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韩国核电发展及出口历程

作者:   发布时间:2021-01-22

发展历程

韩国最早3台机组(Kori 1&2号机组和Wolsong 1号机组)为交钥匙工程。接下来的6台机组(Kori 3&4、Hanbit 1&2、Hanul 1&2机组)组成了韩国第二代核电站,本地承包商和制造商参与项目。在那个阶段,韩国有6台美国压水堆机组,2台欧洲法马通的机组,1台自加拿大AECL的加压重水堆机组(PHWR)。

在20世纪80年代中期,韩国核工业开始对核电站的设计进行标准化,并增大国产化率。1987年,为了实现技术自主化,韩国核工业与Combustion Engineering公司(已并入西屋)启动了技术转让项目。与此同时,韩国又从加拿大AECL公司订购了3台Candu-6 PHWR机组,在Wolsong核电站建设。大量的国产供应商参与建设,并于1997-1999年投入使用。

1987年韩国选择CE公司System 80(双环路)蒸汽供应系统作为标准化的基础。Hanbit/Yonggwang 3&4机组首次应用,并取得了巨大的成功,这标志着韩国在技术上的重大独立。标准化的进一步工作是完成韩国标准核电站(KSNP),KSNP采纳了大量System 80的设计特点,并吸收了很多美国先进的轻水堆设计要求。

在20世纪90年代末,为了满足不断发展的需求,启动了KSNP+(OPR1000)计划。这包括改进许多部件的设计,提高安全性和经济性,优化工厂布局,简化建设计划,以降低成本。Shin Kori 1&2机组首批采用KSNP+设计方案,随后是Shin Wolsong 1&2机组。KSNP+设计方案作为优化动力反应堆(OPR1000)提供出口。

除此之外,第三代先进压水堆-1400 (APR1400)借鉴了CE公司System 80+多项创新。System 80+获得了美国NRC的第三代反应堆设计认证。1992年开始建设时,APR1400最初被称为韩国下一代核反应堆。APR1400于1999年完成基本设计(basic design),并于2003年5月获得了韩国核安全研究所(KINS)的设计认证。它的抗震设计能够承受300加仑的地面加速度,设计寿命为60年。根据国际原子能机构(IAEA)的一份状态报告,在韩国其总发电功率为1455MW,净发电功率为1350-1400MW。在像阿联酋这样气候温暖的国家,总发电量约为1400MW。它不仅适用于基本负载的全功率运行,而且也适用于部分功率运行,可以实现负荷跟踪。在反应堆堆芯设计和控制系统中已经考虑了100-50-100%的日负荷跟踪操作。APR1400的建造成本预计比KSNP/OPR1000低10-20%。

第一个APR1400机组(Shin Kori 3号机组)于2016年12月开始商运。预计工期为48个月。韩国电力技术公司(KOPEC,隶属于韩国电力公司KEPCO)为主要设计方,斗山集团(Doosan)为主要制造商。2010年6月,Doosan签署了一份39亿美元的合同,为KEPCO在阿联酋的4个APR1400机组提供重型反应堆部件和汽轮机。

2007年韩国水电和核电公司(KHNP,隶属于KEPCO)决定不更新其与西屋公司的反应堆技术许可协议,但是将与西屋公司一起展开另一项合作,借此KHNP可以实现对APR1400需要许可的部件进行替换。

2016年2月,KHNP和西屋公司签署了一份更换核电站部件的长期供货协议。2016年10月,KHNP与西屋公司签署了一项新的双边协议,基于技术合作,共同开发全球范围内的技术项目。

2013年10月,KHNP向NRC提交了APR1400设计认证申请。2015年3月完成修订并通过NRC审核,最终的安全评估报告预计于2018年底发布,于2019年获得设计认证。

KHNP启动了一项耗资2亿美元的项目,计划开发一种可出口的先进APR+大型(1500MW)反应堆设计方案。

2014年8月,KHNP的APR+技术获得了韩国核安全与安保委员会(NSSC)的设计认证。自2007年以来的7年里,APR+实现了完全自主知识产权,达到了100%设备本地化,并着眼于出口市场。APR+采用模块化设计,预计其建设周期为36个月,而APR1400的建设周期是52个月。APR+比APR1400多16个燃料组件,具有能动与非能动相结合的热量导出系统。而且,APR+比以前的设计都更能抵抗飞机的冲击。

