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1、俄罗斯核工业现状f6丝:塑橛彩芝殳坦锅诼俄罗斯核工业现状JudibhPerera/钴Jq,F4././2,2尽管在1986年切尔诺贝利事故之后,俄罗斯急剧削减其雄心勃勃的核电计划.但是,它仍然拥有世界上最大的核工业体系之一.在苏联解体之前.核工业的军用与民甩之姆没有明显的区别.整个冷战期间.实行严格保密.这段时间建造的装置大多数位于俄罗斯境内.它们对俄罗斯的核发展仍起着重要作用.80年代中期.切尔诺贝利事故对核工业产生了一定影响但冷战的结束导致了大多数特殊研究院,设计局,特殊工厂,尤其是位于l0个封闭城镇(略)特殊装置的军用工业急剧下降.另外.市场经济的发展导致了一些原享受工作保险,高薪和优越
2、生活条件的核科学家和其他专家大量移民.由于经济陷入困窘,他们中另一些人面临失业,失去工资,连续几月没有任何收入,从而导致了几个封闭城镇和电厂的罢工,西方或地方商业部门较好的工作每年导致一部分人脱离核工业.1991年苏联解体也影响了以完整的整伴发展的核工业体系.70%的核工业装置位于俄罗斯,一些重要的工厂.包括太多数铀矿资源和一些处理装置.位于其它共和国.许多拥有前苏联核装置的新独立国家首先向西方寻求帮助,但是在最近几年中.他们都已与俄罗斯恢复合作.俄罗斯还试图依据商业原则出售其装置,比西方便宜得多.过去十年中也可看到西方对俄罗斯核工业的投资在增长.l行政管理与组织(略)2核发电1954年.世界
3、上第一座核动力发龟机在奥布宁斯克城的物理与动力工程研究院(REI)开始运行.这座Am一1反应堆现在仍在运行,但准备关闭.1964年苏联最早的两座核电厂服役,一座电功率为100MW的沸水石墨压力管式反应堆(RBMK)在别洛亚斯克(乌拉尔地区)开始运行,另一座是新沃罗涅什(伏尔加地区)210MW的水水动力(VVER)反应堆.现在两座堆都已关闭,等待退役.1973年第一座大型RBMK(10ooMw)反应堆在列宁格勒附近的索斯诺维岛开始运行,首批4台小型(12MW)沸水压力管式机组在比利比诺东部的北极小镇服役,以提供电力和热能.在北极西北地区,有一座标准设计的较大型440MWVVER堆开始运行(见表1
4、).随着1000MWVVER堆和更大的RBMK及别洛亚斯克BN一600快增殖堆的引入,可以看到在80年代中期苏联核电计划的快速发展.1980年的计划声称要在南乌拉16表1俄罗斯运行中的核电厂电厂堆鼙日期运营单位巴拉科夫lVVER10001320I985gosenergctom2VVER1000,32I987Roseaergoatom3V,Ri000/3201988Rosenergoatom4VVERl0/3201993Rosenergoatom别洛亚斯克3BN一6001980Rosenergtom比利比诺1+EPG一6I974Rosenergoatom2+EP66l974Rosenergoat
5、om3EPG一6l975Rosencrgoatom4+EPG一6l976R0sgt0m加里宁1VVER一1000/3381984Renergeatom2VVER一1000/3381986Renergoatom科拉1+VVER一440/230l973Roscnergoatom2VVER一440/2301974Rosenergoatom3VVER一440/213I981RosRergo&tori34+VVER一440/213984Ros0rgoatom库尔斯克1RMBK一10001976R0senergoatom2RMBK一10001979Rosenergoatom3RMBK一1000I9
