2021年7月13日,“玲龙一号”在海南昌江核电站开工,这是我国乃至全球首个多用途模块式小型堆科技示范工程。
这种陆上商用模块式小堆的建设,世界上绝大多数国家还都停留在纸面设计上,而我国已经扎扎实实地落地实施了。
半个多世纪以来,中国的核电事业从艰难起航,到如今的领先全球。
这其中的发展充分印证了一句话:“核心技术,靠化缘是要不来的,必须靠自力更生。
”“玲龙一号”,不仅是中国核电事业的又一张亮丽名片,更是改变世界核能格局引领者。
一、逆势而上,建设“小堆”1979年,美国三哩岛出现堆芯熔化的重大核事故;1986年,前苏联的切尔诺贝利核电站发生事故;2011年,日本福岛核事故,再一次惊动全球。
历史上,每一次核事故的发生,都给全球核电业的发展,蒙上一层厚重的阴霾。
然而,就在日本核电站的阴霾发生仅仅17天之后,在全球核电发展都不约而同地按下暂停键的时候,中核新能源有限公司在北京注册成功了。
这家公司致力于小型反应堆产业化发展,在这样的环境中抬步前行,可以说是逆势而上了。
多年来,随着核电发展的多样性需求,越来越多的国家已经开始关注小型核电站的开发和应用。
根据国际原子能结构的定义,电功率小于300MW的核反应堆动力装置即可被称为小型核反应堆,简称小型堆。
相较于大型反应堆,小型堆功率规模更小,安全性能更高,选址较为灵活,应用领域也更加广泛。
小型堆不仅可以为城市供热、供电,更适用于中小电网、岛屿、偏远山区。
国际原子能机构也表示,鼓励和支持发展安全型和经济性都具有良好优势的中小型核电站。
因此美国、俄罗斯、韩国、日本等国家已经纷纷提出了小型核电站技术方案的研发和设计计划。
对于中国来说,未来对环境的要求只会越来越高,因此作为清洁能源之一的核能源结构也一定会占据越来越重要的地位,小型堆也一定会在其中发挥着重要作用。
作为我国核工业发展的主力军中核集团,拥有着完整地核工业系统和强大的科技实力,自然当仁不让,承接起推动小堆产业化发展的重要任务。
核动力院,核电工程公司担当起了研发的重任,但是要想实现产业化发展,还必须注重市场的开拓和推广,实现其经济性。
因此,作为小堆市场开发的主体和平台,中核新能源公司诞生了。
正所谓“使命光荣,责任重大”,小型堆被中核集团寄予了厚望和期待,但是作为一项前沿技术,它的建设也面临着重大的压力。
二、安全经济,优势突出正当中核新能源的工作人员带着极大的热情和动力,准备投入战斗的时候,一盆冷水就毫不客气地浇了下来。
对于小型堆的巨大优势,业界确实有着很清晰的认识,但是这也仅限于内部人士而已。
对于还沉浸在日本福岛核事故恐怖情绪中的大众、地方政府来说,他们对小型堆根本不了解,只想远远地避开。
为了让大众认识、接受小型堆,支持小型堆发展,中核新能源公司开始了小型堆的宣传造势。
2012年4月,第十二届中国国际核工业展览上,中核新能源公司带着小型堆模型参展,赢得了社会各界的广泛关注,随后他们还多次借助各大平台、各种场合推广小堆。
在他们的宣传下,从政府官员到社会公众,都对小型堆有了一定的了解,小型堆还被纳入了国家“十二五”、“十三五”规划中。
小型堆重点型号ACP100的研发,也是历经几年,科研人员艰苦奋战,最终才取得了重大成果。
为了ACP100 ,中核集团投入了大量科研设计人员、将近7亿元的科研经费,涵盖了ACP100设计建造的各主要专业领域,完成实用新型及专利申请400余项,利用多种先进设计手段,终于完成了科研的概念设计,初步安全分析、标准初步设计等工作。
2017年4月28日,中核集团正式对外介绍了多功能模块化小型压水堆ACP100,中核集团还将其命名为“玲龙一号”。
在设计时,科研人员不仅充分考虑了我国现有压水堆的设计、建造、调试和运行经验,还努力使其和国际小型堆的先进设计理念相接轨,使其做到创新设计和成熟技术相结合。
