第三代核電站的安全性和經(jīng)濟(jì)性都將明顯優(yōu)于第二代核電站。由于安全是核電發(fā)展的前提，世界各國(guó)除了對(duì)正在運(yùn)行的第二代機(jī)組進(jìn)行延壽與補(bǔ)充性建一些二代加的機(jī)組外，接下來新一批的核電建設(shè)重點(diǎn)是采用更安全、更經(jīng)濟(jì)的先進(jìn)第三代核電機(jī)組。我國(guó)國(guó)家引進(jìn)的美國(guó)非能動(dòng)AP1000核電站以及廣東核電集團(tuán)公司引進(jìn)的法國(guó)EPR核電站都屬于第三代核電站。
特點(diǎn)
世界各國(guó)在回顧三十余年第二代核電站的建造和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，尤其總結(jié)了美國(guó)三哩島核電站和切爾諾貝利核電站事故的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)之后，為使今后建造的核電站在安全性、經(jīng)濟(jì)性、安全審評(píng)穩(wěn)定性以及保護(hù)核電業(yè)主投資等方面有大的改進(jìn)，首先是美國(guó)電力公司發(fā)起建立先進(jìn)輕水堆（ALWR）設(shè)計(jì)的技術(shù)基礎(chǔ)，為設(shè)計(jì)美國(guó)下一代先進(jìn)輕水堆(ALWR)，推行一項(xiàng)先進(jìn)輕水堆ALWR計(jì)劃，編制了一份美國(guó)核電用戶要求文件(URD)，繼而歐洲10家核電公司也編寫了歐洲核電用戶要求(EUR)文件。
URD和EUR規(guī)范了第三代核電站的設(shè)計(jì)技術(shù)基礎(chǔ)，其要點(diǎn)如下：
1）ALWR計(jì)劃的目標(biāo)：為未來的ALWR提供一整套設(shè)計(jì)的綜合要求、穩(wěn)定的審批基準(zhǔn)、支持ALWR電廠的發(fā)展。
2）ALWR 的14條政策：簡(jiǎn)單化、設(shè)計(jì)裕量、人因、安全、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與安全裕量、管理穩(wěn)定性、標(biāo)準(zhǔn)化、成熟技術(shù)、可維護(hù)性、可建造性、質(zhì)量保證、經(jīng)濟(jì)性、預(yù)防人為破壞、睦鄰友好。
3）ALWR高層安全設(shè)計(jì)要求，其要點(diǎn)如下：
抗事故能力：所有工況下都具有負(fù)的功率反應(yīng)性系數(shù)、采用最好的材料及水質(zhì)、改進(jìn)的人機(jī)界面系統(tǒng)、采用成熟的診斷監(jiān)測(cè)技術(shù)、須留給操縱員足夠的時(shí)間（30分鐘或更長(zhǎng)時(shí)間)來防止設(shè)備的損壞及防止導(dǎo)致較長(zhǎng)停堆的電廠工況等。
防止堆芯損壞：防止堆芯損壞的專設(shè)安全系統(tǒng)應(yīng)滿足執(zhí)照設(shè)計(jì)基準(zhǔn)要求及安全裕量基準(zhǔn)、堆芯損壞頻率小于1×10-5/堆年等。
緩解事故能力：堅(jiān)固而大容積的安全殼和相應(yīng)的專設(shè)安全系統(tǒng)；采用現(xiàn)實(shí)源項(xiàng)分析；控制可燃?xì)錃獾臐舛龋辉诶鄯e發(fā)生頻率大于10-6/堆年的嚴(yán)重事故條件下，在廠址邊界處(離開反應(yīng)堆大約0.5英里)，公眾個(gè)人的全身劑量小于25雷姆等要求。
4）第三代壓水堆核電站有兩種類型：改進(jìn)型電廠（如EPR）和非能動(dòng)型電廠(如 AP1000)。URD對(duì)兩種類型的核電廠又分別提出了專用要求，其要點(diǎn)如下：
改進(jìn)型核電廠：更簡(jiǎn)化的專設(shè)安全系統(tǒng)；至少有兩條隔離的和獨(dú)立的交流電源與電網(wǎng)相連；至少三十分鐘時(shí)間內(nèi)，不考慮操縱員的干預(yù)；在喪失全部給水，至少在2小時(shí)內(nèi)不應(yīng)有燃料損壞；在喪失廠內(nèi)外交流電源的8小時(shí)內(nèi)，燃料沒有損壞等。
非能動(dòng)型核電廠：不要求安全相關(guān)的交流電源；至少72小時(shí)內(nèi)，不需要操作員干預(yù)；嚴(yán)重事故條件下，安全殼有足夠的設(shè)計(jì)裕量；不需要廠外應(yīng)急計(jì)劃等。