6、83Rosenergoatom4RMBK10001985列宁格勒1+RMBK1000i973Lenigrad2RMBK1000i975Lenigrad3RMBK1000I979Ienigrad4RMBK1000198lLnigrad新沃罗涅什3+VVER一440/179197lRenergoatom4+VVER一4401i791972Rosenergoatom5VVER一1000/87198ORosenergoatom斯窜棱斯克一运行lRMBK一1O00I983Renergoutom2RMBK一1O00I985Rmenergoatom3RMBK101990Rosenergoatom试验堆B0R
7、一601969NIR住:苜扶功率:+准备退役.尔地区的Mayak化学联合厂(这是俄罗斯的主要后处理装置)建造几座大型的快中子反应堆BN一800,已开始地基建设.到80年代中期.苏联共拥有16座核电站.具有40座运行反应堆,生产电力占全国的12%.另外还有22座正在建造中,有67座甚至更多的新核电站在计划中.切尔诺贝利事故后.建造工作停止.大多数部分在建的电厂被封存.扩建计划被取消.但已建成的核电站继续运行.1997年,俄罗斯的9座核电站共发电99.7Twh,少于1996年108.8Twh的发电量,但总发电量中的核发电份额从1996年的131%增加到1997年的136%.在俄罗斯中部,1997年
8、核电占25%;在西北,为50%:KolaPeninsula为70%;黑土地带为80%.连续几年的电力紧缺使公众对核能的态度有了转变,核电部门现又在慢慢扩大发展.1998年Rosenergoatom公布的副2010年的详细计划目标是增加核电力输出至150170TWh该计划包括到2010年将要投入运行的发电装置,为此已开始了大规模发展.第一步到2000年,包括完成已在建的加里宁3机组,库尔斯克5和罗斯托夫I反应堆的建造.第二步到2005年,罗斯托夫2机组索斯诺维Bor新电站的1机组,新沃罗涅什6机组和沃罗涅日的2台供热机组将服役.另外,俄罗斯将在Chukotka的Pevek运行第一座悬浮式核电站(
9、见表2).表2建造中或到2010年准备建造的棱电厂电厂堆型容量(净)日期Chukotka正在建造(悬浮式)KlT一4025加里宁3正在建造VVER一1000,209502000科拉2计螂中VVER一640/4076352010VVER一640/4076352010库尔斯克正在建造RMBK一100092520o0520106列宁格勒正在建造MKER一8007802O105列宁格勒西北计蝌中VVER一640/40763520051新援穸涅什计划中VVER一伸/NG9502o056VVERj0/NG9502O057Prlmoraky(悬浮式)KLT一402O10罗斯托夫正在建造VVER一1OO0/3
10、2095020001VVER一10/NG95020052南乌拉尔BN一8006002010最罗涅什正在建造AST一500n/a20051AST一500D/a20052NG=新发电?首次功率到2010年,第一台BN一800快增殖机组将在南乌拉尔地区服役,同时还有新袄罗涅什7机组,科拉5,6号机组和列宁格勒5机组也投入运行.也许库斯克还有另一台机组.远东有第二座悬浮式核电站.Rosenergoatom还计划将一些到2003年达到寿期的发电机组延长5一lO年的服役期,包括比利比诺的4台机组,列宁格勒最老的机组和科拉与新袄罗涅什的两台最老的机组3反应堆设计俄罗斯的核电厂包括几种不同类型的反应堆在29座
11、运行发电机组中,有11座是与切尔诺贝利相同的RBMK堆(石墨慢化剂压力管式反应堆),有4座是小型EPG沸水堆,1座是BN一600快中子堆,其余是不同类型的压水堆:4座老一代VVER一440/230,2座是较新一代VVER一440,7座是VVER1000.与安全因素相关最多的是RBMK和较老的vvER一440/230.自1986年以来.苏联设计的反应堆已成为急需的国际研究和主要改进计划的主题.过去9年来,俄罗斯工程师们已改进了许多RBMK堆,消除了设计中最明显的失误,特别是和堆芯物理学有关的一些问题.但是,由于经济不景气,此项工作的改进受阻,仍然有必要改进安全系统,这些都需要借助西方的技术和仪表
