核电行业典型项目对仪表及控制系统的需求--“十一五”规划重点行业对仪器仪表及控制

作者:本网编辑 文章来源:《流程工业》(化工) 发布时间:2010-07-05

根据国家核电总体规划和近期及远期发展目标,2020年我国核电总装机容量将达到4000万kW,2030年我国核电总装机容量要达到1.6亿kW,核电建设总投资估计可达到1000亿美元左右,核电站I&C系统(仪器仪表及控制系统)设备投资估计可达到60~80亿美元左右。

核电站的研究设计、建造、运行已经历了半个世纪,全世界建成并运行的核电站共有441座,这些核电站均属于第一代和第二代核电站,第三代核电站正在设计建造中,第四代核电站正在研究探索中。第一代核电站是上世纪60年代初建造的第一批原型核电站;第二代核电站是60年代至70年代建造的标准型核电站,它们就是正在运行的441座核电站的主体;第三代核电站是按URD或ERD要求开发设计和正在建造的核电站。美国的AP1000、欧洲(法国)的EPR、日本的改进型沸水核电站等都属于这一类核电站;第四代核电站是由Gen-IV牵头研究设计的,预计2030年投入核电市场。美国、法国、日本、英国等核电发达国家从2000年组建了Gen-IV国际论坛,开始探索研究和设计第四代核电站,总目标是在2030年左右,向市场提供能够很好解决核能的经济性、安全性、废物处理和防止核扩散等问题的第四代核电站。第四代核电站有可持续能力、安全可靠性和经济性三个方面的目标。

“十一五”期间核电厂规模

国家根据国民经济总体发展规模和速度对电力的需求,又因煤、石油、天然气等资源的限制,其他能源利用(水能、风能、太阳能、核聚变能等)均在探索过程中,还不能解决目前的能源需求。适当的设计建造一批核电站是必然的选择。目前我国已经建成和运行的核电站共计11座总装机容量为915.4万kW,仅占我国总装机容量的2.2%。国家规划在2020年前核电站总装机容量达到4000万kW,扣除已经建成和运行的核电站,还需建造30多座100万kW的核电站才能达到国家规划的目标。据2007年度北京能源战略论坛上透露国家发展改革委员会已制定了要在2030年之前,把核发电能力提高到目前的15~20倍,即1.2~1.6亿kW的目标。这意味着,在今后20多年的时间里,总共要建设100多座容量为100万kW的核电站。这一目标的实现就标志中国将成为世界最大的核电国家。

核电厂的投资

我国现有运行的11座核电站的建设投资均在1500美元/千瓦左右,其建设投资情况估计如下:

到2020年前我国将有47座核电站总核发电量也就是5000多万kW,2030年前还要建成60~70座100万kW级核电站才能使总核发电量达到1.6亿kW,其投资又将达到600亿美元。据估计到2020年核电建设所投资金可达600亿美元,到2030年核电建设所投资金又将投资金600亿美元,到2030年核电建设所投资金累计可达1200亿美元。

核电站I&C系统设备和投资

第一代和第二代核电站I&C系统设备情况

以100万kW级核电站I&C系统为例估计系统设备数量的情况,为了确保核电站安全可靠稳定的运行,共计设置了200多个控制子系统,这些系统设备基本上是选用安全可靠且稳定成熟的传统设备和信息传输设备及材料,涉及到控制参数点数如下表所示:

第一、二代核电站I&C系统设备投资情况

以100万kW级核电站I&C系统为例估计系统设备数量和投资情况,大体情况如下表所示:

根据目前国际上核电站第二代100万kW核电站建设投资规模一般都在1500~1700美元/千瓦[例如田湾100万kW核电站投资为16.25亿美元,折合1625美元/千瓦],第二代100万kW核电站I&C系统设备投资约为1.5亿美元左右,占100万kW瓦核电站总投资的7%~9%左右。

目前尚需进口的I&C

我国现有11座30~100万kW核电站均属于第一代和第二代核电站,核电站I&C系统设备集成化、数字化、智能化、系统配置及自动化程度等都相对比较低、系统设备体积都比较大,设备制造成本也比较高,从事核电站运行的操作监视的人员也比较多(一般在1000人左右),核电站运行和维护成本也比较高。

除了我国自主设计、自主制造、自主建造的30万kW和60万kW核电站的I&C系统设备国产化率较高(约在50%~60%)外,其他9座核电站的I&C系统设备基本上都是国外引进设备,国产化核电站的I&C系统设备与同类国外引进系统设备的价格差约为5~8倍,而IE级电站的I&C系统设备的价格差约为8~10倍。

我国从美国进口的第三代(甲)AP1000-100万kW核电站,是世界目前最先进的核电站,I&C系统也是最先进的。其全套技术设计和设备均全部从美国引进,从第5套AP1000-100万kW核电站建设开始逐步国产化。我国引进法国EPR核电站,它也是第三代核电站,I&C系统也是比较先进的,这两种类型的核电站I&C系统和设备,目前我们国家还没有,全部依赖进口。

目前中广核和北京和利时公司牵头,在引进消化吸收的基础上,组织研制开发具有自有知识产权的第三代核电站I&C系统和设备,其研制开发目标是使核电站I&C系统和设备达到I&C系统设计优化,系统设备高度集成化、全数字化、智能化,实现系统设备小型化,获得完善的系统功能,确保核电站运行的安全可靠和稳定性。

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