今天（12月6日），我國具有完全自主知識產(chǎn)權的國家重大科技專(zhuān)項、全球首座第四代核電站在山東榮成正式投入商業(yè)運行，標志著(zhù)我國在第四代核電技術(shù)研發(fā)和應用領(lǐng)域達到世界領(lǐng)先水平。高溫氣冷堆技術(shù)是最新一代的核電技術(shù)。
高溫氣冷堆，包括“高溫”“氣冷”兩個(gè)關(guān)鍵詞。“高溫”是指反應堆堆芯采用石墨等耐高溫材料，使得堆芯出口溫度可以達到其他堆型難以企及的高度，讓它不僅能高效發(fā)電，還能利用高溫實(shí)現核能綜合利用、一舉多得。“氣冷”是指反應堆采用惰性氣體氦氣進(jìn)行堆芯冷卻和熱傳導，而非傳統壓水堆核電站的“水冷”方式，氦氣在高溫下不容易與反應堆其他物質(zhì)發(fā)生反應，因此叫做“高溫氣冷堆”。
安全性是核能發(fā)展的生命線(xiàn)，高溫氣冷堆作為第四代核能技術(shù)的先進(jìn)堆型，它具有“天生”的固有安全性，這樣的安全性從何而來(lái)？
高溫氣冷堆被稱(chēng)作“不會(huì )熔毀的反應堆”，它所具備的安全性是從設計原理階段就實(shí)現了的固有安全性。
清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院院長(cháng) 張作義：固有安全反應堆按照定義就是在任何事故和自然災害條件下，不依靠人為的干預，也不依靠外加動(dòng)力，反應堆按照自然規律能夠自然冷卻，堆芯不會(huì )熔化。
眼前這個(gè)拳頭大小的黑色圓球，就是高溫氣冷堆的燃料球。
華能石島灣高溫氣冷堆示范工程調試人員 王銳：它最外面一層是石墨，里面有大概這樣12000個(gè)燃料顆粒，每個(gè)燃料顆粒里都有這個(gè)用于發(fā)生核裂變反應、釋放能量的核燃料。與其他燃料不同，這里的核燃料被四層耐高溫的陶瓷“盔甲”層層包裹，可有效防止放射性物質(zhì)外泄。
高溫氣冷堆示范工程采用模塊化設計制造，由兩座模塊化反應堆組合而成，每一個(gè)模塊都是一座可以獨立運行的小反應堆，能隨時(shí)連續地裝卸核燃料。
高溫氣冷堆技術(shù)在國際上開(kāi)展了大量的研究和設計工作，但是一直沒(méi)有成功建成商業(yè)電站。高溫氣冷堆示范工程從2020年7月全面進(jìn)入調試階段到今天正式投產(chǎn)，在機組調試運行上闖過(guò)重重關(guān)卡，邁進(jìn)世界核電技術(shù)的“無(wú)人區”。
核電站的調試工作相當于給機組“排雷”，對于擁有2200多個(gè)首臺套設備的高溫氣冷堆示范工程來(lái)說(shuō)，毫無(wú)經(jīng)驗可循，難度極大。在石島灣核電站，這里擁有世界上最大、最重的核電壓力容器，它是用來(lái)包裹堆芯和氦氣的大金屬罐，氦氣分子小、易泄漏，因此調試的首要任務(wù)是驗證壓力容器的密封性。
華能石島灣高溫氣冷堆示范工程調試人員 王銳：這可以說(shuō)是罕見(jiàn)的大體積、高氣壓試驗，潛在風(fēng)險高，我們要對壓力容器上100多個(gè)可能漏氣的風(fēng)險點(diǎn)開(kāi)展監測，同時(shí)控制它的溫度，避免設備損壞。
經(jīng)過(guò)近30個(gè)月的調試工作，工程人員累計完成700多項調試試驗，研發(fā)了針對高溫氣冷堆特有的調試運行六大關(guān)鍵核心技術(shù)，成功驗證了高溫氣冷堆的固有安全性和持續運行能力等，實(shí)現了機組的安全穩定運行。
責任編輯： 江曉蓓
標簽：高溫氣冷堆技術(shù)
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