12、与控制系统进行改进.1996年4月,对自1992年以来进行的RBMK安全评审认为如果对较新反应堆进行仔细监测,实际上没有必要关闭它们,如果老的模式堆适合改进应急堆芯冷却与密封系统,也可以继续运行.VVER一440/230反应堆有钢制的压力容器,一段时间后易脆化,反应堆没有正常的安全壳系统(按传统的西方模式)其应急冷却系统非常不成熟.仪表,控制与防火系统也不完善.大多数这些机组将要退役.大家一致认为.其它VVER设计新一代的VVER440/213和VVER一1000虽然还需改进,但更符合西方安全标准.就效果而言.俄罗斯的单机组BN一600快堆保持着最好记录,平均容量因子超过70%,其次是RBMK
13、,其平均容量因子为70%.然后是VVER一400.61%和VVER一1000,52%.几座已经制出设计图的新反应堆设计组台了非能动与增强了的安全系统,用作发展的这些反应堆有改进型VVER一440,以VVER一640或V一407所熟知;改进型VVER一1000,安全系统改进较好的是改进型RBMK和MKER一800反应堆,后者是熟悉的800MWBN一800快堆,以及设计的AST一500供热核电厂.还设计了先进核潜艇堆为基础的小型核电厂用于边远距离作为悬浮核电厂.安全改进似乎有一些效果.核工业事故从1990年的95次降为1995年62次,其中,依照国际核事件水平1级事故,1994年为1次,1995年
14、为2次,而2级事故为1994年为7次,1995年为1次.1996年和1997年,俄罗斯核电厂没有发生严重事故.4经济问题俄罗斯核电厂继续遭受经济问题的困扰.YESRossi公司面临着严竣的经济困难,因为其用户未支付电费.结果,公司不能支付核电厂电力,造成了严重问题.核电厂的运行人员不断威胁要采取罢工行动.1996年,核电厂未收回的欠款达62000亿卢布,包括向YESPossi供电的49000亿卢布.目前,YEsPossi只能支付1.5%.这一主要负担落在Rosenengoarom核电站身上,未收回的欠款共有25亿多美元,其次它还欠国家财政5300万美元.从一项改组Rosenergoatom的建
15、议可以看出它承担着特殊的责任,包括核燃料的统一贿买和电力的出售,现在这些责任取决于各电厂.由于长期不付帐的结果,核电厂运行人员的工资拖欠在1996年和1997年继续增加,导致了抗议和罢工行为.虽然运行人员的报酬不是原子能部的直接责任,但是到目19前为止,它已找到足够的资金来转移危机.米克?哈伊洛夫(Miknailov)尽了自己最大的努力来缓减核工业的经济困窘,由于面临急剧降低的联邦财政分配,他通过推动与外国台作来增加资金,包括出售反应堆和燃料循环设施,如后处理厂和铀的浓缩装置,Adamov现在继续了这一政策.5燃料循环设施5.1前端苏联的解体留给俄罗斯大多数主要燃料循环设施和大量贮备的生产核武
16、器的核材料.然而,俄罗斯只有一座铀矿,大多数的铀资源和矿藏在中亚各共和国和乌克兰.随着冷战的结束,铀需求的急剧下降.同时切尔诺贝利核事故的影响减缓了民用核电发展计划,这减轻了由于苏联解体而造成的俄罗斯铀资源的压力.1993年,俄罗斯宣布其铀贮存足够用到2010年.俄罗斯总的贮存远远超过100000吨,但这只是一个过高的估计值.1996年材料供应已有所降低.由于俄罗斯核电计划再次加快,如果投有新的储备,它将面临燃料短缺.目前正在西伯利亚,卡累利阿和写拉尔地区勘探寻求新的沉积矿,但是探测资金短缺.目前的铀生产大约是每年2500t,还从富集矿渣中生产约1000t.然而,据估计到2005年,俄罗斯未来
