中国核工业集团公司  温鸿钧

国际核工程网站，2009年12月上旬，做了关于“三代+”核电机型未来发展前景的读者民意调查。结果是：俄罗斯的VVER最高，占59%；法国Areva的EPR（含US-EPR）第二，占29%；东芝西屋的AP1000第三，占9%；其余美国GE-H的ESBWR、韩国的APR1400、日本三菱的APWR（含US-APWR和EU-APWR）各占1%，。GE-H和东芝的ABWR属三代而不属三代+，不在调查之列。

这仅仅是民意调查，不能太当真。但显示的结果，出乎人们意料，俄罗斯的VVER遥遥领先，远远超过人们的想象，当前似乎最热门的是EPR和AP1000，不是俄罗斯的VVER。这不能不引起人们的思考。

俄罗斯的先进核电机型

上世纪七、八十年代，前苏联主要建设的二代压水堆核电机型，是VVER-1000。九十年代初，苏联解体以后，俄罗斯跟世界各核电机组供应商一起，进行更安全更经济的新机型的改进研发，先后推出了AES-91（V-428）和AES-92（V-412）两种机型。两种机型都保持了VVER-1000的基本型式，两者基本相同。设置了堆芯熔化收集装置，能承受5.7吨重速度100米/秒飞机的撞击，30千巴冲击波，0.12g的地震动加速度。AES-91型的抗地震能力更强一些，AES-92型较多的采用了非能动的安全系统，称为半非能动的机型。从核电厂业主角度考虑，两者相比较，AES-91型更实惠一些，AES-92型更时尚一些。

两种机型，分别在中国的田湾核电站和印度的库达库拉姆核电站，各建设两台。田湾核电站的两台AES-91型机组，已于2007年的5月17日和8月16日建成投产，运行情况良好。印度库达库拉姆核电站的两台AES-92型机组，主体工程已基本完成，计划于2010年的9月和12月建成投产。AES-92型经欧洲EUR组织，审定完全满足EUR的要求，于2007年4月颁发了认证证书，是实实在在的三代核电。

在AES-91和AES-92两种机型建设实践的基础上，吸收反馈经验，进行了综合改进、挖潜和标准化，推出了名义功率为120万千瓦的AES-2006型，属三代+的机型。为有利于把这种机型推向世界，2009年中，又命名为MIR（现代国际反应堆）。

在世界核能协会的公共信息服务资料，2009年12月10日的资料《核电在俄罗斯》中列举了俄罗斯开发的各种机型（见附表），把俄罗斯开发的AES-91、AES-92、AES-2006三个机型都认定为是三代核电技术，在我国已建成的田湾核电站（AES-91  V-428）和在印度即将建成的库达库拉姆核电站（AES-92  V412）都列为是三代核电。所以我国的第一个三代核电站已经建成，即田湾核电站。我国还成为继日本之后，第二个具有三代核电站的国家。

俄罗斯政府已确定AES-2006型为俄罗斯今后核电发展的主力机型，计划在2030年前要建成32台这种机组，现在已有4台机组，新沃罗涅日2厂（NVNPP）和列宁格勒2厂（LNPP）各2台机组，分别在2008年和2009年开工建设，于2012年和2013年建成。另外在保加利亚的Belene核电站的竞标中，俄罗斯战胜了捷克斯库达公司和西屋公司联队，以AES-92型中标，两台机组已于2008年开工建设。

附表  俄罗斯开发的压水堆核电机型系列

资料来源：世界核协会信息资料，2009年12月10日资源，《核电在俄罗斯》。

V230型和V-320是早期出口项目的机型，V-392是以后出口的机型。V后面的数字表示具体项目，安全系统、仪表控制系统的差别。

俄罗斯先进机型受到青睐的可能原因

俄罗斯先进机型为何受到青睐？有没有道理？笔者作了初步分析，认为还是有道理的。

1、技术水平认证结果较好

按一般的说法，满足了美国的用户要求文件（URD）、欧洲的用户要求文件（EUR）的要求，就归属为三代核电机型。后来在三代中又划出更先进的叫三代+，但没有见到是按什么标准划分的。在组织机构上，只有欧洲一些发展核电的电力公司，如法国EdF、英国BE、芬兰TVO、西班牙的伊维尔德罗拉、俄罗斯的原子能公司等，联合成立了一个EUR机构，对由机型开发商申报的各种核电机型，进行技术水平审定，审查其是否满足EUR的要求指标（大约有5000个），确认满足后颁发认证证书。这是侧重技术水平的认证，不同于各国核安全监管部门，按各国的核安全法规、条例进行的核安全审查。

