經(jīng)濟日報:我國四代核電為何能實現(xiàn)領(lǐng)跑
來源:北京日報客戶端 作者: 發(fā)布時間:2023-12-12 10:42:12
近日,石島灣高溫氣冷堆核電站順利完成168小時持續(xù)運行考核,正式投入商業(yè)運行。這是全球首座投入商運的第四代核電站,是具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的國家重大科技專項標志性成果。
高溫氣冷堆的最大亮點就是在全世界核電站中前所未有地實現(xiàn)了“固有安全”,它是不會熔毀的核反應堆。這是對核電發(fā)展具有重大意義的革命性突破。
影響世界核電發(fā)展的不確定因素中,最核心的因素一直是安全。按國際原子能機構(gòu)對核事件的分級標準,4級至7級為核事故,等級越高危害越大。1979年美國三里島核事故為5級,1986年前蘇聯(lián)切爾諾貝利核事故和2011年日本福島核事故都是最高等級7級。這三起核事故,都引發(fā)了全球范圍的反思,推動了核安全技術(shù)改進和核能監(jiān)管加強。
有沒有可能釜底抽薪,建成永遠不會出現(xiàn)堆芯熔毀的核電站?早在1956年,美國核科學家泰勒就提出了“固有安全”概念:要使公眾接受核能,反應堆安全必須是“固有的”。他還提出一個驗證實驗:抽出所有控制棒而堆芯不熔毀,設(shè)計才足夠安全。這個想法被中國科學家實現(xiàn)了——高溫氣冷堆依靠特殊陶瓷包裹燃料元件,利用惰性氣體氦氣取代水作為冷卻劑,可確保反應堆在喪失電源等極限情況下,不采取任何干預措施都能依靠自身特性保持安全狀態(tài),不會出現(xiàn)堆芯熔毀和放射性物質(zhì)外泄。
實現(xiàn)“固有安全”極為不易,是一場持續(xù)了數(shù)十年的長跑。在石島灣核電站工程中,清華大學是技術(shù)研發(fā)主體。早在上世紀80年代,王大中就帶領(lǐng)清華大學核研院團隊將研究目標指向反應堆固有安全,2000年建成了10兆瓦高溫氣冷實驗堆,并于2004年9月在國際原子能機構(gòu)組織的24個國家60余位科學家的見證下完成了“不插入控制棒下反應堆喪失冷卻”的安全試驗。2006年“高溫氣冷堆核電站”被列入國家科技重大專項,清華大學核研院院長張作義任總設(shè)計師。
高溫氣冷堆是一個向科技創(chuàng)新要“新質(zhì)生產(chǎn)力”的重大成果。安全的高溫氣冷堆,未來也將成為“印鈔”的高溫氣冷堆。
位于山東榮成的石島灣高溫氣冷堆示范工程,由中國華能、清華大學、中核集團共同建設(shè),于2012年12月正式開工,2021年12月首次并網(wǎng)發(fā)電。在示范工程從設(shè)計、建設(shè)到商運的全過程中,國內(nèi)外無任何先例可循,我們突破了一大批“從0到1”的關(guān)鍵核心技術(shù),獲得了完全自主知識產(chǎn)權(quán),形成了完整產(chǎn)業(yè)鏈,建成了可復制、可推廣的標準化管理體系,引領(lǐng)了世界核電技術(shù)發(fā)展方向。
示范工程集聚了設(shè)計研發(fā)、工程建設(shè)、設(shè)備制造、生產(chǎn)運營等產(chǎn)業(yè)鏈上下游500余家單位;核島設(shè)備15000余臺(套),首臺(套)設(shè)備超過2200臺,世界首創(chuàng)型設(shè)備超過660臺,國產(chǎn)化率達到93.4%;配套建設(shè)了目前世界最大規(guī)模的年產(chǎn)30萬個燃料球的燃料元件生產(chǎn)線。目前,高溫氣冷堆商業(yè)化推廣正在拉開序幕,新的項目已經(jīng)開始啟動。