17、需求量是4500t.后来.原子能部部长维克多?米克哈依洛夫在1996年9月宣布俄罗斯在新的一年里将增加产量至10000t,在南乌拉尔地区和西伯利亚西部开采新矿,并改为现场提炼技术.俄罗斯的富集度技术公认是世界上最好的.它有4座工厂把铀转化成u,及其在Augarsk,Krasnoyarsk和西伯利亚的Tomsk附近和乌拉尔山的Yekatefinburg附近进行浓缩.除Krasnoyarsk外,所有工厂都有转化装置.尽管在Tomsk的已经关闭.1995年估计总的转化能力是每年26000t.浓缩装置都是气体离心机(第五代),气体弥散技术是在6O年代逐步开始淘汰的,但是,仍用作去除化学杂质的第一步.总
18、的浓缩能力是2000万单位(SWU),但自1994年以来,浓缩装置已工作了多年,仅占总能力的60%.只有乌拉尔电厂被授权将铀浓缩至30%,其它的限制在5%.俄罗斯目前正与美国DOE的研究堆与试验堆降浓大纲(RERTR)合作降低富集度水平从50%一90%至<20%,以满足研究堆燃料需求.5.2燃料生产在莫斯科附近的Elektrostal和西伯利亚的Novosihirsk,有两座制造富集度铀燃料元件的装置.另外,UdmurtiaGlazov附近的Chepetsk有一座工厂生产燃料组件部件.就研究堆和核潜艇用反应堆而言,包括高富集度的铀(高达80%),大多数苏联设计的燃料是用先前生产的氧化铀粉
19、末为基础.利用从俄罗斯运来的u在哈萨克斯坦UstKamenogorsk制成特殊的芯块.但是.作为减少俄罗斯对哈萨克斯坦依赖性政策的一部分.这种芯块在俄罗斯附近的ElektrostalMashinotroite|nyizavod制造厂大量生产.燃料制造的全面责任取决于TVEL因素,它有原子能部内一个部门的资料并且基本上是制造厂和其它燃料组织的联合.1992年.TvEL与原子能部和几家研究院一道制定了一个燃料技术发展计划,作为西方公司为俄罗斯设计的反应堆提供燃料投资增加的回报.该计划的目标是增强氧化铀粉末的稳定性和质量.改进芯块制造技术.盒套与包壳材料.优质控制和促进混合氧化物(MOX)燃料发展.
20、目前,俄罗期只有半工业化的MOX生产厂OzerkMayak化学联合厂的Paket厂,在乌里扬诺夫斯克的季米特洛夫格勃核反应堆研究院有一座应用不同技术但尽寸相同的装置.这些都用来制造在季米特洛夫格勃的BOR一60和别洛亚斯克的BN一600堆中试验的燃料组件.几根临界组件在奥布宁斯克的物理与动力工程院运行.俄罗斯在Ozersk的Mayark化学联合厂(300装置)有生产MOX燃料的半建造全规模装置.这将使钚的年生产量达几吨.在300装置试验厂和在Krasnoyarsk一26全规模厂为VVER1000制造MOx燃料的计划还从未实现过.5.3后段俄罗斯的后处理厂和废物处理装鼍是非常基本的.有必要进行改
21、进.核乏燃料处理在俄罗斯的三座封闭性城镇进行:Ozersk的Mayark化学联合厂(Chelyarbinsk一65).Tomsk一7(Seversk)的西伯利亚化学联合厂和克拉斯诺亚尔斯克一26(Zhelzongorsk)的Mountain联台厂,最初的目的是从现场钚生产反应堆燃料中提取武器规划使用的钚.并处理研究堆和海军动力装置的乏燃料元件.但是,作为民用核规划.后处理厂也开始慨复铀在动力堆中的再利用.到1976年,有17座不同设计的运行反应堆.这些装置需要后处理并管理其乏燃料元件.选择了Chelyarbinsk一40堆所在的封闭性城市,那儿有化学分离厂.可以处理来自增殖堆和VVER一440
22、反应堆的燃料.从那以后.来自5座军用钚生产反应堆现场的乏燃料元件必须运至Tomsk作后处理.同年,开始在克拉斯诺亚尔斯克26(RT2)建造一座大型的VVER1000乏燃料元件贮存库和一座新的后处理厂.乏燃料元件贮存库从1985年开放,也制定了计划来利用钚作快堆的反应堆燃料.然而.苏联的解体和切尔诺贝利事故冲击了这些发展.现在有许多装置半途而废,而其它工程还停留在设计板上.大多数放射性废物或作地下处理或贮存在产生地.过去,废物常常直接倾倒进河流和湖泊,而未考虑环境.使得许多地区现在需要清理.俄罗斯打算建造一个永久性的深废物贮存库.但是,由于缺乏资金而受阻.废物积聚的主要厂矿包括铀矿核封闭城镇,特
