![日本核工业概况_第1页](http://file1.renrendoc.com/fileroot_temp2/2020-11/29/b88b2bd0-5c4b-4e4d-832a-63aa5bd5fe44/b88b2bd0-5c4b-4e4d-832a-63aa5bd5fe441.gif)
![日本核工业概况_第2页](http://file1.renrendoc.com/fileroot_temp2/2020-11/29/b88b2bd0-5c4b-4e4d-832a-63aa5bd5fe44/b88b2bd0-5c4b-4e4d-832a-63aa5bd5fe442.gif)
![日本核工业概况_第3页](http://file1.renrendoc.com/fileroot_temp2/2020-11/29/b88b2bd0-5c4b-4e4d-832a-63aa5bd5fe44/b88b2bd0-5c4b-4e4d-832a-63aa5bd5fe443.gif)
![日本核工业概况_第4页](http://file1.renrendoc.com/fileroot_temp2/2020-11/29/b88b2bd0-5c4b-4e4d-832a-63aa5bd5fe44/b88b2bd0-5c4b-4e4d-832a-63aa5bd5fe444.gif)
![日本核工业概况_第5页](http://file1.renrendoc.com/fileroot_temp2/2020-11/29/b88b2bd0-5c4b-4e4d-832a-63aa5bd5fe44/b88b2bd0-5c4b-4e4d-832a-63aa5bd5fe445.gif)
版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
1、日本核工业概况提要:日本 80% 的能源依靠进口。日本首座核动力堆于1966 年中期投入运行。1973 年,日本将核能确定为国家优先发展战略。目前,日本有55 台核电机组在运行,提供全国30% 的电力。到 2030 年将至少增长到 40% 。尽管是全世界惟一一个在战争期间遭受过核武器打击的国家,日本仍然大力支持核技术的和平利用,为全国提供相当一部分的电力供应。目前,日本总发电量中有 30% 来自核能,核电装机容量为 4750 万千瓦。根据计划, 2009 年核发电量比例将上升到 37% ,2014 年上升到 41% 。日本自然资源缺乏,一次能源需求约 80% 依靠进口来满足。最初,日本依靠化石
2、燃料进口,主要是从中东地区进口石油。 1973 年石油危机使得这种地理单一、商品单一的弱点更加突出。当时,日本核工业已经在成长之中,拥有 5 台运行中的核电机组。对国内能源政策做了重新评价之后,结论是要突出能源多样化,并重点发展核电。降低日本对石油进口的依赖度被提到最优先的地位。历史:核能计划与政策的发展日本于 1954 年开始核研究计划,用于核能的预算有2.3 亿日元。 1955 年通过的原子能基本法严格将核技术的利用限制在和平目的。该法的目的是确保三条原则民主的方法、独立的管理、保持透明作为核研究活动的基础,同时要推进国际合作。 1956 年成立“原子能委员会” ( AEC ),进一步推进
3、核电发展与利用。根据这部法律, 1956 年还成立了几个与核能有关的组织机构,分别为:日本科技厅(JST )、日本原子能研究所( JAERI )、核燃料集团( 1967 年更名为 PNC)。日本首座商用核反应堆是从英国进口。东海1 号, 160MWe气冷(镁诺克斯型)反应堆,由美国通用电气负责建造,于1966 年 7 月投入运行, 1998 年 3 月关停。1这台机组建成后,为了验证可以使用浓缩铀燃料的堆型,1970 年,日本建成了第一批 3 台沸水堆和压水堆核电机组并投入商业化运行。之后的一个时间,日本企业从美国供货商购买设计,并与日本国内企业联合建造,从而获得在日本建造同类堆型机组的许可证
4、。诸如日立、东芝、三菱重工等企业,都在这一时期具备了自己设计和建造轻水反应堆的能力。到七十年代末,日本工业届已经大部建成自己的核电生产能力。目前日本在向东亚国家出口核技术的同时,还参与了可能会被欧洲选中的新堆设计的开发中。由于早期反应堆的可靠性问题造成停堆大修时间比较长, 19751977 年期间,日本核电机组的平均容量因子仅为 46% (而 2001 年已经达到 79% )。1975 年,日本通商产业省( MITI )和核电行业共同启动了“轻水堆改进和标准化计划” 。这项计划的目标是,在 1985 年以前,分三阶段完成轻水堆的设计标准化工作。在第一和第二阶段,现有的沸水堆和压水堆设计将进行调