石島灣核電站的成功商運,是一塊成色十足的金牌。中國的核能科學家和工程師團隊研發(fā)出以固有安全為主要特征的先進核能技術(shù),實現(xiàn)了從跟跑、并跑到領(lǐng)跑世界的跨越,并在第四代先進核能的賽道上,跑出了遙遙領(lǐng)先的陣勢。
高溫氣冷堆的最大亮點就是在全世界核電站中前所未有地實現(xiàn)了“固有安全”,它是不會熔毀的核反應堆。這是對核電發(fā)展具有重大意義的革命性突破。
影響世界核電發(fā)展的不確定因素中,最核心的因素一直是安全。按國際原子能機構(gòu)對核事件的分級標準,4級至7級為核事故,等級越高危害越大。1979年美國三里島核事故為5級,1986年前蘇聯(lián)切爾諾貝利核事故和2011年日本福島核事故都是最高等級7級。這三起核事故,都引發(fā)了全球范圍的反思,推動了核安全技術(shù)改進和核能監(jiān)管加強。
有沒有可能釜底抽薪,建成永遠不會出現(xiàn)堆芯熔毀的核電站?早在1956年,美國核科學家泰勒就提出了“固有安全”概念:要使公眾接受核能,反應堆安全必須是“固有的”。他還提出一個驗證實驗:抽出所有控制棒而堆芯不熔毀,設(shè)計才足夠安全。這個想法被中國科學家實現(xiàn)了——高溫氣冷堆依靠特殊陶瓷包裹燃料元件,利用惰性氣體氦氣取代水作為冷卻劑,可確保反應堆在喪失電源等極限情況下,不采取任何干預措施都能依靠自身特性保持安全狀態(tài),不會出現(xiàn)堆芯熔毀和放射性物質(zhì)外泄。
實現(xiàn)“固有安全”極為不易,是一場持續(xù)了數(shù)十年的長跑。在石島灣核電站工程中,清華大學是技術(shù)研發(fā)主體。早在上世紀80年代,王大中就帶領(lǐng)清華大學核研院團隊將研究目標指向反應堆固有安全,2000年建成了10兆瓦高溫氣冷實驗堆,并于2004年9月在國際原子能機構(gòu)組織的24個國家60余位科學家的見證下完成了“不插入控制棒下反應堆喪失冷卻”的安全試驗。2006年“高溫氣冷堆核電站”被列入國家科技重大專項,清華大學核研院院長張作義任總設(shè)計師。
高溫氣冷堆是一個向科技創(chuàng)新要“新質(zhì)生產(chǎn)力”的重大成果。安全的高溫氣冷堆,未來也將成為“印鈔”的高溫氣冷堆。
位于山東榮成的石島灣高溫氣冷堆示范工程,由中國華能、清華大學、中核集團共同建設(shè),于2012年12月正式開工,2021年12月首次并網(wǎng)發(fā)電。在示范工程從設(shè)計、建設(shè)到商運的全過程中,國內(nèi)外無任何先例可循,我們突破了一大批“從0到1”的關(guān)鍵核心技術(shù),獲得了完全自主知識產(chǎn)權(quán),形成了完整產(chǎn)業(yè)鏈,建成了可復制、可推廣的標準化管理體系,引領(lǐng)了世界核電技術(shù)發(fā)展方向。
示范工程集聚了設(shè)計研發(fā)、工程建設(shè)、設(shè)備制造、生產(chǎn)運營等產(chǎn)業(yè)鏈上下游500余家單位;核島設(shè)備15000余臺(套),首臺(套)設(shè)備超過2200臺,世界首創(chuàng)型設(shè)備超過660臺,國產(chǎn)化率達到93.4%;配套建設(shè)了目前世界最大規(guī)模的年產(chǎn)30萬個燃料球的燃料元件生產(chǎn)線。目前,高溫氣冷堆商業(yè)化推廣正在拉開序幕,新的項目已經(jīng)開始啟動。
石島灣核電站的成功商運,是一塊成色十足的金牌。中國的核能科學家和工程師團隊研發(fā)出以固有安全為主要特征的先進核能技術(shù),實現(xiàn)了從跟跑、并跑到領(lǐng)跑世界的跨越,并在第四代先進核能的賽道上,跑出了遙遙領(lǐng)先的陣勢。
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