本刊記者 衛廣剛 王 丹
加強核電創新能力,注重核電人才培養
——專訪于俊崇院士
本刊記者 衛廣剛 王 丹
Strengthen the innovation capacity of nuclear power, focusing on nuclear power personnel training——Special interview with academician YU Junchong
編者按:國家“積極推進核電建設”的重要決策,給核電產業帶來了新的機遇和挑戰。積極發展核電,有利于調整我國能源產業結構,促進節能減排,實現綠色能源可持續發展。面對我國核電堆型技術呈現“百家爭鳴”的態勢,如何提高技術創新能力,加快國產化進程,確保順利實現2020年核電建設的目標,帶著這些疑問,本刊記者采訪了中國工程院院士于俊崇。

于俊崇,中國工程院院士,1940年12月出生于江蘇省濱海縣,1965年畢業于南京工程學院(東南大學),中國核動力研究設計院研究員級高級工程師,博士生導師。 2006年榮獲全國“五一勞動獎章”稱號,曾獲多項國家級和部級科技進步獎及其他獎勵。主要從事核反應堆工程設計研究工作;在核反應堆熱工水力、核安全、核動力等方面造詣很深;曾參加中國第一代壓水堆型核動力裝置、岷江堆、脈沖堆等工程的反應堆熱工水力設計工作;參加秦山二期核電站、新型反應堆等立項論證和工程研制工作。
《中國核電》:積極發展核電對調整我國能源產業結構起到怎樣的作用?
于俊崇:我國一次性能源的使用主要以煤炭為主,長期以來,煤炭發電量占總發電量的70%以上。大量的燃煤電廠給煤炭生產、交通運輸和環境保護帶來巨大壓力。經濟的發展導致對電力需求不斷增長,大量燃煤發電對環境的影響也越來越大,我國能源結構不合理的矛盾顯得越發突出。2009年,我國燃煤發電占全國總發電量的比重為78%,比世界平均水平要高出37個百分點。當前,我國核電運行裝機容量剛剛達到1 000萬千瓦,占電力總裝機容量不到2%。所以,現階段大力發展核電是調整我國能源結構的重要舉措。因為核電是一種技術成熟的清潔能源。與火電相比,核電不排放二氧化硫、煙塵、氮氧化物和二氧化碳。以核電替代部分煤電,不但可以減少煤炭的開采、運輸和燃燒總量,而且是電力工業減排污染物的有效途徑,也是減緩地球溫室效應的重要措施。目前,我國核電上網電價普遍高于火電、水電。其原因一是我國核燃料價格較高;二是我國很多核電產品正處在研發階段,研發費用成本較高。核電的造價成本是比較高的,但發電運營成本是比較低的,隨著核電項目批量開工,核電電價是完全可以比火電電價低的。
早在20世紀70年代,中國核工業集團公司便自籌資金,建設我國第一座自主設計的秦山核電站,發電能力為30萬千瓦。在建設初期,由于人們對核的認識不夠深入,談核色變;加上有些人對國內核電的設計、建造能力不了解,國內各方面阻力都非常大。但在核工業人的共同努力下,秦山核電站成功并網發電了,證明了我國在設計、建造核電站方面的能力。現在,發展核電的意義逐漸被人們所認識、接受。國家統籌全局出發,用核電等新能源逐漸代替部分傳統的煤電,不僅僅是國家飛速發展的需要,也是我國實施能源多元化戰略、優化能源結構、加強環境保護、進而保障能源安全現實可行的舉措。對節約不可再生的寶貴資源和保護環境、維持低碳經濟都有著重要的意義。
《中國核電》:我國在建核電站大多是二代改進型技術和以AP1000為代表的三代技術,您認為在核電技術研發方面我們還需要做哪些工作?