5、整,以改进其运行和维护。在第三阶段,将反应堆的发电功率提升到 130 万140 万千瓦,并对设计做一些基础变更。这就是所谓的“先进型沸水堆”(ABWR )和“先进型压水堆” (APWR )。九十年代后期进行的一项重大的研究与燃料循环行为是,组建了“动力堆与核燃料开发事业团”,即 PNC 。开展的活动范围广泛,覆盖了从在澳大利亚进行铀勘探到高放废物处置的全部活动。由于发生了 2 次事故,并且 PNC 没有做出令人满意的响应, 1998 年,日本政府将 PNC 重组为“日本核燃料开发机构” ( JNC ),重点放在快中子增殖反应堆开发、高燃耗燃料的后处理、混合氧化物( MOX )燃料制造、高放废物
6、处置。2005 年 10 月, JAERI 和 JNC 合并成为“日本原子能研究开发机构” ( JEAE ),隶属于日本文部科学省( MEXT )。 JEAE 目前是日本最主要的综合核研发机构,拥有 4400 名员工, 10 个研究设施,每年经费预算 1610 亿日元( 17 亿美元)。近来的能源政策:核为重点日本能源政策一直以保障能源安全,最大程度降低对现有进口的依赖度为出发点。涉及核电的主要内容包括:继续将核电作为电力生产的主要构成部分;对乏燃料中的铀和钚进行再循环,先在轻水堆中使用,从 2005 年实现在国内进行后处理;2稳步推进快中子增殖堆开发,以便大幅度改进铀的利用;向公众推广核能,
7、重点强调安全和不扩散。2002 年 3 月,日本政府宣布,将主要依靠核能来实现京都议定书中确定的温室气体减排目标。 2001 年 7 月,向经济产业省( METI )提交的“十年能源计划” ,获得了内阁的批准。根据计划,核电装机容量将增长 30% (1300 万千瓦),到 2011 年将新投运 912 台核电机组。目前,日本拥有在运行的核电机组 54 台,总装机容量 4552 万千瓦;在建 3 台(330 万千瓦),规划 12 台( 1440 万千瓦)。2002 年 6 月,新的能源法确定了保障能源安全和稳定供应的基本原则,在建立能源基础设施满足经济增长方面给予政府更大的权限。新的能源法还推进
8、提高能源消费效率,进一步降低对化石燃料的依赖度,以及市场解除管制。2002 年 11 月,日本政府宣布,将首次对煤炭征税,算上METI 专用能源帐户中对石油、天然气和液化石油气的征税,从2003 年 10 月将带来约100 亿日元的税收净增长。同时, METI还降低了电源开发税,包括核发电税,降幅为15.7% ,折合每年为500 亿日元。专用能源帐户中的税种,设计初衷是为了改进日本的能源供应结构;做出以上变更是实现京都议定书中减排目标第一阶段行动的一部分。第二阶段,20052007年,涉及一个更加全面的环境税收体系,包括碳税。这些进步,尽管 2002 年出现了一些关于核电站设备检查记录造假的丑
9、闻,已经为核能逐步发挥更重要的作用铺平了道路。2004 年,“日本原子力产业协会” ( JAIF )就日本核能未来发布了一份预测报告。报告中综合考虑了二氧化碳减排 60% 、人口减少 20% , GDP 保持稳定等因素,预测到 2050 年,日本核电装机容量达到 9000 万千瓦。这意味着目前的核电装机容量翻番,核电份额也翻番,达到日本总发电量的 60% 。此外,核电容量中将有 2000 万千瓦(热能)用于氢气生产。氢气将占到消费能源的 10% ,而 70% 的氢气将产自于核电站。2005 年 7 月,日本原子力委员会(AEC )再次确认了日本核电的政策方向,并证实当前的发展重点是轻水堆。主要
10、内容包括:2030 年以后,核电占总发电容量的份额目标是“ 3040% 或更高”,其中包括以先进型轻水堆替代现有的机组;快中子增殖堆将3在 2050 年以后引入商用;乏燃料将在日本国内后处理,以回收其中的裂变材料,用于制造 MOX 燃料;高放废物处置问题将在 2010 年以后得到解决。2006 年 4 月,日本能源经济研究所( IEE )发布预测,到 2030 年,一次能源需求将下降 10% ,电力使用将增长,核电份额将达到 41% ,核电装机容量达到 6300 万千瓦;到 2030 年,将有 10 台核电机组并网发电,同时,敦贺( Tsurga )核电站 1 号机组( 34.1 万千瓦,沸水
11、堆)也将退役。2006 年 5 月,执政的自民党敦促政府加快开发快中子增殖反应堆,称这是“国家基础技术”。自民党提出要增加预算,从研发到验证再到实施要加大协调,并进行国际合作。日本已经在第四代核技术研发活动中发挥着主导作用,重点放在钠冷快堆,不过, 28 万千瓦的文殊原型快堆仍处于关闭状态。2007 年 4 月,政府选择三菱重工(MHI )作为开发新一代快堆的核心企业。这得到了政府多个部门,以及日本原子力研究开发机构(JAEA )和日本电气事业联合会(FEPC )的支持。这些都对日本加速开发世界领先的快堆产生有益的帮助。MHI 自六十年代将核电作为主营业务之一以来一直积极地参与快堆开发。反应堆
