国家重大科技专项《大型先进压水堆核电站》总设计师郑明光详解中国三代核电

中国在核电发展上雄心勃勃，在建的核电机组数量占全球逾40%。在日本福岛核电事故发生之后，全球核电复苏遭遇寒潮，中国则决心逆势而上。其中，不仅需要克服国人对核电安全隐患的顾虑，更需要重塑中国核电安全技术在全球的新地位。因此，如何从安全性出发，并拥有具有自主知识产权的大型先进压水堆核电技术，成为中国即将启动新建核电项目的核心，也是中国能源界和核电界的梦想的起点。

与二代不同，非能动三代核电机组堆芯熔化概率和大规模释放放射性物质的概率，要比目前主流的第二代核电机组大约低100倍。这近100倍的关系，意味着大规模释放放射性物质的概率在工程学上可忽略不计。

此外，2011年日本大地震及海啸也暴露了二代核电机组会由于失去所有能动安全系统而出现冷却失灵、堆芯熔毁而带来的巨大危害。而非能动三代核电机组可在72小时之内无需人工干预，通过重力、自然循环等方式进行散热，从而避免日本福岛核电站的悲剧。

除上述两个因素外，CAP1400也是中国在压水堆重大专项技术上自主创新的体现。这一创新将中国的核电技术推向了一个新高潮，并具有了从核电大国到强国转变的划时代意义。中国高层也希望，通过中国本土化的实践能让中国也像美国、法国、韩国一样，在满足国内核电自主建设发展的同时，实施核电成套技术“走出去”的战略，赢得世界核电大单。于是，AP1000、CAP1400为代表的第三代核电被中国确立为未来的主流机型。

CAP1400是压水堆重大专项示范工程的代号，是在美国西屋公司AP1000技术的引进、消化、吸收基础上的再创新。“C”为“中国”英文单词的首个字母，“A”、“P”分别是“先进”和“非能动”英文单词的首个字母，CAP1400含义为中国装机容量为140万千瓦的先进非能动核电技术。

按计划，作为国家重大专项，CAP1400将有望在今年8月浇注第一罐混凝土，并将一步步地从图纸变为现实。

就CAP1400在研制过程中面临怎样的挑战，其将如何促进中国核电制造业的发展，推进政府的核电管理体系的完善等问题，早报记者近日专访了上海核工程研究设计院院长、国家重大科技专项《大型先进压水堆核电站》总设计师郑明光。

突破“135万千瓦净功率”

有了自主知识产权

“西屋公司提出来说你这个反应堆的毛功率基本上能达到135万千瓦以上，但净功率只有128万到129万千瓦。根据这样的情况，知识产权不属于中国，因为净功率还差6万至7万千瓦。那么我们说，当时合同规定的135万千瓦是毛功率，但他说合同上面没写是“毛功率”，也没写是“净功率”。但是，中国能源界在谈比如百万级，一般都是按毛功率算，没有说是按净功率算的。我们一直想跟美国人打官司，但这种事情是很难打清楚的。因此回来以后，征得国家核电董事长的同意，上海核工院就对整个方案进行了比较大范围的调整。”

西屋公司在AP1000技术转让时，画了一条红线—中国消化吸收后的核电机组装机容量只有突破了135万千瓦之后，才能视作拥有自主知识产权，并出口国外。将自主知识产权的门槛画到了135万千瓦之上，突破这一功率难度在哪?

郑明光：难度应该讲还是非常大的。事实上我们和西屋公司之间有过多次交涉。2007年，当时国家核电任命我为大型先进压水堆重大专项工程的总设计师以后，我组织了我们院的相关团队进行了方案的研究。当时就确定了两个型号，一个是CAP1400，一个是CAP1700。确定时，一般来讲，前一个是毛功率达到140万千瓦左右，后一个是毛功率达到170万千瓦左右，这是两个基本前提。第二，安全性要不低于AP1000，经济性要好于AP1000，整体设计寿命60年，这对整个设备的可靠性设计、系统的可靠性设计，都提出了更高的要求。

这些三代制造技术要求的变化，使我们的装备制造业开始的时候有很多跟不上。因此，2007年12月17日、18日，国家能源局在北京对这个实施方案进行注册审查的时候提出了很多边界条件要求，当时的说法是，主泵基本不能动，CAP1400里面就用AP1000的主泵。那我们只能适当增加流量，比如说降低扬程、增加流量，但就是不能做大的变化，还有蒸汽发生器不能大动等等。

另外，安全壳直径也不能发生变化。这些边界条件设了以后，实际上对我们来说有很大的空间限制，你要想再增大功率，在当时条件下基本不可能。因为 AP1000的安全壳内部空间本来就非常紧张，39.6米的安全壳直径，根本没有办法放下更大的蒸汽发生器。反应堆堆本体已经增加了近40厘米的直径，在安全壳没有放大的情况下，安全壳厂房里面的布置就非常困难。但是我们想了办法，就是把原来CAP1400第一方案中的反应堆热功率由373万千瓦升为 382万千瓦，提了9万千瓦，这主要是为了满足在内陆也能有140万千瓦左右的毛功率。

但是，2009年到西屋公司进行会谈的时候，当时我记得是11月份，西屋公司、东芝公司提出来说你这个反应堆的毛功率基本上能达到135万千瓦以上，但净功率只有128万到129万千瓦。对方自称是日本东芝公司搞汽轮发电机的。根据这样的情况，这个知识产权不属于我们，因为净功率还差6万至7万千瓦。那么我们说，当时合同规定的135万千瓦是毛功率，但他说合同上面没写是“毛功率”，也没写是“净功率”。但是，中国能源界在谈比如百万级，一般都是按毛功率算，没有说是按净功率算的。我们一直想跟美国人打官司，但这种事情是打不清楚的。因此，回来以后，征得国家核电董事长王炳华的同意，我们就对整个方案进行了比较大范围的调整。