焦点访谈丨从跟随引领，我国核电技术迈上新高度

今天我们继续关注《大国和他们的武器爬得更高》系列。党的二十届中央四次全会指出，“十四五”期间，我国经济实力、科技实力、综合国力跃上新台阶。山东荣成石岛湾高温冷堆堆拥有许多原创、优秀的科技成果。这也是第一座投入商业运营的第四代核电站。建成投运标志着我国在第四代核电技术研发和应用领域达到国际领先水平。先进在哪里？经历了怎样的奇葩研发过程？今天我们步行前往石岛湾。作为第一个第四代NU清电厂、华能石岛湾高温冷堆堆自2023年底投入商业运行以来，已累计安全稳定运行近万小时。这标志着我国在第四代核能技术研发和应用方面已达到世界领先水平。经过一系列的申报程序，穿过重重安检门，我们进入了石岛湾高温冷却堆反应堆，近距离观看了这件威力巨大的重要武器。进入此门，就意味着进入了住宅区。即使核层发生了严重事故，里面的操作人员也可以在足够安全的条件下停留7天。安全是人们在谈论核电站时最关心的话题，而第四代核电站与前几代核电站最大的区别在于，核反应或已实现本质安全。原清华大学核与新能源技术研究院院长、该堆工程高温冷却堆总设计师张作义：本质安全的反应堆只依赖于自然规律，不依赖人、机械和电气设备的干预。它不熔化，熔化后不释放大量放射性。早在20世纪80年代，科学界就开始讨论“本质安全”技术，即在发生严重事故时，反应堆无需人工或机械干预即可保持安全。在经历了美国三哩岛核电站事故、切尔诺贝利核电站等重大核事故后，“自然安全”的重要性更加凸显。为了真正了解这个特点，在通过严格的安全措施后，我们来到了运行中的核反应堆河简单来说，核燃料在反应堆堆芯内经历核裂变的链式反应，将核能转化为热能，再将热能转化为机械能，最后利用机械能驱动发电机发电。这就是核电站的基本原理 从第一代核电站到第四代核电站，发电原理基本相同。至于第四代高温气冷堆核电站，最大的区别之一是采用球形燃料元件代替传统的燃料式反应堆。华能石岛湾核电站运行部副主任 郭世伟：每个反应堆装有43万个燃料球，用于反应、产生能量、发电。每个燃料球最宽的一层直径约为 6 厘米，并包裹在石墨中。有 12,00内部有0个微小颗粒。释放能量的核燃料被四层陶瓷臂包裹。可承受数千摄氏度的高温，有效防止放射性物质的泄漏。郭世伟：我们的燃料元件在1620℃的温度下仍然没有看到任何辐射，放射性物质的释放明显增加，这是高温反应堆为什么能够在高温下运行的主要依据。高温气冷堆的“气冷”除了采用耐高温燃料球外，是指采用惰性气体氦代替水作为冷却剂进行堆芯冷却和导热。正是一系列创新技术的应用，让高温气冷堆实现了真正的“自然安全”。郭士伟：X光或CT扫描后，人体吸收的核辐射剂量比核电工作要高r 工厂已有十年。统一出口设有辐射监测仪器，实时监测，确保空气清洁，空气出口无放射性污染。华能山东石岛湾核电有限公司党委书记、董事长张彦旭：从目前的生产来看，周边环境监测、海洋生物监测、放射性流出物监测等方面没有影响。世界各地正在对高温冷却堆技术进行大量研究和设计工作，但尚未成功建造商业电站。早在20世纪80年代，中科院院士王大中就率领清华大学核研究所团队以反应堆“自然安全”为目标，于2000年建成了10兆瓦高温气冷实验堆。2006年，高温气冷实验堆被列入16计划。国家科技气冷堆比例被纳入探月工程、北斗导航等16项重大国家科技气冷堆堆放项目。这意味着，以高温冷却实验堆为基础，必须克服一系列前所未有的工程技术难题，建设商业规模的高温气冷堆电站。王大中院士的学生、时任清华大学核与新能源技术研究院院长的张作义成为高温气冷堆重大项目的总设计师，开始了一场从实验室到商业应用的技术攻坚战。 2012年12月，华能石岛湾高温堆冷却核电站示范工程正式开工建设。中国华能集团、清华大学大学与中国核工业集团公司组成联合研究团队，共同开发建设该项目。为推进示范项目实现从实验室到工程应用的跨越，联合研究团队在设计、研发、建设、调试过程中攻克了诸多行业难题和世界性“卡脖子”。为保证高温气冷堆核电站示范工程的顺利建设和调试，清华大学在北京帕巴巴戈这座俗称“清华200”的地方建设了先进反应堆工程实验室。石岛湾高温气冷堆核心设备在投产前在这里经过了严格的测试。由于高温气冷堆示范工程尚无先例，许多重大设备均为世界首创，其中包括被誉为“核电之肺”的蒸汽发生器它将被核反应堆产生的热量“加热”的水转化为水蒸气，从而驱动蒸汽涡轮发电机发电。蒸汽发生器采用螺旋管换热结构。作为世界首创的设计，没有可供参考的制造和组装工艺。设计和pagmAmanupaktura的难度超乎想象，影响了整个项目的发展。从材料到设计再到工艺，高温气冷堆主体设备也在考验中国制造业从0到1的能力。参与研发蒸汽发生器的民营企业来自江苏无锡。经过十多年与科研机构和项目方的密切合作，反复测试和打磨，2400张图纸最终变成了1330根符合设计规范的出口连接管，成功打通了蒸汽发生器的关键路径。r 生产。该公司还成长为世界上最大的核蒸发管??制造商。华能山东石岛湾核电有限公司党委书记、董事长张彦旭：高温堆产业的发展得益于我们现在装备制造技术的发展。正是在这个国家体系下，我们才能与科研机构、产品制造商合作，利用中国的制造技术打造一系列的产业链，完成这个项目。在高温气冷堆的研究过程中，国内多所大学、国企、民企携手合作。产业链上下游500多家企业、单位、科研机构共同研究解决工程技术难点。中国华能专门研发并掌握了六大关键核心技术高温冷却反应堆调试和运行的独特技术。高温冷却核岛反应堆15000余台套设备中，首台设备2200台套，世界首创设备660余台，设备国产化率达到93.4%。也成为“十四五”期间我国核电发展历史性成就的一个缩影。中国核能行业协会原副理事长兼秘书长张廷科：通过实施重大科技专项，国家着力突破一些关键核心技术，构建了具有完全自主知识产权的先进核电技术体系。希望形成完整的核工业主题，实现了从研究技术开发到工程示范再到应用的有效衔接。大规模建设。石岛湾高温冷却核电堆无疑是一个金字招牌，让我国在核电技术研发领域实现了追随世界领先的跨越。 “十四五”期间，我国在运、在建、核准建设核电站规模均位居世界第一，核电技术进入世界先进国家行列，核电自主创新能力显着提升。 “十五五”期间，我国还将全面提高自主创新能力。在新的征程中，中国核电事业将不断前行，创造更多辉煌。编辑|高琪李小宋建春摄影|阮安宏宇千金编辑|张文清同永杰策划|瞿桂香于仁山