12、开发:七十年代,日本普贤( Fugen )先进热中子原型堆( ATR )建成。这种堆以重水为慢化剂,采用加压轻水冷却,设计可以使用铀燃料和钚燃料,但主要是验证钚的利用。这是世界上第一个采用全 MOX 燃料堆芯的热中子堆。普贤堆电功率为 14.8 万千瓦,由 JNC 负责运行, 2003 年 3 月关停。日本规划在 Ohma 建造 60 万千瓦的 ATR 示范堆,但于 1995 年决定中止。1970 年以来,日本共有28 座沸水堆(包括先进型沸水堆)和23 座压水堆投入运行。日本首批 ABWR 机组( 131.5 万千瓦)是东京电力公司( Tepco )的柏崎刈羽核电站( Kashiwazaki
13、-Kariwa )6 号、 7 号机组,分别于 1996 年 11 月、 1997 年 7 月投入商业化运行。两台机组由美国通用电气、日本东芝公司和日立公司组成的联合体建造。还有3 台ABWR机 组, 滨冈 ( Hamaoka ) 5 号 、志 贺( Shika ) 2 号 、岛 根(Shimane ) 3 号,目前正处于调试或在建状态。日立公司还正在开发60 万、 90 万和4170 万千瓦等级的ABWR 机组。 ABWR 二代的电功率为171.7 万千瓦。150 万千瓦级的先进型压水堆(APWR )设计已经由4 家电力公司联合三菱、西屋(早期参与)开发出来。目前,这一设计正在日本申请许可证
14、,计划首批机组(153.8万千瓦)于2009 年开始在敦贺( Tsuruga )核电厂址上建造( 3 号、 4 号机组)。2004年 3 月,福井县地方政府已经批准建造这个项目。APWR 比目前的 PWR 更加简单,具有能动和非能动冷却系统,效率更高,燃耗超过55 千兆瓦日 /吨。设计工作正在进行,将成为日本下一代压水堆的基础。 “APWR+ ”的电功率为175 万千瓦,能够使用全MOX 堆芯。三菱重工现在正在美国和欧洲市场推销170 万千瓦级的 APWR ,并于 2008 年 1 月向美国核管制委员会提交了设计许可证申请。美国版本的APWR 已经有 TXU 集团(现名“ Luminant ”
15、)选择在德克萨斯州科曼奇峰( ComanchePeak )核电站扩建。三菱重工还参与了西屋公司 AP1000 反应堆的开发工作,但现在西屋公司已被东芝公司收购,三菱重工将独立开发压水堆技术。2005 年中期,日本经济产业省自然资源与能源厅(ANRE )核能政策规划部门提出要进行一项2 年期的下一代轻水堆开发的可行性研究。新的设计,基于ABWR和APWR ,将使建造工期和发电成本下降20% ,并且使乏燃料的数量减少20% ,同时安全性得到提高, 3 年可以建成,寿期更长。2007 年 9 月,日本政府、核工业和电力公司宣布,将共同开发新型轻水堆设计,计划2020 年左右部署。新型设计将使用富集度
16、最低在 5% 以上的燃料,运行寿期达到80 年。这个项目预计将投资5.2 亿日元, 8 年时间,开发出一种 BWR 和一种 PWR 设计,每种堆型的电功率都在170 万 180 万千瓦。关于快中子增殖堆( FBR ),常阳( Joyo )试验快堆自 1977 年首次达临界以来,一直运行良好,已经积累了很多技术数据。文殊( Monju )原型快堆于 1994 年 4 月首次启动,但 1995 年 12 月在性能试验中二次热交换系统出现钠泄漏而中止,运行期间电功率达到 24.6 万千瓦。其监管权已转交给JNC (现为 JAEA ),日本科技大臣表示, 2008年的主要目标是重新启动这座堆(见“日本
17、文殊快堆完成换料年内恢复运行” )。日本最高法院于 2005 年 5 月做出的裁定,为 2008 年内(可能是 10 月)重新启动文殊堆扫清了障碍。此外, JAEA 还接手了位于茨城县东海村附近大洗町( Oarai )的快堆和相关的研发工作。51998 年末,一座热功率30MWt 的小型气冷原型堆高温工程实验堆(HTTR )实现首次启动。这是日本首座石墨慢化、氦气冷却的反应堆。启动时的运行温度为850 , 2004 年达到 950 ,使其可以应用诸如热化制氢等化学工艺。这座反应堆的燃料是装入六角型石墨棱柱内的陶瓷包覆颗粒,具有很高的固有安全性水平。这一设计是为了给第二代高温氦冷核电机组在工业或
