年海陽核電站將以設備安裝調試為重點,加快項目推進步伐,為核燃料進廠和機組運轉測試提供條件。走進海陽核電站,兩千多畝的項目區內塔吊林立,到處都是熱火朝天的施工場面。不久前,一號機組禁止廠房穹頂吊裝成功,順利“蓋帽”,意味著核島內部的絕大部分關鍵部件已經安裝完成,目前,壓力容器、蒸汽發生器、穩壓器的內部大型設備正在進行調試。二號機組的土建主體工程也在同步進行掃尾,將於2014年上半年進入設備安裝階段。
海陽核電廠工程部核島施工處處長章善春:“計畫今2014年5月底完成外穹頂施工,主設備全部安裝就位,計畫到2014年底完成90%以上的系統移交,2號機組土建主體結構基本完工。目前,2014年的主要工作包括主設備的安裝以及一些鍛造材料的安裝。”
海陽核電的核安全
海陽核電通過“非能動”保障、防人因失誤及保證機組安全運行的“黃金人”三個方面詮釋了海陽核電的核安全 。
“非能動”保障
海陽核電站規劃建設6台百萬千瓦級核電機組,其中一期工程建設2台從美國西屋電氣公司引進的AP1000百萬千瓦級壓水堆核電機組,作為核電自主化依託項目。2009年9月,海陽1號機組正式開工建設,目前已進入主系統調試階段,預計於今年併網發電。
核島是核電站的核心建築,高70餘米,直徑44米,核島外層有近1米厚的鋼筋混凝土禁止牆和內置鋼製安全殼。鋼製安全殼由260塊平均厚度約44毫米的弧形鋼板焊接而成,總高66米,直徑約40米,頂和底為橢圓形的封頭,中間柱形筒體高約43米,全部組裝完成後的重量達3468噸。
在安全殼上方、禁止牆頂部,設定了一個2800多噸的儲水箱。一旦發生事故,堆芯熱量傳遞給鋼製安全殼,這個大水箱則通過重力噴淋,加上與外界大氣的自然對流,擴散,蒸發,冷凝,不斷冷卻安全殼,從而確保核電站第三道安全螢幕障的安全。
日本福島核事故中,最大的教訓是海嘯破壞了應急柴油發電機,導致核反應堆失去冷卻。而“非能動”理念引發了核電站安全系統設計的革命性變化,由於採用非能動設計及先進的全數位化儀控系統,人機界面更加友善,大大降低了人為錯誤。
AP1000在其他設備設計方面也有很大改進。比如,主泵採用禁止泵,從根本上防止了傳統主泵的軸封泄漏問題;壓力容器底封頭無貫穿件,不存在底部泄漏問題;經過獨特設計的爆破閥在事故狀態下能夠百分之百可靠打開,核島內的6英寸及以上高能反應堆冷卻劑系統管道和部分主蒸汽管道按破前先漏(LBB)設計技術,可有效探測防止管道突然斷裂導致的較大事故等等。
根據機率安全分析結果,AP1000核電站堆芯熔化機率和大規模放射性釋放機率遠優於二代核電機組和核安全法規要求。
杜絕人因失誤
山東核電工程部核島施工二處處長李斌介紹,海陽核電站在施工高峰期有近萬人,幾十家單位同時作業,每個螺絲釘、每個人都要做到有章可循、有據可查,有源可溯。“不誇張地說,我們的各種規程能堆滿整間屋子。”
人員進出管理就大有學問。海陽核電站工作現場出入的人員都身穿各種顏色的馬甲,每種顏色代表一個單位或一個工種,只能在相對應的規定區域作業,類似航空母艦甲板上的地勤人員分類。
每塊區域又分設不同機構的不同檢查人員進行現場監督管理,確保核電站建造的安全性。新進場人員須經過嚴格培訓並取得相應授權,且有專人關注、指導並二次檢查其工作質量。這是防止失誤的具體舉措。
從全球核電站運行的經驗看,人因失誤一直是影響核電站安全的重要因素之一。山東核電為此專門設定了防人因實操培訓教室,開發了防失誤理論及實操培訓課程,對員工開展專項培訓。“該項培訓在山東核電是一項全員培訓,每人還要定期進行復訓,從項目正式啟動至今,已完成培訓3000多人次。”李斌說。
海陽核電站的各項標準都是取國內、國際規定標準的上限,保證一次就把事情做好。此外,為了能夠最大限度管控安全風險而進行了大量管理成本投入。
尤其是像AP1000主管道採用高品質不鏽鋼整體鍛造而成,可以最大限度地提高核電站的安全性和可靠性。在AP1000技術轉讓契約中,主管道是唯一沒有技術轉讓和技術支持的關鍵設備。與其他堆型的主管道相比,其鍛造製造技術也為世界首次嘗試,由國內廠家首次製造成功。以往,像壓力容器、蒸汽發生器等這些可謂“高精尖”的三代核電設備基本都要進口,如今大多實現了國產化。
安全“黃金人”
核電機組的“最強大腦”是中央控制室,大小二三十塊螢屏,監控著核電機組的每台設備。山東核電運行部高級操縱員溫冠峰介紹說,核電站運行操作的每一個指令都是從主控室里發出,決定著核電機組的每一個零部件運行狀態,等於核電站運營的大腦,“操縱員就是管理這個最強大腦的‘黃金人’。”
核電操縱員因其培訓費用高達上百萬元,被業界稱為“黃金人”。在正常運行的核電機組裡,主控室一般會有5名持照操縱員,其中包括三名操縱員和分別擔任值長和副值長的兩名高級操縱員。
在核電機組運行期間,擔任值長的高級操縱員擁有現場最高決策權,可調動一切資源保證核電機組安全運行。一旦需要對任何異常情況下達指令時,值長須憑藉長期積累形成的專業素養和經驗,迅速做出判斷並提出處理方法,保證核反應堆始終處於安全狀態。
要成為一名“黃金人”並非易事。首先操縱員必須具有理工科大學本科及以上文化程度,畢業後需要完成100多門課程的學習,並經過考核合格,在全範圍模擬機上完成機組啟停、事故處理等場景的培訓考核,層層過關之後,要通過國家監管部門的現場考試、模擬機考試、筆試、口試四個環節的考核,全部考試合格後才能發給操縱員執照,才具備操作控制核反應堆的資格。
“至少需要4-5年才能培養一個合格操縱員,7年左右才能培養一名高級操縱員。”山東核電培訓部模擬機處副處長鄭劍告訴《財經國家周刊》記者,粗略測算,核電站主控室的首批高級操縱員除了參加各種嚴格的培訓,在正式上崗前還需要3000小時的等效運行經歷。但取照考試結束並不是終結,持照人員還要定期進行模擬機復訓,每兩年需重新通過國家監管部門的換照考試,才能繼續上崗。
“就像外科醫生在手術前不能有任何思想壓力和情緒波動一樣,才能確保全全工作。”溫冠峰表示,核電操縱員工作中擔負著核安全的重要職責,承受著巨大的壓力,在崗的每一分鐘始終都要保持遵守程式的工作習慣和質疑的工作態度,遇到安全問題保守決策並時刻保持對核安全的敬畏之心。此外,還必須遵守嚴格的異常報告制度,這是核安全文化的透明體現。