切爾諾貝利事故之后俄羅斯核電的絕地復活

2018-02-07 16:07:24 核電工科女神　點擊量：評論 (0)

切爾諾貝利事故后，俄羅斯的核電的建設和發(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（世界核運營者協(xié)會）香...

切爾諾貝利事故后，俄羅斯的核電的建設和發(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（世界核運營者協(xié)會）香港辦公室高級顧問，CPO（運行值績效觀察）隊長。參加過全球26臺新機組的啟動評估，積累了40余次WANO評估活動經驗，曾負責全球核電新機組啟動評估計劃。他是目前WANO組織中唯一參加過所有四大地區(qū)中心的新機組啟動評估活動的評估員，亦是國內核電界中少數幾位獲得WANO同行評估隊長資格認證的人員之一。

自上世紀50年代核能開始用于商用發(fā)電之后，核能發(fā)展史上經歷了三次嚴重的核事故，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)展產生了巨大沖擊，但同時也推動了業(yè)界人士審慎反思事故原因，通過改進安全設計提高人員績效等切實有效的措施，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，如三哩島核事故發(fā)生后，美國核電站建設完全停滯，直到2013年開始重啟；福島核事故后，日本關閉了全部核電站，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計的其他九臺石墨慢化輕水堆（RBMK-1000）的建設，并立即改進設計，消除了RBMK-1000堆型的安全缺陷，以保證仍在運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活？

1954年，前蘇聯(lián)OBNINSK反應堆成為世界首臺發(fā)電的核電機組。80年代中期，前蘇聯(lián)已有25臺機組商運。1986年4月26日，切爾諾貝利核電站4號機組發(fā)生嚴重核事故。雖然前蘇聯(lián)政府停止了和切爾諾貝利核電站同樣設計的其他九臺石墨慢化輕水堆（RBMK-1000）的建設，并立即改進設計，消除了RBMK-1000堆型的安全缺陷，但核電的建設和發(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，仍有五臺核電機組投產發(fā)電。到了90年代末期，隨著核電機組出口伊朗，中國和印度，俄羅斯核電發(fā)展逐漸復蘇。

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

▲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臺核電機組在運行，總裝機容量26.983MWe。在俄羅斯電力結構中，煤水核氣各自占比為百分之16,17,18,49。由于世界天然氣價格是它國內燃氣發(fā)電價格的五倍，所以俄羅斯政府寧愿在國內優(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，以獲得更多的經濟利益。

此外，據統(tǒng)計，到2020年西伯利亞天然氣田的產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新機組的動力之一。

俄羅斯不僅通過建設核電機組來擴大能源結構中的核電占比，還利用一切方法挖掘現(xiàn)有運行機組的潛力。機組延壽與擴容帶來的巨大經濟利益是俄羅斯積極開展這些工作的主要動力。根據多年的實際經驗，俄羅斯機組延壽所需的設備更新的投資僅僅是延壽增收的五分之一左右。而機組擴容的經濟價值更為突出，以ROSTOV-2機組為例，其建設成本為2400美元/千瓦，而擴容投資僅僅200美元/千瓦。

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

2012年俄羅斯能源當局制定核電機組擴容計劃，VVER-440機組擴容到107%，RBMK機組擴容到105%，VVER-1000機組到104-110%（2013年修改計劃到107-110%）。2016年底，所有VVER-1000機組完成擴容104%。2014年開始到2018年，以巴拉科夫4號機組為示范，通過使用TVS-2M改進型燃料進行擴容到107%，預計擴容費用會提高到570美元/KW。費用提高的主要因素是汽輪發(fā)電機組的更換。2015年完成VVER-440機組擴容到105%，其中KOLA4號機組擴容到107%。VVER-440機組維持12個月?lián)Q料。VVER-1000機組最初設計是12個月?lián)Q料，到2008年全部實現(xiàn)18個月?lián)Q料。目前正在考慮在新建機組VVER-TOI引入24個月?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，千萬不要誤認為俄羅斯為了追求經濟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行為例，俄羅斯動力堆研究院最初設想通過增加燃料富集度從2.4%到3%來實現(xiàn)石墨堆的擴容。但是2012年，在列寧格勒一號機組發(fā)現(xiàn)，擴容到105%后石墨老化變形問題嚴重，直接導致壓力管的變形。2013年，對列寧格勒一號機組進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計要求。通過這次手術，該反應堆安全運行了三年。為安全考慮，俄羅斯決定所有的RBMK石墨反應堆降功率運行在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和資產，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，到2050年實現(xiàn)核電占比百分之45到50,世紀末實現(xiàn)核電占比百分之70到80。此外，由于俄羅斯政府決定到2020年結束對核電建設的財政支持，這也極大地刺激了ROSATOM搶占世界市場的荷爾蒙。

目前ROSATOM承建的核電機組數量高居全球之首，共41臺(8臺在俄羅斯境內，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給人類帶來災難的盒子。

核能是一把雙刃劍，使用得當，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)界學習。

原標題:切爾諾貝利事故之后俄羅斯核電的絕地復活