核电站工作原理及发展前景展望

核电站工作原理及发展前景展望

王静静

身份证号码： 372525198206174425 山东聊城 252000

摘要：近年来，全球能源紧缺具有显著趋势，能源多元化发展已成为必然方向。核电能源在节能、减排及环保等领域具有明显的优势，其发展进程对增强国力、促进我国长远发展发挥着举足轻重的作用。随着国家政策的持续改革，中国核电能源必将取得飞速发展。

关键词：核电站；工作原理；发展前景

引言

智能化应用技术在核电领域的应用是大势所趋。目前，国内核电相关单位积极开展人工智能、大数据在核电领域的应用研究，并制定了相应的发展规划，内容涵盖了对大数据的采集、清洗、转换、建模、分析等维度。核电厂设备管理工作是一项非常重要且技术含量高的工作，有必要通过智能化的技术措施及手段对设备管理工作进行提升，从而加速用户对设备数据的信息获取以及现场设备维修业务的执行管控。

1我国能源结构的调整与核电大发展

自20世纪80年代至21世纪初，我国对能源、交通等领域进行了长时期的方针政策的调整与相应的大规模建设，出现了未曾有过的好形势。从十一五”中后期开始，在经济刺激背景下，能源需求急增。同时，外部“减排”压力也越来越突出。这种背景导致我国对能源政策进行了新的调整，大力促进新能源的发展。风电、光伏电及核电等新能源设备制造能力与建设安装能力及建成发电的规模迅速扩张。但自“十二五”末开始，我国大耗能的能源重化工生产产能过剩，全国电力消费增长出现停滞，甚至下降。风电光伏电大量弃风限电、弃光限电（达到40%左右，甚至50%），火电年发电小时也大幅下降到4000—5000小时。与此同时，能源领域内行业竞争激烈，特别是投资企业过多，为使本行业利益最大化，均力求大规模投资，盲目性相当大。

就是在这种相当严峻的情况下，我国核电界仍然在大力推进新核电站的上马，我觉得这些要引起人们的认真思考。自2005年国家提出了“积极发展核电”的方针后核电走上快速发展之道，基本上延续到现在。2005年底至2010年底，核准了10个核电工程共34台机组，规模3720万kW。2011年日本发生福岛核电事故后有一个短暂的调整。但2013年下半年，全国在建机组数达到31台，总装机容量3390万kW。根据核电部门近年来公布的资料，2020年年底，我国在运核电机组将达到51台（不含台湾地区），总装机容量5200万kW，在建核电机组17台，总共68台核电机组。这表明，我国核电反应堆数量以及总装机容量，在世界上已经超过法国而仅次于美国。与此同时，还提出要将核电建设重点从东南沿海地区向内陆长江沿岸与北方的渤海沿岸大力推进，要“建设数十座核电站”。业界呼吁，到2035年，要使在运和在建核电装机容量超过美国目前核电装机规模（9600万kW）的一倍以上，把核电占比提高到10%—15%，以与“国际水平接轨”，等。

但是，在2012—2015年期间我国核电站建成投产的小高峰阶段，却也是核电安全事件开始频发的开始。多年来，高层领导一再强调核电发展“必须绝对保证安全、不允许有任何失误”。但我们却常听到有关主管部门领导与专家强调，我们的核反应堆都有三道安全防线，可以在任何事故情况下保证安全停机。即使出事，就是在最严重事故下“泄露核污水可封堵、可贮存、可处理，可隔离”（谓之“四可”），可以保障在任何情况下不会造成大规模核泄漏，等等。但是，我国核电技术（包括安全技术）研发能力与人才培养、国产设备性能与配套能力、核废料处理技术以及安全管理经验等等，与国际先进水平还有不小的差距。其中，管理人才的素质与管理经验，核电界乃至全社会的“核安全文化”观念等存在令人担心的“短板”。考虑到发达国家这种重要趋势与我国近年来出现多起由于安全管理不善而引起的问题等现实情况，我建议重新评估我国核电发展的目标及其在我国能源战略中的位置。同时，要在“十四五”期间为国家核电站的区域布局设立禁区。