18、驱动直接循环气轮机方面的商业化应用提供基础。根据计划, 2015 年, HTTR将于一座1000 立方米 /小时的碘硫制氢工厂连接,以验证其在一体化生产体系中的性能。日本在运行的核电机组:机组堆型电功率 (万业主商运时间千瓦 )福 岛 第 一 核 电 站 1号BWR43.9东京电力1971年 3月(FukushimaI )福岛第一核电站2 号BWR76东京电力1974年 7月福岛第一核电站3 号BWR76东京电力1976年 3月福岛第一核电站4 号BWR76东京电力1978年 10 月福岛第一核电站5 号BWR76东京电力1978年 4月福岛第一核电站6 号BWR106.7东京电力1979年
19、10 月福 岛 第 二 核 电 站 1号BWR106.7东京电力1982年 4月(FukushimaII )福岛第二核电站2 号BWR106.7东京电力1984年 2月福岛第二核电站3 号BWR106.7东京电力1985年 6月福岛第二核电站4 号BWR106.7东京电力1987年 8月玄海核电站 1 号( Genkai )PWR52.9九州电力1975年 10 月玄海核电站 2 号PWR52.9九州电力1981年 3月玄海核电站 3 号PWR112.7九州电力1994年 3月玄海核电站 4 号PWR112.7九州电力1997年 7月滨 冈 核 电站1号BWR51.5中部电力1976年 3月(
20、Hamaoka )滨冈核电站 2 号BWR80.6中部电力1978年 11 月滨冈核电站 3 号BWR105.6中部电力1987年 8月滨冈核电站 4 号BWR109.2中部电力1993年 9月滨冈核电站 5 号ABWR132.5中部电力2005年 1月东 通 核 电站1号BWR105.3东北电力2005年 12 月(Higashidori )东北电力伊方核电站 1 号( Ikata)PWR53.8四国电力1977年 9月伊方核电站 2 号PWR53.8四国电力1982年 3月伊方核电站 3 号PWR84.6四国电力1994年 12 月柏 崎 刈 羽 核 电 站 1号BWR106.7东京电力1
21、985年 9月6( Kashiwazaki-Kariwa )柏崎刈羽核电站2 号BWR106.7东京电力柏崎刈羽核电站3 号BWR106.7东京电力柏崎刈羽核电站4 号BWR106.7东京电力柏崎刈羽核电站5 号BWR106.7东京电力柏崎刈羽核电站6 号ABWR131.5东京电力柏崎刈羽核电站7 号ABWR131.5东京电力美 滨 核 电站1号32关西电力(Mihama )PWR美滨核电站 2 号PWR47关西电力美滨核电站 3 号PWR78关西电力大饭核电站 1 号( Ohi )PWR112关西电力大饭核电站 2 号PWR112关西电力大饭核电站 3 号PWR112.7关西电力大饭核电站
22、4 号PWR112.7关西电力女 川 核 电站1号49.8东北电力(Onagawa )BWR女川核电站 2 号BWR79.6东北电力女川核电站 3 号BWR79.6东北电力川内核电站 1 号( Sendai ) PWR84.6九州电力川内核电站 2 号PWR84.6九州电力志贺核电站 1 号( Shika )BWR50.5北陆电力志贺核电站 2 号BWR130.4北陆电力岛 根 核 电站1号43.9中国电力(Shimane )BWR岛根核电站 2 号BWR79.1中国电力高 滨 核 电站1号78关西电力(Takahama )PWR高滨核电站 2 号PWR78关西电力高滨核电站 3 号PWR83
23、关西电力高滨核电站 4 号PWR83关西电力东海核电站 2 号( Tokai)BWR105.6日 本原 子能发电公司泊核电站 1 号( Tomari )PWR55北海道电力泊核电站 2 号PWR55北海道电力敦 贺 核 电 站 1号34.1日 本原 子能(Tsuruga )BWR发电公司敦贺核电站 2 号PWR111.5日 本原 子能发电公司合计: 55 台4757.7 万千瓦1990 年 9 月1993 年 8 月1994 年 8 月1990 年 4 月1996 年 11 月1997 年 7 月1970 年 11 月1972 年 7 月1976 年 12 月1979 年 3 月1979 年
24、12 月1991 年 12 月1993 年 2 月1984 年 6 月1995 年 7 月2002 年 1 月1984 年 7 月1985 年 11 月1993 年 7 月2006 年 3 月1974 年 3 月1989 年 2 月1974 年 11 月1975 年 11 月1985 年 1 月1985 年 6 月1978 年 11 月1989 年 6 月1991 年 4 月1970 年 3 月1987 年 2 月7日本在建的核电机组:机组堆型电功率 (万千业主开工日期投运日期瓦)泊核电站 3 号( Tomari )PWR91.2北海道电2003 年2009 年力岛 根 核 电 站3 号ABW
