受用电量激增的影响ღ★★,欧美国家大量服役年限即将到期的核电站获延寿批准ღ★★。这为中国核电产业带来怎样的启示?
数据中心用电需求的激增ღ★★,让科技巨头们转向押宝核电技术ღ★★。微软公司与美国最大清洁能源供应商星座能源公司(ConstellationEnergy)达成重大合作协议ღ★★,计划重启位于宾夕法尼亚州的三哩岛核电站ღ★★,为微软日益扩大的人工智能需求提供必要的电力支持ღ★★。微软承诺在20年内购买其产生的所有电力ღ★★。根据协议ღ★★,星座能源公司将重启三哩岛核电站的未受损反应堆ღ★★,并将所产生的电力出售给微软农家福女温暖全本免费阅读ღ★★。该反应堆在2019年因运行成本过高而关闭ღ★★,星座能源公司预计于2028年初前后投资约16亿美元ღ★★,以完成重启工作ღ★★。
在欧美地区ღ★★,像三哩岛核电站这样一直希望延长生命的核电站还有很多ღ★★。工业扩张以及交通运输和其他部门的电气化ღ★★,世界能源需求正在增加ღ★★。煤电等化石燃料正在逐步淘汰ღ★★,核电仍然是少数能够提供持续高输出电力的可靠能源之一ღ★★,因此重新受到关注ღ★★。
据统计ღ★★,世界上400余台核电机组中大部分20上世纪70年代后陆续建成的ღ★★,除少数三代核电厂设计寿命为60年以外ღ★★,大部分为二代或二代改进型ღ★★,设计寿命一般为40年ღ★★,也有少数机组比如我国秦山核电厂1号机组作为原型堆出于保守考虑定为30年ღ★★。
这些机组现在已接近其预计寿命或原始许可期限的终点ღ★★。截至2023年ღ★★,美国反应堆的平均使用年限已经达到42年ღ★★,欧洲近90%的反应堆已使用30年或更长时间ღ★★。
核电厂老化管理和长周期运行ღ★★,是世界核电行业普遍关注的重要课题ღ★★。延长核电站运行寿命可以继续利用核能的优势ღ★★,提供可靠的电力供应ღ★★。此外ღ★★,美国和欧洲的新核电厂建设项目在时间和预算上出现了巨大超支ღ★★,间接提升了核电延寿的吸引力ღ★★。
在美国ღ★★,核管理委员会(NRC)为核反应堆颁发了40年的运行寿命许可ღ★★。但核电站的运行时间肯定可以更长ღ★★。40年的期限并非为核电站的寿命划定终点ღ★★。40年是美国电力企业大规模投资贷款通常的偿还期限ღ★★,并不是基于安全ღ★★、技术或环境等问题的考虑ღ★★。根据美国1954年的原子能法ღ★★,核电厂可更新其运行执照完美电竞ღ★★。按照美国相关法律法规要求ღ★★,对核电站审查合格后的执照更新一次性批准20年ღ★★。
NRC已将大部分现有美国核电站的运行执照延长20年农家福女温暖全本免费阅读ღ★★,将其寿命延长至60年ღ★★。现在ღ★★,一些运营商正在申请第二次延期ღ★★。
今年年初ღ★★,美国蒙蒂塞洛核电厂获准二次延寿ღ★★。NRC发布声明称ღ★★,该机构已批准XcelEnergy旗下蒙蒂塞洛核电厂的二次延寿申请ღ★★。蒙蒂塞洛为单机组电厂ღ★★,总装机容量691MWeღ★★,本次延寿20年ღ★★,可运行至2050年9月ღ★★。
该电厂初始运行许可证于1981年9月签发ღ★★,2006年11月首次延寿20年农家福女温暖全本免费阅读ღ★★。截至目前农家福女温暖全本免费阅读ღ★★,包括蒙蒂塞洛在内ღ★★,美国已有9台核电机组获准二次延寿ღ★★,总寿期达80年ღ★★。
核电业主之所以希望能将核电机组进行延寿ღ★★,经济性考量是最主要的原因ღ★★。通过延寿ღ★★,使核电站再运行20年至30年ღ★★,相当于再建一座同等规模的核电站ღ★★,所花费用却少得多ღ★★。此外建造一座新核电站是一项耗时的工作ღ★★,通常需要十年或更长时间才能完成ღ★★。相比之下ღ★★,升级和延长现有反应堆的使用寿命只需花费一小部分成本ღ★★。