EUR机构成立以后颁发了AES-92、AP1000和EPR三个机型的认证证书。

2007年4月颁发了AES-92的认证证书，全面满足EUR的要求。

2007年5月17日颁发了AP1000的认证证书，有1%的有关飞机失事保护、电厂布局等的不符合项，要求在18个月内完成修正，并认为设计中有8%关于废物、退役、场址、极端土壤等方面的指标，实际上是难于实现的。

2009年7月颁发了EPR的认证证书，99%以上的指标要求符合EUR。

可见，俄罗斯的AES-92是最早、最完满的被EUR机构认定满足EUR要求的机型。

2、成熟进展较快

   各种机型的成熟程度是不同的，新机型由开发到成熟有一个过程。首先要通过设计、试验验证，报请核安全部门进行设计认证审查，通过后颁发设计认证证书。获得设计认证证书，标志这种机型的初步成熟。在初步成熟基础上，取得个别风险投资者的支持，建造首堆工程，通过首堆工程建设，完成机组整体工程验证和经济性示范。首堆工程建设成功，树立了样板，就可能取得较多投资者的认可，具备扩大规模发展的条件。这时还要经过受同其他机型市场竞争的考验，在比较中真正的站住脚，从而实现产业化发展，这是完全的成熟。

俄罗斯的先进机型，已经建成的中国田湾核电站和即将建成的印度库达库拉姆核电站，起到了首堆工程整体验证和经济性示范的作用，标志这种机型的第二步目标的成熟。俄政府已确定AES-2006型为俄罗斯国内核电发展主力机型，计划在2030年前要建成32台这种机组，现在已有4台机组（沃罗涅什二厂和列宁格勒二厂各两台）分别在去年和今年开工建设，标志了这种机型在国内市场的认可。另外在保加利亚的贝列内（Belene）核电站的竞标中，俄罗斯以AES-92型获胜，两台机组已于2008年开工建设。标志了这种机型在国外市场竞争中的初步打开。

法国Areva的EPR，现正处在首堆工程建设的高潮阶段。在芬兰建设的奥尔基洛托3号机组，2005年开工，原计划2009年建成投产。在建设过程中先后发生了混凝土基础开裂、大型锻件加工返工、双层安全壳建造延误、仪表控制系统不达标、核安全和辐射系统联接管道焊接等问题，建成时间预要计推迟到2012年6月。工期延迟，固定价投资由30亿欧元增加到将近50亿欧元，使业主TVO和承包商Areva均造成重大经济损失。鉴于芬兰奥尔基洛托3号机组已难于实现首堆工程的工程整体验证和经济性示范的作用，法国于2007年底，又启动在本土建弗拉芒维尔3号机组的建设，完成首堆工程的任务。这两个工程，目前均处建设高潮时期。EPR的首堆工程建设，问题很多，但大多属工程施工和工程管理，未发现重大设计问题。预计将在2012年后完成首堆工程整体验证和经济示范，实现成熟过程中的第二步目标。

东芝西屋公司的AP1000，2005年12目30日美国核管委NRC颁发了设计认证证书，在法律上标志了成熟过程中的第一步目标。在中国已有四台机组，开工建设，将起到这种机型首堆工程的作用。但由于设计、验证和设计认证工作不充分，目前美国核管会NRC和西屋公司正在进行应在颁发设计认证证书之前应完成而未完成工作的补课。

首先一项是重新设计审查，通过之后再重新颁发设计认证证书。NRC在2005年底颁发设计认证证书后，立即制订了专门针对AP1000的设计认证规则，要求西屋公司重报设计资料，重新审查，审查通过重新颁发名为“AP1000修正”的设计认证书。2007年5月西屋公司重报资料，NRC从2008年3月开始审查，计划了2010年3月完成技术审查。与此相关联伪建设项目的建造运行许可证的审查，将推迟到“AP1000修正”的设计认证证书颁发以后进行。美国NRC官员克莱因，在2009年10月30日西班牙关于新核电计划核学会全会上，给各国打招呼，核安全监督要依靠自己的判断，不要靠我们的结论。

第二项是安全壳的设计修改和验证试验。2009年10月15日美国NRC新闻发布说，已通知西屋公司，安全壳设计有重大安全问题，安全壳结构承受负载的可行性没有验证，需作设计修改，并作验证试验测试，以证明其能承受在恶劣天气等紧急情况下，能通过自然循环条件下冷却反应堆的能力，能满足预期的核安全功能。

第三项是主循环泵（屏蔽泵）的试制、试验和长期运行考验。2009年9月的首次试验，空载运行16小时后发现噪音、内部仪表失效、水中杂质，即停止试验，检查发现推力轴承磨损、流体动力学特性不符合设计预期、硬质表面发现有裂纹等问题，需要重做流体动力学分析及其模型试验，轴承需重新试验，重选硬质表面的材料和工艺等。需重新设计、试制、试验和长期运行考验，有的工作如材料选择、流体动力特性等，还需从基础性研究入手。总之，AP1000虽已获得监管部门颁发的设计认证证书，并已开始首堆工程的建设，但这个认证证书是有待修正的，真正的成熟程度，尚处在为达到第一步目标前的补课阶段，应做的设计试验验证工作都应补做完成，真正满足设计认证所要求的条件。