于俊崇:目前,我國自主設計建造的二代改進型核電新項目有嶺澳核電站擴建工程、秦山二期擴建工程、遼寧紅沿河核電工程以及福建寧德核電站工程等;采用三代AP1000核電技術的有山東海陽核電、三門核電以及正在籌建的內陸核電項目。
實際上,第三代核電技術相當于在第二代核電技術基礎上,對嚴重事故預防和安全系統進行了改進提高,使第三代核電比第二代具有更好的安全性和先進性,尤其是非能動安全系統和嚴重事故應對措施,可減少故障演變成事故的風險,從而使堆芯熔化和大量放射性釋放的概率進一步降低。第三代的壓水堆核電機組目前尚處在技術引進、消化吸收階段,尚未取得實際建造、運行經驗,達到熟練掌握、批量規模建設的階段還需要有個過程。在這個過程中,我個人認為不宜采取“一刀切”的政策。
其實,我國核電起步工作并不比韓國等國家晚。那為什么韓國核電已經具備出口1 400萬千瓦二代核電機組的能力,而我們卻沒有做到呢?是因為我國核電發展經歷很多坎坷,走過不少冤枉路,喪失了很多的發展機遇。由于歷史原因,我國核電曾一度缺乏統一的管理體系,目前運行和在建的核電站,既有加拿大的CANDU重水堆,也有法國的EPR壓水堆、俄羅斯的WWER壓水堆,還有在建的福清和方家山CPR1000,現在又引進美國的AP1000。采用多國多技術的標準,給我國實現核電技術的標準化和國產化造成很大困難。目前,主要的兩大核電標準體系已經形成,法國的EPR和美國的AP1000標準。但從核級設備的標準來看,兩個體系的“老祖宗”都是美國的標準,法國從美國引進核電技術后形成自己的一套體系,本質上沒有太多的差別。經過20多年的發展,我國在核電設計、建造、運營等方面已積累了豐富的經驗,已初步具備建立適合我國國情的壓水堆核電標準體系的條件。
為了實現2020年核電建設目標,國家應該在研發上給予更多的支持。在引進二代核電技術后,我們在此基礎上進行創新,已經形成了具有自主知識產權的二代改進型技術,大部分設備已經實現國產化,如蒸汽發生器、壓力容器等。但在一些關鍵技術上還受到制約,如主泵、關鍵閥門、關鍵儀表,以及設計軟件等。這需要一支強大的科研隊伍去攻克。以前,核動力研究設計院有一支很強的軟件設計隊伍,所用的軟件都是自己研制的,后來改革開放引進國外的應用程序,逐漸就將自己的人才和技術荒廢了,很可惜。所以希望國家在核電技術研發方面給予更多的經費支持,使中國盡快發展并實現自己的核電品牌。
《中國核電》:我國快堆今年成功臨界,是否可以說在第四代核能技術上,我國已經處在世界領先行列?

于俊崇:快堆技術是發展第四代核電的主要技術之一。核電大規模發展將會遇到鈾資源匱乏和長壽命放射性廢物對環境影響之憂,而快堆技術和閉式燃料循環技術是解決這兩個問題的最現實可行的技術途徑。快堆可以增大核燃料利用率,理論上快堆可以將鈾-238、鈾-235及钚-239全部加以利用。但由于反復后處理時的燃料損失及在反應堆內變成其他種類的原子核,快堆只能使60%~70%的鈾得到利用。要達到防止核擴散的目的,要求將燃料中生成的可作為軍用的核元素基本“燒完”,這可能是將來快堆要達到商用目標時需要解決的問題。
中國的實驗快堆成功臨界,接下來要建設的示范快堆,與目前的實驗快堆相比,在功率、體量上有很大的變化,在技術上也需要有所突破。例如,實驗快堆是以高濃二氧化鈾為燃料,而為了實現核燃料增殖,還需要在示范快堆中進一步研制鈾和钚的混合燃料。在技術開發上,還需要加大對實驗設施的投入。另外,還要通過示范快堆的建設,對所有的工程問題、經濟性問題進行驗證,才能過渡到商用快堆,最終實現大規模地投入運行。
我國有加快發展快堆技術的迫切需求,這是我國核電發展對鈾資源的總體需求及供給保障條件以及燃料循環系統的配套發展要求等決定的。因此,我國將在2020—2030年期間建立起一定工業規模的由壓水堆電站—壓水堆乏燃料商業后處理廠—MOX燃料廠—快堆核電站等組成的燃料循環系統,初步形成工業規模的閉式燃料循環體系,奠定核電協調發展的基礎。促進實現在2030年左右將快堆作為第四代核電重要堆型商用推廣的發展目標。這需要國家在科研和工程上給予大力的支持,我們不能在第四代核能技術上再輸給國外了。
《中國核電》:核電的快速發展,是否會帶來核電人才的短缺?
于俊崇:國家近幾年批準了很多院校開設核專業,既然設立了這個專業,教育部門就應該統籌規劃,各有側重。建立一些實物模型和基礎設施來提高教學質量。核電行業是一個龐大的、完整的體系,從最初的探礦、開采、冶煉,核電站的前期選址到建成、運行、管理,直至后期的核設施退役。每個方面都需要有專門的人才,學校要根據自身的特長有計劃的、各有側重地培養學生,為核電行業的各個領域輸送優秀人才。要知道,核電的發展離不開核電人才,要想保持核電安全快速可持續發展,注重人才培養是重要舉措之一。
另外,我希望學校和各媒體能將核安全文化作為核電建設的重要內容去進行科普宣傳,提高整個民族的核安全文化修養。目前存在兩種現象:不接觸核的人談核色變;長期從事核電工作的人又容易麻痹大意。在談核色變方面,我們已經做了大量的宣傳教育,核電的安全性逐漸被人們所認識、接受。但對長期從事核電工作人員的麻痹還不夠重視。核無小事,事故都是從小事件發展而來的。所以人們在對待核安全方面,既不能因為一些小事件引起不必要的恐慌,又不能麻痹大意。
目前,國家核電飛速發展,呈現“群雄崛起”的勢頭,國家應該統一調控,在企業之間形成有序的、握緊拳頭的良性競爭,避免不必要的資源浪費,共同完成核電發展的目標,盡快形成我國自主設計的核電品牌。