许多核电站最初设计运行时间为40年ღ★★,但通过适当的维护和技术升级ღ★★,其使用寿命通常可以延长到60年甚至80年ღ★★。这使得延寿成为更有吸引力的替代方案ღ★★。
真正限制核电站寿命的部件很少ღ★★。水冷系统和支持基础设施中的泵ღ★★、阀门和热交换器等设备ღ★★,都可以维护ღ★★、维修或更换ღ★★。随着技术的进步ღ★★,它们甚至可能得到升级ღ★★,以帮助核电站更高效地发电ღ★★。麻省理工学院核工程教授雅各布·布翁焦尔诺(JacopoBuongiorno)表示ღ★★,两个主要部件决定了核电站的寿命——反应堆压力容器和安全壳结构ღ★★。
反应堆压力容器是核电站的核心ღ★★,容纳反应堆堆芯以及相关的冷却系统ღ★★。该结构必须使反应堆堆芯保持高温高压ღ★★,且不发生泄漏ღ★★。安全壳结构是核反应堆周围的外壳ღ★★,用于在紧急情况下将任何放射性物质封闭在容器内ღ★★。这两个部件对于核电站的安全运行至关重要ღ★★,而且通常更换成本过高或难度过大ღ★★。监管机构在审查延长核电站寿命的申请时ღ★★,最关注的是这些部件的状况和寿命ღ★★。
国家核安全局原局长赵成昆认为ღ★★,制约或极大程度地影响核电厂寿命的关键设备和部件是反应堆压力容器ღ★★、堆内构件ღ★★、稳压器ღ★★、蒸汽发生器ღ★★、反应堆冷却剂泵泵壳ღ★★、主管道等静止部件ღ★★,以及安全壳等主要构筑物ღ★★。特别是反应堆压力容器完美电竞ღ★★、安全壳ღ★★,属于不可更换设备或构筑物ღ★★。必须对核电厂中的部件进行机组延续运行期间的安全评估ღ★★,包括老化部件寿命评估和更为精确的时限老化分析ღ★★。
根据国际原子能机构(IAEA)的一份报告ღ★★,将全球核电机组的使用寿命延长10年ღ★★,将在未来几十年为电网增加26000太瓦时的低碳电力ღ★★。这大约相当于全球一年的电力需求ღ★★。这有助于在全球扩大低碳电力容量的同时减少排放ღ★★。
去年底ღ★★,欧盟委员会批准了一项比利时支持措施ღ★★,用于延长比利时两座核反应堆——杜埃尔4号和蒂汉格3号的服役期限ღ★★。根据2003年的核能逐步淘汰法ღ★★,比利时所有七座核反应堆必须在2025年前关闭ღ★★。然而ღ★★,2022年3月ღ★★,出于对能源供应安全的担忧ღ★★,比利时联邦政府决定将其两座最新的核电站再运行10年完美电竞ღ★★。
越来越多的国家已经接受了延长核反应堆使用寿命的想法ღ★★。除了美国外ღ★★,严重依赖核能的法国也在投资升级反应堆ღ★★,以保持能源供应稳定ღ★★。尽管福岛核事故后日本最初持怀疑态度ღ★★,但该国已恢复了几座老反应堆的运行ღ★★。
在我国ღ★★,最早的核电机组秦山核电厂1号机组运行许可证在2021年获准延续ღ★★,有效期延续至2041年7月30日ღ★★。秦山核电1号机组是我国第一座自行设计ღ★★、建造和运行管理的30万千瓦级压水堆核电机组ღ★★,1991年12月15日首次成功并网ღ★★,初始设计寿命30年ღ★★。秦山延寿的成功是中国核能行业一方面借鉴了国际上大量成功实施的经验ღ★★,另一方面通过大量的前期准备工作ღ★★、国内外广泛的技术交流掌握了开展运行许可证有效期延续所必需的关键技术和能力ღ★★,为后续国内其他核电站及国际同类电厂开展此项工作打下了坚实的技术基础ღ★★。
延长现有反应堆的寿命可以为不断增长的电力需求提供经济有效且立竿见影的解决方案ღ★★,同时减少对化石燃料的依赖ღ★★。与此同时ღ★★,恢复旧核反应堆带来了挑战ღ★★。