23、别是郝些有后处理厂,核电厂,核研究院和海军运输港的地方.俄罗斯的废物包括目前不能进行后处理的大量乏燃料元件.6支持基础设施俄罗斯的核工业依赖于大量的科学技术基础,涉及几百个研究院,设计局和制造企业,一些位于封闭性城镇.而其它的则位于主要工业中心,那儿可以提供大范围的支持设施.还有基础研究和应用研究,这些设旒包括放射性同位素的生产.仪器仪表与设备.当时,苏联没有从行政上将军用与民用核规划分开,有一些院所与中心明显地侧重于武器研究,设计与生产.特别是在Sarov(Aramas一10),snezhinsk(chelyarbinsk70),zarechny(Penzal9)和Trekhgomy(z1a
24、t0ust一36)的那些封闭性城镇,它们都隶属于原子能部.同样.与核潜艇有关的研究,设计和建遣主要集中在圣?彼得堡和下诺21夫戈罗德地区与北极及远东的运输港.这些都不同程度地受原子能部和国防部控制.支持这两部分地区的基础研究是在位于莫斯科,圣披得堡,奥布宁斯克,季米特洛夫格勃和新西伯利亚的大多数主要研究中心进行的.它们也承担非军事核应用的研究与开发,并不是所有这些研究院都隶属于原子能部.有些属于科学院.其它的则是独立的.许多设计局和工业企业也承担两方面的工作.随着冷战的结束.由于国防合同和资金用完,许多先前的军事中心转向民用工程.两者之间的界线就更加模糊了.但是,原子能部工作中军用生产的份额到
25、1995年已降至10%,而民用工程则在所有联邦经费中只增长了0.4%.现在研究院提供专家和装置作劳务输出.俄罗斯有5O多所与核研究有关的研究院,许多研究院运行一座或多座反应堆.原子能部的研究与发展(R&D)机构现在大约有员工150000人.7核贸易冷战结束,苏联解体和集中经济的废除都有助于增进俄罗斯与西方国家之间的核合作与贸易.特别是切尔诺贝利灾难后,西方因素已经成为改进安全与进行环境清理技术支持的推动力.欧盟和欧洲重建与发展银行通过许多协议,如TACIS和2hare,对俄罗斯提供多层次的援助,还有许多西方国家的双边援助,特别是来自核安全机构,如美国的核管会和瑞典的SKI.同时,俄罗斯
26、正在出售其技术与企业.早在1973年.苏联就开始出售富集铀设施,俄罗斯现在继续了这一政策.Tomsk一7在1991年开始出售设施,井与法国签订了长期的合同.放射性同位素领域世界范围内的出口也很好地建立并发展起来.直到1990年,苏联从未出售过作为战略原材料的铀,但是当1990年取消限制后,廉价的铀充斥世界市场,美国和欧洲于1992年5月接受其保护性政策.俄罗斯高富集铀部分来自拆除武器,大约已在550t.1992年,美国同意在20年的时间内,从俄罗斯购买120亿美元的高富集铀(HEU).由于美国富集公司的私有化及其它困难,这一计划变得复杂化了.但是,俄罗斯也开始出口核反应堆,决定在伊朗,中国和印
27、度建造其设计的反应堆.燃料循环设施也准备接受苏联/俄罗斯建造反应堆的任何国家的乏燃料元件作后处理.据Mikhail0v(他在原子能部中仍具有重要的位置)称,俄罗斯准备在2000年扩大核出口至35亿美元.俄罗斯也关注着它的邻居们.俄罗斯的核工业饭赖继续增加出口作短暂的生存,国外出售只是避免目前的崩溃而向外的变通而已.即使这样,这一区域也很难承受工资与研究资金短缺的压力Mikhailov说,在过去的五年中,核工业经历了一段空前的困难时期.但是,尽管如此,核工业仍保持稳步运行.继续增加生产.虽然事实上没有现存的财政资金投入.原子能部仍计划增加23%的投资,大约有价值l亿美元的外国资金流入不同的建造工程.随着对伊朗和印度的出口,俄罗斯准备去西方不愿去的市场.到目前为止,遗一政策似乎已制定完善,并将毫无疑问地迈向充满前景的未来.扬启友摘译自(NuclearEngineeringInternationa1),199810邢如军校