从上述三种机型的进展情况看，俄罗斯的AES实际进展相对较快和更加成熟，AP1000是否真正成熟尚有疑问。

3、经济竞争力相对较强

俄罗斯2008年和2009年先后开工的AES-2006型两个项目4台机组，沃罗涅日二厂和列宁格勒二厂各两台，总承包合同价分别为50亿美元和58亿美元（1360亿卢布），分别折合2341和2480美元/千瓦（可能包括一些基础设施）。第三个将于2010年开工的AES-2006项目，谢伟尔斯克（Seversk）2台机组，总承包合同价降到44亿美元，即约2000美元/千瓦。据上述三个项目看，加上业主的前期工作费、厂址工程费和建设期间的利息，估计建成价比投资约为3000-3500美元/千瓦。我国最近几年新开工的二代改进机组，如辽宁红沿河、福建宁德、广东阳江、福建福清和浙江方家山，比投资在1500至1800美元/千瓦之间，按1700美元/千瓦计算。这样俄罗斯AES-2006机组的比投资约为我国二代改进机组的2倍。

俄罗斯出口机组的价格会比在国内建设高，保加利亚Belene两台AES-92型机组，总承包合同价比投资（不包括首炉核燃料）为2800美元/千瓦，估算建成价比投资约为4500美元/千瓦，约为我二代改进机组的2.7倍。

法国Areva的EPR，芬兰奥尔基洛托3号机组，总承包合同价比投资2000欧元/千瓦，后因施工问题，推迟工期近2年，建设投资增加50%，后来工期又有推迟，加上建设期间利息，建成价比投资增加到5000美元/千瓦以上。法国本土的弗拉芒维尔3号机组，根据芬兰机组的实践，调高初始估算投资，后又作过一次调概，增加20%，大致和芬兰机组相当。美国密苏里州卡拉威尔核电项目，建设一台Areva的160万千瓦US-EPR机组，测算比投资6125美元/千瓦。比投资约为我国二代改进机组的3.5倍。

东芝西屋公司的AP1000，2001-2003年公布的按非能动安全和简化设计的理念，预测数据比投资约为2000美元/千瓦。随着设计的深化，把理念落实到设计上，新材料、新工艺、新设备的采用，比投资大幅上升，到2004-2006年公布的数据，比投资翻一番，在4000美元/千瓦左右。2006年，美国核管会NRC的要求，重报设计资料，重新进行设计认证审查，2007年西屋公司重报设计资料，对设计作了5大修改。之后据西屋公司与美国一些电力公签订总承包合同（EPC）价推算和由电力公司的计算，建成价比投资在5000-7000美元/千瓦入之间，如佐治亚州的Vogtle为6360美元/千瓦、佛罗里达州的Levy为5000美元/千瓦、佛罗里达州土耳其点5780-8071美元/千瓦（含送变电工程）、南卡罗来纳州William Lee6500-7000美元/千瓦。大体为6000美元/千瓦计算左右，约为我国二代改进机组的3.5倍。

以上数据说明，AES-2006、EPR和AP1000三种机型都比我国二代改进机型高得多。相对的说，在三种机型中，俄罗斯的AES-2006，它的比投资比EPR和AP1000低得多，在经济上是最有竞争力。

俄罗斯先进机型研发道路的亮点

俄罗斯先进机型研发为什么能取得成功，有什么成功的经验呢？笔者个人认为有三个亮点，我们应重视和吸取。

1、            坚持在自己已有基础上创新发展

对国家、民族或企业来说，自己已有的基础都是通过长期艰苦创业建立起来的，都是十分宝贵的财富，又是后续发展的资源，必须爱惜和充分的利用。利用自己已有基础进行开发研究，可以发挥自己的优势，缩短周期，节省资金，保持自己的品牌等明显的好处。在已有基础上改进发展，还可以充分利用国内已有的核科学技术体系和核工业体系，不会造成核科学技术体系和核工业体系大幅度调整、转型的经济损失。这也是世界各国、企业集团，技术改进发展中共同采取的做法。

