日前，全球首座第四代核電站——山東榮成石島灣高溫氣冷堆核電站通過(guò)168小時(shí)連續運行考驗，正式投入商業(yè)運行。這標志著(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。
石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程于2012年12月正式開(kāi)工，由中國華能集團有限公司、清華大學(xué)、中國核工業(yè)集團有限公司共同建設。三方集聚產(chǎn)業(yè)鏈上下游500余家單位，先后攻克了多項世界級關(guān)鍵技術(shù)，設備國產(chǎn)化率達到93.4％，研制創(chuàng )新型設備600多臺（套），主氦風(fēng)機就是其中的典型代表。
主氦風(fēng)機是高溫氣冷堆的關(guān)鍵設備，其作用相當于傳統壓水堆機組主泵，是高溫氣冷堆的“心臟”。“整個(gè)制造過(guò)程中最關(guān)鍵，也最棘手的難題就是將電磁軸承技術(shù)用于主氦風(fēng)機。”清華大學(xué)核研院主氦風(fēng)機項目負責人王宏介紹，電磁軸承優(yōu)勢多，但將其應用于一回路的主氦風(fēng)機，在世界上沒(méi)有先例，應用風(fēng)險高，研發(fā)難度大。
清華大學(xué)在電磁軸承設計、控制及傳感器研制等方面具有國際領(lǐng)先的技術(shù)水平。“這也是主氦風(fēng)機采用電磁軸承技術(shù)路線(xiàn)的底氣。”王宏說(shuō)。他同時(shí)表示，技術(shù)先進(jìn)并不代表能直接落地應用。在主氦風(fēng)機工程樣機研制初期，國產(chǎn)電磁軸承的產(chǎn)品在成熟度及制造工藝等方面都存在不足。“比如電磁軸承定、轉子各部件的間隙控制。這涉及多個(gè)墊片的現場(chǎng)試裝與墊片厚度配磨。”
為了不影響整體工程進(jìn)度，開(kāi)發(fā)團隊采用“國內技術(shù)—國外產(chǎn)品互相迭代”的研發(fā)思路。團隊首先以自主研發(fā)的國產(chǎn)電磁軸承為基礎，研制主氦風(fēng)機工程樣機，驗證其設計可靠性。隨后，利用國外成熟電磁軸承產(chǎn)品，生產(chǎn)用于示范工程的主氦風(fēng)機產(chǎn)品。開(kāi)發(fā)團隊根據示范工程的技術(shù)反饋，不斷提升國產(chǎn)電磁軸承產(chǎn)品的成熟度。這種研發(fā)思路使國產(chǎn)電磁軸承產(chǎn)品達到了工程技術(shù)要求，成功從實(shí)驗室走向應用一線(xiàn)。
“依托該示范工程，我國系統掌握了高溫氣冷堆設計、制造、建設、調試、運維技術(shù)，培養了一批具備高溫氣冷堆建設和運維管理經(jīng)驗的高素質(zhì)專(zhuān)業(yè)人才，形成了一套可復制、可推廣的標準化管理體系，并建立起以專(zhuān)利、技術(shù)標準、軟件著(zhù)作權為核心的自主知識產(chǎn)權體系。”華能山東石島灣核電有限公司總經(jīng)理張延旭表示，示范工程投產(chǎn)對促進(jìn)我國核電安全發(fā)展、提升我國核電科技創(chuàng )新水平具有重要意義和積極影響。
目前，通過(guò)集中產(chǎn)業(yè)鏈上下游優(yōu)勢資源聯(lián)合開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)，示范工程成功研制出2200多套世界首臺（套）設備，研發(fā)了高溫氣冷堆特有的調試運行六大關(guān)鍵核心技術(shù)。我國在高溫氣冷堆先進(jìn)核電技術(shù)領(lǐng)域的全球領(lǐng)先地位得以鞏固。
為充分發(fā)揮核電碳減排的作用和能力，助力實(shí)現“雙碳”目標，保障電力系統安全穩定，核電的裝機比重需要進(jìn)一步提高?！吨泄仓醒?國務(wù)院關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見(jiàn)》明確指出，積極安全有序發(fā)展核電。
專(zhuān)家表示，安全如期達成“雙碳”目標，核電“蓄能”勢在必行。“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要提出，開(kāi)展山東海陽(yáng)等核能綜合利用示范。這為我國核能產(chǎn)業(yè)發(fā)展開(kāi)辟了新賽道。下一步，核能還需要在電力調峰、核能制氫、核能供汽、核能供暖、海水淡化等方面發(fā)揮更大作用。（何 亮）
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