从福岛核事故看日本的核电技术发展【2】

（二）大量引进存在本质缺陷的美式轻水堆，给日本核电安全埋下隐患

1963～1964年，美国通用电气公司（GE）和西屋电气公司（WH）相继向全世界推销以低浓缩铀为燃料、以轻水（普通水）兼作减速剂和冷却剂的轻水反应堆（LWR），并以价格竞争优势和“交钥匙工程”的出口方式来吸引买家。轻水堆有两种类型，即沸水反应堆（BWR）和压水反应堆（PWR），前者主要由通用电气公司制造，后者由西屋电气公司制造。这原是美国为军舰开发的核动力堆，为了同苏联竞争，通用和西屋公司匆忙对军用反应堆进行改造，为适应商业竞争需要而使用了建造容易、占地较少、造价较低的设计结构，其经济性明显优于可使用天然铀的卡德堆，但缺点是必须使用低浓缩铀，且对安全性考虑不周。这是因为当时美国正致力于同苏联开展核军备竞赛，人力财力都优先投向军事核技术领域，对民用核技术领域的投入 远不能满足建造安全可靠的商用反应堆的需要，致使轻水堆在安全方面存在本质上的缺陷，给大量采用该堆型的日本核电产业的安全问题埋下了隐患。

鉴于轻水堆的整体优势，从1964年开始日本各大电力公司纷纷决定引进。1967年就有三个轻水堆开始动工建设，第一个是日本核能发电公司采用通用与东芝、日立合作制造的沸水堆所建造的“敦贺1号”机组（35.7万千瓦），于1970年3月正式运行，按单位成本计算的输出功率为卡德堆的2.7倍。接着，是关西电力公司采用西屋与三菱重工合作制造的压水堆建设的“美滨1号”机组（34万千瓦），于1970年11月竣工运行，东京电力公司采用通用与东芝、日立合作制造的沸水堆建设的福岛第一核电站1号机组也于1971年8月竣工运行。三个商用反应堆相继竣工运行，标志着日本商用反应堆引进潮的开始，之后日本几乎清一色地采用了美国开发的轻水堆或改良轻水堆。

值得注意的是，日本自身的经济体制特色也影响了其核电产业的发展倾向。“日本式企业经营”的一大特色是重视长远考虑，在同其他企业的交易关系上也追求长期性和持续性，形成“系列企业”。鉴于这种经营特色，一旦某家电力公司选择特定电机公司制造的反应堆型后，就会凭着“关系”长期盯住。比如关西电力与东京电力之所以分别选择压水堆与沸水堆，与其说是比较了两种堆型的优缺点（事实上当时两种堆型的优劣对比并不清晰），更重要的原因是关西电力与三菱重工结成了系列关系，东京电力则与东芝、日立结成了系列关系，至于三菱集团与美国西屋、东芝与美国通用，早在20世纪20年代就展开了战略合作。这意味着电力公司选择轻水堆的不同堆型主要依据“企业关系”而非“性价比”，其结果是最初采用某种堆型的电力公司，其后就“从一而终”。除日本核能发电公司既引进了一个压水堆也引进了两个沸水堆以外，日本九大电力公司均在压水堆和沸水堆中“两者择一”，从而形成了“沸水堆阵营”（东京电力、东北电力、中部电力、北陆电力、中国电力）和“压水堆阵营”（关西电力、北海道电力、四国电力、九州电力），核电站订货完全被美国的通用、西屋以及日本的三菱重工、东芝、日立等大公司所垄断。这种“两大阵营”体制，导致日本核电站采用压水堆与沸水堆的数量和装机容量“势均力敌”、不相上下，与世界市场上这两种堆型的数量对比相去甚远。例如，2000年底，在全世界运行着的355个轻水堆（占反应堆总数436个的81.4%）中，压水堆为271个，沸水堆为84个，压水堆无论在数量上还是装机容量上均为沸水堆的三倍多。而且，法国的57个核电机组全部采用压水堆。尽管压水堆与沸水堆各有优缺点，但相对来说，压水堆安全性能较好，技术比较成熟，日益成为国际上最广泛采用的商用核电反应堆型。而在同期的日本，51个运行着的核电反应堆中，沸水堆28个，压水堆23个，这种因“系列关系”而形成的轻水堆型结构，显然对本国核电安全的总体水平不利。

不仅如此，在电力、电机、建筑公司与通产省结成的“联合体”的努力下，日本一直努力提高引进轻水堆的国产化率。引进第一台沸水堆时，美国通用作为主合同方，日本国内企业负责压力容器制造和安装工程承包，国产化率达到56%；引进第一个压水堆时，美国西屋与关西电力同时作为主合同方，这是因为压水堆的一次回路系统与二次回路系统完全隔开，而二次回路系统与火力发电厂的汽轮机发电系统基本相同，日本国内企业完全有能力承担，其结果是国产化率达到62%。作为美国公司转包厂家的日本核电设备生产企业，尽管在设计、设备保养方面主要依靠引进，但在材料、设备制造和安装方面却达到了相当高的水平，基本做到了“一号堆国产化率达50%～60%，二号堆国产化率上升到80%～90%”的境界。但是反应堆装机容量每跃升一次（比如，从30万～40万千瓦提高到70万～80万千瓦，再提高到百万千瓦），首个反应堆的国产化率就会大幅下降，但第二个同等规模反应堆的国产化率又会立即大幅提高。