2020年02月07日 星期五
高温气冷堆为我国第四代核电奠定基础

    (上接第一版)

    这个项目受到了国务院的批准,经过非常严格的核安全审查。虽然反应堆具有固有安全性,但是它的安全审查所应有的步骤一点都不能少,采用了跟一般商业核电站同样的标准。2012年12月9日,我们在荣成浇注第一罐混凝土,现在核电站反应堆核岛、汽轮机厂房都已经建成了,我们正在利用主控制室对各个设备进行调试。

    在项目实施过程中产生了若干重大技术突破。我们在清华大学昌平基地建成了世界最大规模的大型氦气工程实验室,实现跟反应堆同样参数的氦气,对即将进入核电站的设备逐个进行工程试验验证。年产30万个高温气冷堆燃料球的生产线已经投入商业运行。美国人认为这是个对于他们来说仍属难题的问题,中国人已经做出来了。

    另外一个关键设备是核电站的心脏,叫做主氦风机。氦气风机采用的是磁悬浮轴承。世界上最大规模立式磁悬浮轴承氦气风机已经制造完成,而且也已经完成了2~3年完整的工程验证实验。另外,反应堆压力容器在世界范围内规模最大、技术要求等级最高,已经由上海电气制造完成。高温气冷堆最后最关键的重大技术突破是蒸汽发生器也已经完成。目前,高温气冷堆核电站的所有设备已经在现场安装,正在做最后的调试。

    总结这个过程,我认为高温气冷堆充分体现了我们国家制度的优越性。它首先是被863计划(国家高技术研究发展计划)列为非常有前景的研究方向,当时美国、德国、日本走在我们前头。从80年代起,清华老校长王大中院士等一代科学家开始跟踪,在科技部支持下,2000年在清华建成实验堆,走进了世界第一方阵。在重大专项支持下,2006~2020年,我们脱颖而出,走到了世界前列。高温气冷堆的建设,是我们国家第一次在自主创新的商用规模核电站建设上,走到世界领先地位。现在美国已经成立了一家公司,也在做这方面的事情,但是已经被我们甩在了身后。

    国际上一个著名的报告称,中国开发和推广他们球床堆的战略是高度创新的,并充分利用了中国独有的优势。如果中国成功建造了一个既提高安全性又经济的模块式反应堆,这样一个核技术上的根本性转变会使中国成为在向其他国家销售商用核反应堆方面的世界领先者。如果这一战略成功的话,它将领先至少10年或者更长时间。某知名杂志曾在2004年9月刊登文章介绍我国的高温气冷堆项目,核心话题是不会熔毁的反应堆。

    现在有若干个国家在跟踪我们的核电技术,而且也要建设并商用,其中包括发达国家。我们以示范工程为技术基础,现在已经完成了60万千瓦机组的初步设计,得到了核工业集团、广核集团、华能集团的关注,将投资这方面的项目。国务院也已经把高温气冷堆核电站列入了相关规划。

    高温气冷堆推广后的用途:第一是燃煤替代。因为温度参数很高,所以对于燃煤电厂,基本上除了把锅炉换成核锅炉,其他都无需改变,在我国东部限制燃煤使用的地区能起到很好的替代作用。第二是热电联产,能产出400~500度以上的高温蒸汽,具有非常高的价值。第三是核能制氢。我们最近研究的技术方案表明,现在利用高温气冷堆能够实现大规模的核能制氢和零碳排放,而且从成本上接近市场的最低水平。2019年7月份,中国核工业集团、宝武集团和清华大学签署了合作协议,共同推动高温气冷堆核能制氢商业化项目和大型工程项目。

    总结起来,我国模块式高温气冷堆已经处于领跑的位置,它具有最高的核能安全水平,能够提供最高温度的核能源。我们即将完成重大专项的预定目标,走向国内外市场。

    (作者系清华大学核能与新能源技术研究院院长。本文根据作者在2019年11月13日由科普时报社、中国科普网主办的MSTA 大家系列科技讲座的演讲速记整理而成,并经本人审阅)

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