以上概括了第三代核電站的特點(diǎn)，我國(guó)國(guó)家引進(jìn)的美國(guó)非能動(dòng)AP1000核電站屬于第三代核電站的非能動(dòng)型核電廠，廣東核電集團(tuán)公司引進(jìn)的法國(guó)EPR核電站屬于第三代核電站的改進(jìn)性核電廠。AP1000和EPR基本上都滿足了上述URD和EUR的相關(guān)要求。
技術(shù)差異
美國(guó)、法國(guó)、俄羅斯等國(guó)都是在吸取20年前的切爾諾貝利嚴(yán)重事故的慘痛教訓(xùn)后，認(rèn)識(shí)到預(yù)防和緩解嚴(yán)重事故的極端重要性，花大力氣進(jìn)行研究開發(fā)預(yù)防和緩解嚴(yán)重事故的對(duì)策和措施，經(jīng)過了十多年的努力，才達(dá)到了工程應(yīng)用的程度。為此，國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)頒發(fā)了新的安全法規(guī)（第二版）對(duì)預(yù)防和緩解嚴(yán)重事故提出了嚴(yán)格要求，我國(guó)國(guó)家核安全局也頒布了新的安全法規(guī)，對(duì)預(yù)防和緩解嚴(yán)重事故提出了新的要求。
第二代核電技術(shù)在安全上不滿足國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)安全法規(guī)（第二版）對(duì)預(yù)防和緩解嚴(yán)重事故的要求，也不符合我國(guó)新頒布的安全法規(guī)對(duì)預(yù)防和緩解嚴(yán)重事故的要求，當(dāng)然也不滿足URD和EUR的要求，但第三代核電技術(shù)能滿足這些要求的。這是第二代核電核電站與第三代核電站在技術(shù)上的主要差異。
例如AP1000和EPR的堆芯損壞頻率（CDF）分別為5.0894×10-7和1.18×10-6/堆年，大量放射性釋放概率分別為5.94×10-8和9.6×10-8/堆年，遠(yuǎn)比第二代核電站低一至二數(shù)量級(jí)。
第二代核電核電站與第三代核電站技術(shù)上存在差異還體現(xiàn)在：先進(jìn)的燃料管理技術(shù)、先進(jìn)的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)的人因工程、先進(jìn)的數(shù)字化儀表控制系統(tǒng)和控制室、寬裕的操作員可不干預(yù)時(shí)間以及、模塊化設(shè)計(jì)和建造技術(shù)等方面。
在中國(guó)
中國(guó)政府從2003年起，就開始啟動(dòng)了第三代核電技術(shù)的招標(biāo)工作。在諸多國(guó)際競(jìng)標(biāo)者中，美國(guó)西屋聯(lián)合體以最先進(jìn)的第三代先進(jìn)壓水堆核電技術(shù)（AP1000）勝出。據(jù)稱，與美國(guó)西屋聯(lián)合體的一系列談判都是由國(guó)家核電（籌）來進(jìn)行的。
2006年12月16日，中美簽署兩國(guó)政府《關(guān)于在中國(guó)合作建設(shè)先進(jìn)壓水堆核電項(xiàng)目及相關(guān)技術(shù)轉(zhuǎn)讓的諒解備忘錄》，標(biāo)志著我國(guó)正式?jīng)Q定引進(jìn) AP1000作為我國(guó)第三代核電站的主力堆型。2007年7月24日，三代核電自主化依托項(xiàng)目核島合同在北京簽署，全球首臺(tái)AP1000核電機(jī)組落戶浙江三門核電站。
中國(guó)購(gòu)買美國(guó)4臺(tái)先進(jìn)的AP1000核電機(jī)組，美方同時(shí)轉(zhuǎn)讓AP1000設(shè)計(jì)技術(shù)、設(shè)備制造和成套技術(shù)、建造技術(shù)等先進(jìn)的核電技術(shù)，中方將完全擁有在引進(jìn)AP1000核電技術(shù)基礎(chǔ)上改進(jìn)和開發(fā)的、輸出功率大于135萬千瓦的、大型非能動(dòng)核電站的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
