刊登日期 : 07/01/2022
最近中国又达成了一项重大科技成就！石岛湾高温气冷堆核电站示范工程首次并网成功，令中国在这个领域成为世界核电技术的“领跑者”！由中国华能联合清华大学、中核集团共同建设的石岛湾核电站，采用了先进的高温气冷堆技术，加上核电站内自主研制、能抗超过1,600度高温的“燃料球”，令这个高温气冷堆被誉为是“不会熔毁的反应堆”，解决了核能安全利用的世界级难题！
中国三十余年磨一剑 第四代核电技术领先全球
“石岛湾高温气冷堆核电站”示范工程是全球首座球床模块式高温气冷堆核电站，亦是全球首个并网发电的第四代高温气冷堆核电项目，此次成功并网发电意味着反应堆已经可以输出足够的核功率，使到主蒸汽参数和流量满足汽轮机带负荷运转，而机组亦能维持稳定的输出电能，从而能够并入电网开始正式对外输电。
待各种调试完成后，石岛湾核电站将会正式投入商业营运，未来核电站的满功率运行将带来每年14亿度的发电量，可以为200万居民提供生活用电，并减少90万吨的二氧化碳排放。
同时，在核能发电过程中产生的高温蒸汽还能用于热电联产、稠油热采化工、冶金等领域，为实现“双碳”目标和生态环境保护贡献更多的绿色力量。
据了解，石岛湾核电站采用了先进的高温气冷堆技术，从核心关键技术研发到“200号”的10MW实验堆，再到石岛湾核电站示范工程建设，集结了数百位科学家的心血，历经三十余年才取得这个突破性的成果。
“石岛湾高温气冷堆核电站”示范工程先后攻克了核电领域多项世界性、行业性的“卡脖子”关键技术，令设备国产化比率达到了93.4%，其中首次使用的设备就有2,200多台，创新型设备则有600余个，当中包括全球首台高温气冷堆螺旋盘管式直流蒸汽发生器等，初步搭建起了中国自主创新的第四代高温气冷堆核电标准体系和知识产权保护体系，助力中国在第四代先进核能技术领域中抢占发展先机。
据中国华能介绍，高温气冷堆固有安全性好、发电效率高、环境适应性强、用途广泛，在核能发电、热电冷联产及高温工艺热等领域的商业化应用前景广阔，对优化中国能源结构、保障能源供给安全、实现降碳目标皆具有非凡的意义。
目前，中国华能山东石岛湾、海南昌江、福建霞浦三大沿海核电基地发展格局经已全面形成，华能核能技术研究院（华能高温堆技术研究中心）亦已进入实体化运行。
被誉为“不会熔毁的核反应堆” 高温气冷堆核电站固若金汤
作为中国自主设计、建造、调试和运营的新一代核电项目，高温气冷堆核电站示范工程由中国华能联合清华大学、中核集团共同建设，装机容量达到20万千瓦，2006年被列入十六个国家科技重大专项之一，并于2012年底在山东荣成开工建设。“石岛湾高温气冷堆核电站”建成通电后，除了能贡献清洁、优质能源之外，还是世界上首座“不会熔毁的核反应堆”，安全程度可谓是固若金汤。
从1979年美国三哩岛核电站事故，到1986年苏联切尔诺贝利核电站事故，再到2011年日本福岛核电站事故，种种的事例都说明，安全是核能发展的重中之重。
而要实现核能安全，必须妥善控制核裂变反应，能够及时导出停堆以后堆芯的余热，以及牢牢包容好放射性物质。为此，“石岛湾高温气冷堆核电站”采用先进的高温气冷堆技术，结合模块式反应堆设计，自主研制的“高温全陶瓷包覆颗粒球形核燃料元件”等，令此核电站具备极佳的“固有安全性”，即使遭遇突发故障或严重外部事件，如地震等天灾，就算不采取任何干预措施，反应堆堆芯亦不会因而熔毁，放射性物质也不会大量外泄，从根本上解决了核能安全利用的世界级难题。
据中核集团发布的信息显示，高温气冷堆之所以被称为“不会熔毁的反应堆”，其核燃料元件扮演着非常重要的角色，它是一款耐高温全陶瓷包覆颗粒球形核燃料元件，亦可简称为“燃料球”。
“石岛湾高温气冷堆核电站”内的燃料球直径6厘米，最外层是石墨层，内里则是大约12,000个四层全陶瓷材料包覆、直径约为0.9毫米的核燃料颗粒。这种燃料球经过实验证明，即使在1620℃高温的条件下，仍能保持完好并阻挡放射性的幅射泄漏。而且，由于良好的温度负反馈性，即便遇到极端突发事故，反应堆的堆内温度亦不可能达到1620℃的高温限值。
除了燃料球的安全保障外，高温气冷堆在设计上采用模块式设计。相比起传统的大型压水堆，高温气冷堆每一个小模块皆可采用极低的功率密度，此密度仅约为大型压水堆核电站的1/30。如此一来，可令停堆后的反应堆余热维持于较低的水平，意味著即使发生任何意外，就算不进行人为干预，反应堆仍能自动停堆并将余热安全地散出，避免堆芯熔化演变成大型核事故。
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