因此,玲龙一号不管是在安全性,还是经济性方面,都具有十分强大的竞争力。
在安全方面,核反应堆不仅能够抵御地震的危害,还能抵御商用大飞机的恶意撞击。
针对之前的福岛核事故,科研人也吸收了经验反馈,消除了原有电站设计的弱点。
这样就极大地减少了事故发生的概率,缓解事故发生的后果,公众安全、投资者利益、电站资产的可用性都得到了保障。
玲龙一号模式快小型堆的一路系统和设备采用了一体化布置,将直流蒸汽发生器置于压力容器内,主泵置于压力容器主泵接管上,这样就从根本上消除了传统压水堆核电站事故假设中最重要的风险之一——反应堆冷却剂大破口事故。
为了极大限制核事故的影响扩展,玲龙一号还设置了多重完善的事故预防和缓解措施。
核岛主厂房采用半埋布置方案,将反应堆本体安置在地面以下,这样就更有利于电站抵抗外部自然灾害和人为事件。
为了兼顾经济性,玲龙一号才用的模块化设计,在制造厂完成制造,这样不但易于控制产品质量,还能缩短现场建造工期,降低了工程的造价。
除了技术问题以外,为玲龙一号选址也是十分关键的一个问题,中核新能源在这方面也遇到了困难。
三、引领世界,阔步前行中核新能源最初看中的厂址位于福建莆田。
这里是沿海地区,经济发展较快,但是能源较为匮乏,对核电有需求,且当地的政府和公众对核都有一定的了解和认识。
但福岛核事故以后,国家就开展了核电安全大检查,暂停了新建核电机组的审批。
因此中核新能源,以小堆的安全性高的优势为切入点,积极和省、市各级政府进行汇报和沟通,终于得到了地方政府的支持。
但是最终还是因为一些原因,莆田建厂的预期失败了。
经过一系列的论证分析,中核新能源再次将关注点放在了海南昌江。
经过2年多的工作,玲龙一号示范工程厂址得以最终落实。
玲龙一号工程项目计划于2026年建成投运,每年发电量可以达到10亿度,这个发电量可以满足海南50多万户家庭的用电需求。
除此以外,作为新型清洁能源,玲龙一号的投运预计每年减少的二氧化碳量就可以达到88万吨,相当于一年种树700多万棵。
玲龙一号完全是中核集团自主研发,它是继华龙一号后,中核又一大自主创新的重大成果。
2016年,玲龙一号通过IAEA通用反应堆安全审查,这是全球首个通过审查的先进小型堆技术。
玲龙一号适用多种场景的能源供应,这是大型核电机组无法取代的功能。
因此玲龙一号不但能够作为工业国家电力负荷需求的补充,还能满足许多电网不能承受大容量机组的发展中国家的电力需求。
可以说玲龙一号示范工程的建设,扩展了我国乃至世界核能应用的领域和范围。
玲龙一号还积极地响应“一带一路”倡议,促进模块式小型堆“走出去”。
目前,中核集团已经开始积极拓展国际小型堆市场,并且和巴基斯坦、伊朗、英国、沙特、巴西等国家都开展了小堆合作洽谈,和部分国家已经开始了项目谈判工作。
但玲龙一号仅仅只是一个开始,中核新能源的核电发展目标还远远不止于此,对他们来说,玲龙一号只是中核小堆产业化的一项内容。
除了玲龙一号以外,他们已经开始了其他两项重要的开发工作。
一项是针对海洋海岛的能源供给,开发浮动核电站。
这对于我国加强国防建设、发展海洋经济都具有重大的意义。
另一项是泳池式低温供热堆,这主要针对的是我国北方城市冬季的采暖供热。
这个项目的实施,将会为我国消除雾霾、保卫蓝天,发挥重要作用。
当前核领域的大国,都在朝着更高端的方向发展,要想引领世界核技术发展,就必须加强我国基础研究能力和原始创新水平。
而玲龙一号示范工程的建设,足以证明我国有足够的实力进行创新和研究。
中核新能源还会不断发展下去,而我国的核事业,也依旧在阔步向前进发。
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