2核电站工作的应用

2.1BIM插件钢筋建模

核电站核岛厂房每层房间大小布置各异、层高不同、墙体位置布置变化多，核岛厂房的特殊结构带来的异形结构多、设备预留洞口多、逻辑性不强，异形不规则钢筋数量多，预埋物项多且安装精度高，使用传统钢筋放样软件和方法（如CAD、E筋、Revit速博插件）进行配筋，无法解决复杂部位钢筋构造、排布、预埋物项精度定位及相关碰撞问题，且在平面图中很难理清钢筋具体排布位置及钢筋相互之间的关系、钢筋与构件之间的复杂逻辑关系、翻样难度大等问题。通过二次开发REVIT配筋插件——“华龙一号核电站”，插件具有特殊形状的钢筋快速绘制功能、钢筋编辑功能、钢筋检查功能、钢筋统计功能等，采用REVIT插件进行钢筋三维建模，可以解决核岛复杂结构及预埋预留洞口密集情况下钢筋逻辑及碰撞问题。如在闸门区域，结构为三维异形，且设置有预应力管道及闸门加厚区域，通过三维建模减少或避免了CAD二维配筋时因逻辑考虑不清漏配钢筋或钢筋与预应力管道冲突问题。通过三维建模的冲突碰撞检查及调整，很大程度上避免了现场施工人员对钢筋的调整，保证了预埋物项的安装精度，节约了施工工期，且辅助配筋人员进行更优化的钢筋设计和加工，节约材料。

2.2预埋件自动定位方法

核岛厂房预埋安装物项多，仅核岛厂房一次预埋件有约十多万块。采用传统手动放置，按照成熟的熟练度进行埋件放置一块一分钟计算，大约需13万分钟，折合270天。通过研究有关处理数据及定位坐标功能的软件和插件，最后选择出ABBYY软件和BIMOne插件将预埋件定位坐标信息进行处理。首先使用ABBYY软件将预埋件信息表进行转换，同时调整格式；然后通过BIM插件导入Revit软件后进行预埋件的放置工作。采用以上方法，只需要将埋件的定位信息进行数据转换，导入软件，就能自动完成埋件的布置工作，大大节约了BIM人员的时间，解放了BIM人员的双手。以核岛安全B厂房为例，12000块埋件的布置工作时间从30天变成了24小时，提升了BIM建模技术人员的工作效率，更进一步的满足现场工作需求。

2.3BIM在施工安全中的应用

施工现场借助BIM三维视图，将三维洞口图和消防通道图进行立体展示，图示中分别标出洞口位置和编号、套管位置和编号、埋件位置和编号、消防栓位置、当前位置和安全通道。相比传统方法更为直观，且传统方法中平面布置构件较多，洞口位置及信息不明显；三维布置洞口突出，洞口信息直接在图上显示，方便查找，信息清晰。现场使用三维方式布置消防安全通道，解决了使用传统二维平面布置消防安全通道图的弊端：不同标高楼层通道均在一张平面图中表示；三维图中，不同标高可分开表示，路线清晰明了。BIM三维视图更直观的展现了整个工程实体及消防通道之间的关系，为人员安全增加一道“安全绳”，紧急情况下抢夺生命时间。

结束语

能源政策需要进行调整。要充分考虑到中国国情与国家利益，审视其可行性与合理性。在“核电绝对安全”的神话一再被破灭的情况下，重新调整核电发展方针，实行总量控制乃至逐步减少。

参考文献

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[2]AP1000核电站大径厚壁不锈钢管道焊接技术研究[J].新型工业化,2019,9(9):72-75.

[3]陈坤,潘科琪,祁涛.核电站压力管道焊缝缺陷的评估方法与应用研究[J].电力设备管理,2020(7):62-64.