俄罗斯机型创新研发的成功，与充分利用他们自己的方面做得比较好有关。俄罗斯压水堆核电机型改进发展过程中，总是围绕着VVER这个基本结构进行，主要依靠自己的力量研发。根据自己机型的不足，国际发展的趋势，自主的设计改进研发，在VVER-1000基础上改进，推出了AES-91和AES-92两个改进机型。特别是在上世纪90年代，苏联解体后，欧盟把停止运行已建成的VVER机型作为东欧国家加入欧盟的先决条件，俄罗斯VVER机型的信誉受到重大打击，即使欧盟核安全机构确认符合核安全标准、可安全可靠的运行的机组，也必须停止，在这种最困难的情况下，俄罗斯还是不言放弃，坚持在自己品牌的VVER基本机型上进行创新发展，经过多年的努力取得了成功。

2、            把引进技术嫁接到自己品牌机型上改进提升

充分利用自己已有基础上，积极引进外国先进技术，把引进技术嫁接到自己的品牌机型上，使机型性能和技术水平大幅提升，并保持了自己的品牌。俄罗斯的安全壳和仪控系统技术相对落后，采用了与德国西门子公司合作的方式，把西门子公司的双层安全壳技术和数字化仪控系统技术，嫁接到他们的AES-91和AES-92型上，使机型的技术水平和安全性得到大幅提升。抓住法国Areva同西门子公司解除合作关系的机遇，2009年3月4日俄罗斯联邦原子能机构立即同西门子公司签署合作协议，50%对50%合资开发俄罗斯的VVER压水堆技术，建造新厂和提升老厂。

俄罗斯VVER机型改进达到三代水平，靠的是机型本体的自主研发改进，靠的是在本体机型上嫁接外国先进技术，提升安全性和经济水平。所谓嫁接，就是根据自己所缺少的技术，有针对性的引进；就是要与自己本体机型有效的衔接。这是经济有效提升自己本体机型水平的方法。

3、能动和非能动优化结合的创新理念

核电机型技术改进的设计理念，在上世纪90年代，有渐近型、革新型和革命型三个档次的分类。革命型的改进机型，曾提出过几个设计概念，都因有关键技术难于攻破而停止了。属渐进型的已有几个机型已经成熟或处于成熟的过程中，如ABWR、EPR、APR-1400（System80+）等。革新型的改进，引进了非能动安全、简化设计的概念，有西屋公司的AP600和AP1000。目前世界上最为关注的是非能动安全革新型的AP1000和能动安全的渐进型EPR，现在俄罗斯推出的半非能动安全的AES-2006型，介于两者之间，引起了大家的关注。对安全系统的能动和非能动如何看呢？

笔者认为能动和非能动都不能绝对化，都能有效保障核电机组的安全。对各个具体的安全系统而言，能动的和非能动的各有特点，各有适用的条件和范围，非能动安全有他的优点，但也有局限性。因此，能动和非能动有效结合是最好的设计理念。能动的还是非能动的选择，要看具体系统的具体情况，与发生安全事故的频率、可能危害的方式和强度、非能动抵御事故的能力和条件等都有关，要具体情况，具体分析，从改善安全效益、经济代价和成熟程度，择优选取。完全能动和完全非能动均不可取，优化结合可取得安全性和改善经济性协调平衡的效果，这也许是俄罗斯的先进机型的经济性远好于AP1000和EPR的原因之一。

早在上世纪90年代早期，日本东京能源公司的K·Takumi在介绍MS-600设计概念时就指出了完全非能动安全系统的局限性和缺点，按能动、非能动混合安全系统设计理念，介绍了MS-600的义设计概念。但这个设计概念，没有实施。而俄罗斯按能动与非能动优化结合的理念的设计改进，取得了成功。

思考和建议

笔者对俄罗斯的先进核电机型和核电改进发展道路的粗浅分析，并不是说我主张全面引进俄罗斯的机型，而是要重视和吸收俄罗斯核电改进发展的成功之点。

一是要充分利用我国已有基础，毫不动摇的继续积极推进二代改进机型的产业化发展。因为与美国正在大力延寿和增容的二代机组相比，安全性有很大提高，足够安全和可靠的。经济性是世界上最好的机型，是EPR和AP1000的1/4-1/3，是俄罗斯AES-2006的1/2。

二是随世界核电技术发展的潮流进行创新发展。笔者主张，我国核电机型的改进方向上，可参照上述俄罗斯改进发展的三点经验：以我国正在产业化发展的二代改进机型为基本机型，加上田湾核电站的全数字化仪控系统、双层安全壳等先进技术，再加上技术成熟、安全效益好而经济代价小的非能动技术。以此为方向，可以发挥我国二代改进机型造价低经济性好的优势和发挥在成熟机型上动大手术改进设计的经验（如秦山二期3环路变2环路，157个组件变121个组件），有可能在较短时间内形成有我国特色的、安全和经济协调平衡的、适合世界核电发展潮流的最先进、最经济的机型。在世界核电复苏、减排二氧化碳大潮中，登上世界核电发展的顶峰。