25、R137.3中国电力2005 年 122011 年 12(Shimane )月月合计: 2 台228.5日本规划、定购或邀请的核电机组:机组大间核电站( Ohma )敦 贺 核 电 站 3 号( Tsuruga )敦贺核电站 4 号福岛第一核电站7 号( FukushimaI )福岛第一核电站 8 号东 通 核 电 站1号( Higashidori )东通核电站 2 号上 关 核 电 站 1 号( Kaminoseki )上关核电站 2 号东通核电站 2 号东北电力浪 江 小 高 核 电 站(Namie-odaka )川 内 核 电 站3号( Sendai )合计: 12 台文殊快堆电功率 (
26、万堆型千瓦 )ABWR138.3APWR153.8APWR153.8ABWR138ABWR138ABWR138.5ABWR138.5ABWR137.3ABWR137.3ABWR138.5BWR82.5PWR110 1604.5原型堆24.6业主开工时间投运时间日本 电源 开2007年8 月 2012年发日本 原子 能2010年10 月 2016年发电公司日本 原子 能2010年10 月 2017年发电公司东京电力2009年2013年东京电力2009年2014年东京电力2008年2014年东京电力2011年2017年中国电力2009年2014年中国电力2012年2017年东北电力2013年201
27、8年东北电力2013年2018年九州电力当地政府已经发出邀请JAEA199495年运行,等待重新启动8备注:大间核电站开工日期推迟到 2007 年 10 月,等待监管部门对地震安全性报告的审查完成;敦贺 3 号、 4 号,和东京电力的东通 1 号,正在由监管部门进行最终的安全性评估。日本电源开发集团,现在名称为 J-Power ,已经提出在青森县建造大间核电站的许可申请,这是 1 台 138.3 万千瓦的 ABWR 机组。计划 2007 年 8 月开工建设, 2012 年进入调试阶段,但由于地震标准的提高而可能推迟。除了普贤( Fugen )先进热中子实验堆之外,大间将是日本首座专门使用 MO
28、X 燃料的商用堆。经过因选址问题造成的延误之后,敦贺核电站 3、 4 号机组已经得到了福井县地方政府的批准,业主日本原子能发电公司也已向政府提交了建造许可申请。许可审批程序可能需要 2 年时间,建设费用估计为7700 亿日元( 74 亿美元),计划于 2010 年开工,2016 年和 2017 年投入商业化运行。制造核电站主要大锻件的厂家,从 2007 年开始,投入 400 亿日元( 3.3 亿美元),增加产能,以便应对中国和美国的定单。日本制刚所( JSW )的制造和研发基地分别位于广岛( Hiroshima )、横滨( Yokohama )、室兰( Muroran )。在北海道的室兰中心,
29、拥有重型钢厂和与发电有关的实验室。室兰中心制造核电站中使用的反应堆压力容器、蒸汽发生器部件、发电机和汽轮机转子大轴、合金钢板和汽轮机外壳。自1974 年开始, JSW 一直根据美国核管制委员会的标准,为核电站制造锻件,目前已向全世界提供了 130 套反应堆压力容器,占总量的 1/3 还多。铀供应:日本本国不产铀。 2007 年,日本的铀需求为8872 吨铀,分别来自澳大利亚(约1/3 )、加拿大、哈萨克斯坦及其他国家。2006 年,伊藤忠商社( Itochu )签定协议,今后10 年将从哈萨克斯坦购买3000吨铀,作为合作,日本将为哈萨克斯坦CentralMynkuduk铀矿(储量52000
30、吨铀,见“哈萨克斯坦铀资源与核工业简介”)提供融资支持。2007 年,日本丸红株式会社(Marubeni )和东京电力公司联合日本其他企业,收购了哈萨克斯坦Kharasan铀矿(储量 55000 吨铀) 40% 的股权(见“东芝公司买入哈萨克铀项目部分股权” ),该矿每年将向日本提供 2000 吨铀。9燃料循环设施:日本一直在积极发展本国完整的核燃料循环工业。JAEA 在冈山县人形岭( NingyoToge )运营一座小型的铀精炼与转换工厂,和一座离心工艺浓缩示范工厂。日本大部分浓缩服务依靠进口,日本原燃(JNFL )在六所村( Rokkasho )运营一座商业化浓缩工厂。 1992 年投入运