相较于新建ღ★★,核电延寿是经济性的选择ღ★★。但是对于核电站而言ღ★★,安全才是生命线ღ★★。只有达到安全要求ღ★★,核电站才能延长或者重新取得运行执照ღ★★。
核电延寿除了可能带来的安全风险外ღ★★,监管障碍和财务问题也是其挑战ღ★★。升级旧反应堆可以提高其可靠性ღ★★,但事实是这些设施是几十年前使用现在被认为过时的技术建造的ღ★★。反应堆容器和混凝土结构等部件会随着时间的推移而退化ღ★★。如果维护不当农家福女温暖全本免费阅读ღ★★,就会增加发生事故的风险ღ★★。老化的反应堆需要进行广泛的检查和安全改造才能达到现代标准ღ★★,核电厂老化管理和监管体系建立已成为迫切需求ღ★★。
核电设施寿命长ღ★★,部件更换频率低ღ★★,订单数量相对较少ღ★★,使得供应商不得不权衡是否有必要保持昂贵的核电认证ღ★★。这将导致合格供应商较少ღ★★,成本更高ღ★★。因此ღ★★,运营商需要评估和保障消耗性部件在整个运营寿期内均能有效供应ღ★★。
并非所有的核电机组都可以延寿ღ★★。由于石墨组件寿命有限且无法替换ღ★★,英国先进气冷堆(AGR)将在未来10年内全部关停ღ★★,平均运行寿期为40至50年ღ★★。日益老化的石墨装置降低了机组运行性能ღ★★,并将其寿命限制在45年左右ღ★★。
但这类技术只占世界核电厂的小部分完美电竞ღ★★,大多核电机组数均采用压水堆(PWR)ღ★★、沸水堆(BWR)和加压重水堆(PHWR)技术ღ★★,没有寿命方面的特殊限制ღ★★。
目前国际上主流的核电厂延续运行监管策略除了美国的执照更新(LR)外ღ★★,另一个就是国际原子能机构的长期运行(LTO)ღ★★。前者在机组40年的运行执照到期前ღ★★,通过递交申请以证明机组延续运行的安全性ღ★★,从而使运行执照得以更新并延长20年ღ★★;后者则以每10年一次的定期安全审查(PSR)为基础ღ★★,评判是否批准机组在下一个10年继续运行ღ★★。
IAEA围绕核电站延寿ღ★★,制定了一系列涵盖技术ღ★★、安全等多维度的规定ღ★★。在技术层面ღ★★,IAEA强调对核电厂设备老化状态评估的严谨性ღ★★。由于核电站长期运行ღ★★,像管道腐蚀ღ★★、电缆老化ღ★★、混凝土结构劣化等设备老化问题频发ღ★★。对此ღ★★,IAEA要求在延寿申请阶段完美电竞ღ★★,核电厂运营方必须开展全面且深入的设备老化分析工作ღ★★。通过定期的在役检查ღ★★、先进的无损检测技术等手段ღ★★,精准掌握设备的实际状况ღ★★,评估老化对设备性能及安全性的影响程度ღ★★。
我国秦山核电站的延寿制定了适合自身的运行许可证有效期限延续(OLE)技术体系ღ★★,既包含了美国执照更新(LR)考虑的所有要素ღ★★,又增加了IAEA关于PSR的要求ღ★★,全面覆盖了国际主流核电厂延续运行的安全要素ღ★★。
除了秦山核电站外ღ★★,大亚湾1ღ★★、2号机组1994年投入商运以来完美电竞ღ★★,始终保持较好的运行状态ღ★★,距初始设计寿命40年还有约10年时间ღ★★。据悉ღ★★,中广核正在进行大亚湾核电站两台机组延寿相关材料及准备工作ღ★★。秦山核电站也为其提供了可供参考的中国经验ღ★★。
随着能源转型的加速ღ★★,延长核反应堆的寿命可能是一个临时的过渡ღ★★,直到更先进的核技术或可再生能源解决方案得到广泛应用ღ★★。这一战略是否被证明是一个持久的解决方案或仅仅是一个短期的解决方案ღ★★,将取决于未来几年的技术进步ღ★★、政策决策和公众接受度ღ★★。数字化ღ★★、增材制造ღ★★、机器人技术ღ★★、人工智能ღ★★、自动化和先进核燃料等新技术在其间ღ★★,将发挥关键作用ღ★★。今日头条ღ★★,完美电竞官网首页ღ★★。电缆工程ღ★★。完美体育ღ★★。完美体育手机APPღ★★,