最終，國(guó)家核電于2007 年7月24日，與美國(guó)西屋聯(lián)合體正式簽訂了4臺(tái)AP1000機(jī)組合同。合同執(zhí)行情況良好，技術(shù)轉(zhuǎn)讓工作正有序開展。林誠(chéng)格相信，“經(jīng)過4臺(tái)機(jī)組的消化吸收，中國(guó)就能實(shí)現(xiàn)AP1000技術(shù)的自主化、國(guó)產(chǎn)化。”2012年9月26日，中國(guó)國(guó)家電監(jiān)會(huì)透露，中國(guó)也在積極推進(jìn)三代核電機(jī)組建設(shè)。[1] 2007年，中國(guó)決定走“引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新”路子，引進(jìn)美國(guó)西屋公司三代AP1000核電技術(shù)，并成立了國(guó)家核電技術(shù)公司，作為技術(shù)引進(jìn)、工程建設(shè)和自主化發(fā)展的主要載體和研發(fā)平臺(tái)。已有浙江三門、山東海陽兩個(gè)依托項(xiàng)目開工建設(shè)。國(guó)家核電技術(shù)公司在充分消化吸收AP1000設(shè)計(jì)技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行的CAP1000初步設(shè)計(jì)已通過公司專家審查。
我國(guó)自主創(chuàng)新的第三代核電項(xiàng)目正在浙江三門和山東海陽進(jìn)行建設(shè)，和正在運(yùn)行發(fā)電的第二代核電機(jī)組相比，預(yù)防和緩解堆芯熔化成為設(shè)計(jì)上的必須要求，而這一點(diǎn)也正是作為第二代核電站的福島核電站事故中暴露出來的弱點(diǎn)。據(jù)悉，我國(guó)第三代核電站將裝備有蓄水池，這樣的“大水箱”在緊急情況下能釋放出大量的水，從而達(dá)到降溫等應(yīng)急需求。
通過總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，美國(guó)、歐洲和國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)都出臺(tái)了新規(guī)定，把預(yù)防和緩解嚴(yán)重事故作為設(shè)計(jì)上的必須要求，滿足以上要求的核電站稱為第三代核電站。
世界上技術(shù)比較成熟、可以據(jù)以建造第三代核電機(jī)組的設(shè)計(jì)，主要有美國(guó)的AP1000(壓水堆)和ABWR(沸水堆)，以及歐洲的EPR(壓水堆)等型號(hào)，它們發(fā)生嚴(yán)重事故的概率均比第二代核電機(jī)組小100倍以上。美國(guó)、法國(guó)等國(guó)家已公開宣布，今后不再建造第二代核電機(jī)組，只建設(shè)第三代核電機(jī)組。而我國(guó)有13臺(tái)第二代核電機(jī)組正在運(yùn)行發(fā)電，未來重點(diǎn)放在建設(shè)第三代核電機(jī)組上，并開發(fā)出具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中國(guó)品牌的第三代先進(jìn)核電機(jī)組。為此，國(guó)務(wù)院決定以浙江三門和山東海陽兩個(gè)核電項(xiàng)目作為第三代核電自主化依托工程，建設(shè)4套第三代AP1000壓水堆核電機(jī)組。國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃綱要已將“大型先進(jìn)壓水堆核電站”列為重大專項(xiàng)。
我國(guó)第三代核電自主化依托項(xiàng)目工程建設(shè)總體上進(jìn)展順利，安全、質(zhì)量、進(jìn)度都處于全面受控狀態(tài)。在此過程中，我國(guó)引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新和自主創(chuàng)新，在世界上率先掌握了第三代核電AP1000的五大核心關(guān)鍵技術(shù)，為推進(jìn)中國(guó)核電產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平的整體跨越，為實(shí)現(xiàn)我國(guó)第三代核電AP1000的自主化、批量化建設(shè)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。核島筏基大體積混凝土一次性整體澆注技術(shù)、核島鋼制安全殼底封頭成套技術(shù)、模塊設(shè)計(jì)和制造技術(shù)、主管道制造技術(shù)、核島主設(shè)備大型鍛件制造技術(shù)，這幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)志著我國(guó)核電技術(shù)達(dá)到新的水平。在建的三門核電站和海陽核電站均為第三代核電站，其主管道均由我國(guó)煙臺(tái)臺(tái)海瑪努爾核電設(shè)備股份有限公司提供，煙臺(tái)臺(tái)海瑪努爾核電設(shè)備有限公司是全球唯一具備二代和三代核電站主管道生產(chǎn)能力的企業(yè)。