31、行,使用自主技术,有7 个级联,每个级联的年加工能力为 15 万分离功( SWU ),但只有 2 个在运行。根据计划,这座工厂的最终能力将达到 150 万 SWU/ 年。目前正在测试一个采用新型“ Shingata ”设计的铅级联,计划将用铅级联对工厂重新装备。 JNFL 的股东是日本 9 家电力公司。日本拥有 6400 吨通过乏燃料后处理得到的铀,目前贮存在法国和英国的后处理工厂。 2007 年,日本与俄罗斯的 Atomenergoprom 签署协议,后者将为日本的电力公司持有的这些铀提供浓缩服务。在东京以北茨城县东海村( Tokai),三菱重工的核燃料公司运营一座大型的燃料制造工厂, 19
32、72 年投运;其他位于东海村和熊取町( Kumatori )的燃料制造厂由日本原子燃料事业会社( NFI )运营; JAEA 在东海村还有一些专为普贤先进热中子堆和快中子增殖堆计划制造混合氧化物燃料的试验工厂,每个工厂的制造能力约10 吨 /年。在东海村,JNC (现名JAEA )还运营一座能力为90 吨 / 年、采用普雷克斯(Purex )技术的示范后处理工厂,自1977 年以来已经处理了1116 吨乏燃料,最后一批处理是在2006年初。现在该工厂的重点放在研发上,包括MOX燃料的后处理。JAEA 在东海村还有一些乏燃料贮存设施,并正计划新建一座。1995 年, JAEA 还在东海村投运了一
33、座高放废物固化示范工厂。东海村已经成为JAEA 在高放废物处理和处置研发方面的重要基地。1984 年,日本电气事业联合会(FEPC )向六所村和青森县申请许可建造一座大型的综合设施,包括铀浓缩工厂、低放废物贮存中心、高放废物贮存中心和后处理工厂。目前, JNFL 负责运营那里的低放废物贮存中心和高放废物贮存中心,能力为 800 吨 /年的后处理工厂正在建设,目前已进入调试阶段。2007 年 11 月,六所村固化工厂开始积极的试验工作,将高放废物与硼硅酸盐玻璃10固化在一起。固化厂从附近的后处理厂接收废物。这些废物是乏燃料经过后处理,回收了其中的铀和钚之后的剩余高放废物,体积为后处理前的3% 。
34、后处理和 MOX 燃料:出于保障能源安全考虑,尽管铀的价格多年保持低水平,日本1956 年以来执行的政策一直是最大限度地利用进口的铀,通过以MOX 燃料形式对乏燃料中的铀和钚进行再循环,可以使从核燃料中获得的能量提高2530% 。前面提到的1977 年 2006 年在东海村运行的示范后处理工厂,处理了1000 多吨乏燃料,并有钚 -铀混合产物。JNFL 在六所村的800 吨/年的后处理工厂,经过22 个月的试验期和13 年的建设期,计划于2008年 5 月投入运行。该工厂的工艺基础是法国阿海珐(Areva )阿格(LaHague )后处理工厂的技术, 2007 年末,日本方面与 Areva 将
35、双方 20 年期限的合作协议进行展期,并特别关联到“全球核能伙伴计划” (GNEP )的目标。现在使用的调整后的 Purex 工艺,在钚产物中留有铀( 50: 50 比例的混合物),这样就保证在任何情况下都不会有独立分离出来的钚,从而缓解了对钚可能的误用的担忧。2007 财政年度(截至2008 年 3 月底),日本共有 210 吨乏燃料得到后处理。2008年财政年度,预计这一数字为395 吨,从中可以回收1.9 吨的裂变钚(反应堆级) 。背景说明:2004 年 10 月,日本原子力委员会的咨询组以大比例(30 票对 2 票)通过决定,继续进行 JNFL 的 800 吨/年的六所村后处理工厂的最
36、终调试和商业化运行,投资约2.4万亿( 200 亿美元)日元。原子力委员会否决了将乏燃料送往美国进行直接处置的替代方案。此举为看成是今后几十年中,政府与企业共同制订核政策行动的重要里程碑。2006 年 3 月,工厂在 13 年建设之后,进入了22 个月的最终调试阶段。约430 吨乏燃料将被送到这座工厂,对工厂运行进行全面测试。调试过程将产生约2.3 吨的反应堆级钚( 1.6 吨裂变钚)。2004 年政府研究报告显示,预计今后60 年内进行后处理的费用(1.6 日元 /千瓦时)要比直接进行最终处置(0.91.1日元 /千瓦时)高出很多;换算为总体发电成本为5.2 日元 /千瓦时,如果不考虑新工厂
37、已经投入的资金的影响,或是2004 年以来铀价格11的显著上升,总体发电成本为4.54.7 日元 /千瓦时。到目前为止,乏燃料的后处理大部分在欧洲由英国核燃料公司(BNFL )和法国阿海珐( Areva )进行(分别为4200 吨 /年和 2900 吨 /年),经过玻璃固化的高放废物被运回日本进行最终处置。委托Areva 进行的后处理业务于2005 年结束, JNFL 六所村后处理厂计划于2008 年初投入全规模运行。日本1999 年就开始有乏燃料等待送到这座工厂进行后处理( 1998 年结束向欧洲运输乏燃料) 。新的六所村工厂将用 40 年左右的时间,处理截至 2005 年底已经贮存在此的