KEPCO还为欧洲市场开发了EU-APR1400,具有双层安全壳、堆芯捕集器和额外的安全系列冗余。EU-APR1400于2017年10月获得了EUR认证。

2010年初,KEPCO开始设计APR1000机组。APR1000机组基于OPR1000机组设计,又结合了APR的性能和安全特性,并具有60年的运行寿命。

2007年,KEPCO与印尼电力供应商PT Medco Energi签署了一项协议,KHNP与PT Medco Energi一起对印尼首座核电站进行可行性研究。2017年2月,KEPCO E&C在雅加达开设了分公司。

2017年12月,KEPCO作为优先投标方将收购东芝旗下的英国电力开发公司NuGen 100%的股份。在交易完成并获得英国政府批准后,之前计划在Moorside建设的AP1000机组将被KEPCO的APR1400将取代。然而,在2018年7月,东芝通知KEPCO不再是该公司的优先投标方。

出口历程

韩国电力公司(KEPCO)正在中东、北非以及拉丁美洲积极推广OPR1000和APR1400机组。2009年12月,由于APR1400机组的经济性和施工进度可靠性,阿拉伯联合酋长国(UAE)选定APR1400为核电基础规划,与KEPCO签署了一份价值204亿美元的合同,在巴卡拉核电站建设4台APR1400机组。截止2020年底,巴卡拉1号机组实现满功率运行,计划2021年初开始商运,4台机组的整体建设进度为94%。

APR1400于2013年10月申请美国设计认证,2015年3月完成修订,2019年6月通过认证。在韩国签署阿联酋4台机组合同后,韩国贸易工业能源部(MOTIE)于2010年1月宣布,将在2030年前出口80台机组,价值4000亿美元,到那时韩国将成为世界第三大的核技术供应商,在全球市场的份额为20%(仅次于美国和法国或俄罗斯)。

韩国Nu-Tech 2030计划指出到2012年底开发具有完全知识产权的自主反应堆技术,即创新、被动、优化的全球经济反应堆(I-POWER)。KEPCO表示“核电业务将是继汽车、半导体和造船之后利润最高的市场。我们将把核工业作为主要出口业务。”

2014年11月,有200名阿联酋工程师在韩国的核电站工作,为巴拉卡的运行积累经验。巴卡拉有18000名员工,其中包括2300名韩国人。继阿联酋合同之后,KEPCO向土耳其、约旦、罗马尼亚和乌克兰以及东南亚国家进行营销,但现在将重点放在了埃及、沙特阿拉伯、肯尼亚、菲律宾、越南和捷克。

除了出口反应堆机组,韩国还计划进入780亿美元的机组运营、维护和维修市场。2015年4月,KEPCO与巴西的Eletrobras和Eletronuclear公司签署协议,成为进入拉丁美洲市场。2016年8月,韩国电力公司与肯尼亚核电委员会(KNEB)签署了一项协议,将在肯尼亚合作建设核电站。

2016年,韩国水电与核电公司(KHNP,隶属于KEPCO)与乌克兰Energotatom公司签署了一项协议,其中一个目标是完成Khmelnitski核电站3/4号机组建设(之前由俄罗斯完成部分建设)。另一个目标是在乌克兰-欧盟的“能源桥”项目上进行合作,从Khmelnitski2号机组向波兰出口电力。2015年1月,SMART电力公司(SPC)在六家供应链公司的支持下成立,作为唯一负责小型反应堆技术出口和建设的公司,主要向中东出口用于海水淡化。

2009年12月,约旦原子能委员会(JAEC)与韩国原子能研究院(KAERI)和Daewoo率领的财团签署协议,在约旦科技大学建造国内首个5MW的研究和试验反应堆(JRTR)。该反应堆与韩国HANARO反应堆类似,韩国提供的7,000万美元贷款,利率为0.2%,还款期为30年。该反应堆在2016年4月首次达到临界状态。