38、14000 吨乏燃料,和 2006 年以来接收的 18000 吨乏燃料。每年将产生 4 吨左右的裂变钚。日本电气事业联合会表示,根据“钚”计划,日本的9 家电力公司将从2010 年开始,把后处理得到的钚用于制造1618 座反应堆使用的MOX 燃料。预计每年将有6 吨裂变钚装入动力堆中使用。同时,日本送往欧洲的乏燃料后处理分离出的40 吨反应堆级钚( 25.6 吨裂变钚)将在欧洲制成MOX 燃料。不过,当地对于使用MOX 燃料的担忧一度延缓了 1994 年“钚”计划的实施。至今为止,日本已经收到了3 批来自欧洲的反应堆级钚,约2 吨多重。第一批是在1992 年,是单一的钚氧化物,标明用于文殊快中
39、子增殖原型堆。不过,文殊堆虽已准备装载这些燃料,但因 1996 年发生的一次钠泄漏而保持关闭至今。第二批是用于轻水堆的 MOX 燃料, 1999 年交付。这批燃料中,部分是由BNFL 提供的,用于关西电力公司的高滨核电站,但被发现质量控制数据有造假的丑闻。2002年,这批燃料被退回英国。第三批是 BNFL 制造的 MOX 燃料,用于东京电力公司的柏崎刈羽核电站3 号反应堆。福岛县和新滹县地方政府采取行动推迟MOX 燃料在本地反应堆内的利用,使得东京电力和关西电力被迫暂停并重新编制利用计划。2008年,静冈县接受了中部电力公司在滨冈核电站 4 号反应堆使用 MOX 燃料的方案;福井县接受了关西电
40、力公司从 2010 年开始在高滨核电站 3 号、 4 号反应堆使用 MOX 燃料的方案。同时,日本的钚库存有所下降,2004 年底有 41 吨分离的反应堆级钚(约35% 为裂变)库存,等待用于制造MOX 燃料。 2007 年底,日本电力公司共有26.4 吨裂变钚:13.9 吨在法国, 11.3 吨在英国, 1.2 吨在日本国内。 2012 年开始,每年将有5.5 吨 6.5吨的裂变钚得到利用。122005 年 4 月,青森县地方政府批准在六所村后处理工厂附近建造一座MOX 燃料工厂。青森县知事、六所村市长和 JNFL 社长签署了一份协议。青森县知事敦促日本电气事业联合会“加强努力,推进 MOX
41、 利用计划的实现” 。这一批准行为被看成是日本向完整的燃料循环迈出的重要一步,得到了日本政府、原子力委员会和电力公司的大力支持。 JNFL 已经提出许可申请,建造并运营一座 130 吨 /年的 J-MOX (日本 MOX )制造工厂。这座工厂投资 12 亿美元, 2007 年底前开工, 2012 年投入运行。2005 年 9 月,日本原子力安全保安院( NISA )代表经济产业省,批准了 MOX 在几座反应堆中使用,包括高滨核电站 3 号、 4 号,福岛第一核电站 3 号,柏崎刈羽核电站 3 号和玄海核电站 3 号。经过对反应堆做部分改造后, 2012 年左右将可使用 MOX 。此外,岛根核电
42、站 2 号和滨冈核电站 4 号的 MOX 使用申请正在审查过程中。2006 年 11 月,四国电力公司与三菱签署协议,利用 600 公斤反应堆级钚,为伊方核电站制造 21 组 MOX 燃料组件。这些钚是 Areva 在法国阿格后处理工厂对四国电力公司的乏燃料进行后处理得到的, MOX 将在法国的 Melox 工厂制造。(待续)快中子增殖堆:最初的想法是利用快中子增殖堆( FBR )燃烧 MOX 燃料,使日本真正实现核燃料方面的自立。但在低价铀供应丰富的时代, FBR 被证明是不经济的,所以研发进展缓慢,并且 MOX 计划也转向了轻水堆。1961 年1994 年,日本进行了很大力量进行 FBR
43、研发,主体是 PNC 。1967 年, FBR 和 ATR 一起被确定为日本核计划的主要目标。 1994 年, FBR 的商业化时间被推迟到 2030 年; 2005 年,商用 FBR 的计划被推迟到 2050 年。1999 年, JNC 启动一项计划,审查有发展前景的概念,在2005 年以前确定开发方案,并到 2015 年以前建立一套FBR 技术体系。主要指标包括:非能动安全性,对轻水堆具有经济竞争力,实现对资源的高效利用(燃烧超铀元素和贫化铀),减少废物,防止核扩散,多功能性(包括制氢)。电力公司、日本电力中央研究所(CREIPI )和JAEA 也参与其中。JNS 研究的第二阶段重点是 4
44、 种基本的反应堆设计:采用钠冷却、 MOX 和金属燃料;采用氦冷却、氮氧化物和 MOX 燃料;采用铅铋共溶冷却、氮氧化物和金属燃料;13超临界水冷、 MOX 燃料。这 4 种设计概念都涉及到完整的燃料循环,并考虑了3 种后处理路线:先进水成法,氧化物电解法,高温冶金处理(电解精炼)法。这些工作与第四代研发也有联系,日本在钠冷FBR 方面发挥了主导作用。JAEA 的 2006 年预算在快中子增殖堆的研发上增幅很大,增加了346 亿日元。2006 年 9 月,日本电气事业联合会提出了一种紧凑型钠冷FBR 设计, 150 万千瓦级,使用MOX 燃料,与先进型轻水堆相比具有竞争力。目前,三菱正在进行将
45、之商业化的相关工作。根据计划,2025 年将投产 1 台规模小一些的示范机组。JAEA 在对快堆产生乏燃料的后处理方面已经做了一些工作,这些乏燃料中钚的含量更高。日本电气事业联合会设想采用水成后处理法,将铀、钚和镎一起回收,并在 MOX 燃料芯块中加入少量的锕系元素进行燃烧。JAEA 是根据“第四代国际论坛”下的一个项目开展这项工作的。这个名为“全球锕系元素循环国际示范”项目,目的是调研在快堆中使用含有锕系元素的燃料组件。2007 年 4 月,日本政府选择三菱重工作为开发下一代FBR 的主体。从2007 年 7月开始,三菱FBR 系统将作为一个专业公司运作,同时还负责与Areva 联合投标美国
46、先进型再循环反应堆项目,这个项目是“全球核能合作伙伴计划”下的组成部分。高放废物:1995年,日本首座高放废物中间贮存设施在六所村开业。从欧洲运回的第一批玻璃固化高放废物(对日本乏燃料后处理的产物)也于当年抵达。最后一批从法国运回废物于 2007 年完成; 2008 年开始从英国运回废物。2005 年,东京电力和 JAPC 宣布,将在陆奥( Mutsu )建设“可再循环燃料贮存中心”,2010 年投入运行,具有 5000 吨贮存能力。该设施将为乏燃料进行后处理前提供最长 50 年的贮存服务。2000 年 5 月,日本议会通过了“特定放射性废物最终处置法”(简称“最终处置法”),规定要将高放废物
47、(限定为:反应堆乏燃料后处理产生的玻璃固化废物)进行深层地质最终处置。根据这部法律,2000 年 10 月成立了私有性质的“原子力发电环境整备机构”(NUMO ),推进最终处置计划,包括选址、技术示范、许可证申请、建造、运行、 50 年受监控的可回取贮存,以及最终处置设施的关闭。根据规划,到2020 年将有14约 4 万罐玻璃固化高放废物,等待进行最终处置,增长的量全部来自日本的核电站。NUMO 已经开始了一个公开的厂址选请程序,据此来缩小已经提供的和可能适合的厂址的范围。最有希望的厂址将在 2012 年开始接受详细的调查。这项工作将分三阶段进行,到 2030 年完成,最终选定厂址。这座最终处
48、置设施计划2035 年左右投入运行,所需要的3 万亿日元( 280 亿美元)将从电力公司(及其客户)电价中的0.2日元 / 千瓦时的专门资金中支付给NUMO 。这个数额超出了政府支付给当地社会的任何财政补偿。2007 年中期,日本通过了一项“补充废物处置法案”,认为最终处置是正在稳步实施的核政策中最重要的问题。法案要求政府采取行动,举全国之力,通过推进安全和地区发展,帮助公众了解事实,以便使最终处置设施的厂址毫无拖延地得到确定。法案还要求通过与其他国家进行合作,改进最终处置技术,根据需要对安全规范进行修订,并通过努力,如建立更加有效的检查体系以阻止数据造假和掩盖行为的再次发生,重新获得公众的信任。日本高放废物最终处置概念的技术方面是建立在JNC (现为 JAEA )20 多年参与日本地质学界对最终处
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 2025年度药店员工劳动争议预防与处理合同
- 二零二五年度股东合同解除及投资回报分配合同
- 2025年度护士人才储备项目-诊所护士聘用合同
- 云平台下的智能办公系统开发-深度研究
- 湿地生态系统保护-第4篇-深度研究
- 胰岛素泵在儿童糖尿病管理中的应用流程
- 物业公司接管流程的绩效评估标准
- 政府部门行政管理工作流程优化
- 物流公司运营流程改进措施
- 中国重点城市轨道交通安防行业市场前瞻与投资预测分析报告
- 海洋工程设备保温保冷方案
- 文艺演出排练指导服务合同
- 魏宁海超买超卖指标公式
- (正式版)FZ∕T 80014-2024 洁净室服装 通 用技术规范
- 新起点英语二年级下册全册教案
- 【幼儿园户外体育活动材料投放的现状调查报告(定量论文)8700字】
- 剪映专业版:PC端短视频制作(全彩慕课版) 课件 第3章 短视频剪辑快速入门
- 湖南省长沙市开福区青竹湖湘一外国语学校2023-2024学年九年级下学期一模历史试题
- 汉密尔顿抑郁和焦虑量表
- 风电场事故案例分析
- 人教版八年级数学初中数学《平行四边形》单元教材教学分析
评论
0/150
提交评论