中核建承建的山东荣成石岛湾高温堆示范工程开工建设

我国系统掌握高温气冷堆技术

——世界首座商用第四代核电站有望在江西瑞金建成

来源:科技日报 2015-4-21 瞿剑

  中国核工业建设集团公司董事长王寿君4月20日宣布,全球瞩目的第四代核电技术——高温气冷堆技术,历经基础研究、实验堆建设、示范堆建设,如今,我国已经系统掌握其全部技术,在国际上长期处于领先地位;在此基础上,江西瑞金高温堆核电项目有望成为世界首座商用第四代核电站。

从实验堆到示范堆、商用堆的发展历程

  王寿君介绍,自2003年中核建携手清华大学共推高温堆技术产业化以来,10余年间,高温堆技术不断走向成熟:由清华大学核研院研发、中核建建造的国家863计划项目——10兆瓦高温气冷实验堆2003年1月7日实现并网发电;2012年12月9日,中核建承建的山东荣成石岛湾高温堆示范工程开工建设,截至4月20日,土建施工进入尾声,将转入设备密集安装阶段,按进度计划将于2017年底建成发电。

  至于公众关注的高温堆商用进程,他透露,日前,商用60万千瓦高温堆江西瑞金核电项目初步可行性研究报告已通过专家评审;下一步,中核建将联合江西省向国家发改委上报项目建议书,申请将该项目列入国家核电规划;在获“路条”后,项目将开展可行性研究工作,项目征地、五通一平、辅助设施建设等也将同步进行;在获得国家发改委核准、并获得国家核安全局颁发的建造许可证后,该项目一期工程2台机组计划于2017年开工,并在建党百周年之际并网发电。

任何情况下都不会发生大量放射性释放

  “相比前三代核电技术,高温堆是一种革命”,因为“任何情况下的零风险,使它具备了固有安全性”。王寿君表示,在任何情况下,高温堆都不会发生堆芯融化事故和大量放射性释放事故,不会对人类健康和环境造成影响,所以是本质上的安全。

  据了解,高温堆的固有安全性得益于极耐高温的燃料元件设计、耐高温全陶瓷堆芯设计、非能动安全系统设计、简化的系统设计和较低的功率密度。2004年,由国际原子能机构主持,清华大学核研院就在10兆瓦高温堆实验堆上进行了固有安全验证实验。实验结果显示,在严重事故下,包括丧失所有冷却能力的情况下,不采取任何人为和机器的干预,反应堆能保持安全状态,并将剩余热量排出。

  如今,经过实验堆的长期运行试验,高温堆的固有安全性已得到了充分验证。

  如果说高温堆的固有安全性是其产业化的基础,那么多领域应用特性则是其产业化的优势之一。王寿君介绍,高温堆出口温度高,可以广泛应用于高效发电、石油化工、煤气化与液化、稠油热采、海水淡化、核能制氢、直接还原炼钢、油页岩提炼等领域,满足不同用户的需求。

名副其实的“中国创造”

  与CAP14000、华龙一号等三代核电自主品牌引进—消化—吸收—再创新的发展路径不同,高温气冷堆是名副其实的“中国创造”。

  王寿君介绍,我国高温堆技术研发工作始于上世纪70年代。通过实施国家863计划,清华大学设计建造了10兆瓦实验堆,成为世界上第一座球床—模块式高温堆。中核建以高温堆工程化研究中心为载体,主导了与工程转化相关的科研课题,支持清华大学开展关键工艺相关的科研课题。而在设备研制上,去年以来,诸如数字化仪控系统、蒸汽发生器、主氦风机、控制棒驱动机等等一系列核心关键设备的研制、验证都取得了突破。目前,“除核级石墨材料国产化正在研发之外,高温堆95%以上的设备可以实现国产化”,极高的国产化率有利于核蒸汽供应系统的成套出口。

商用高温堆技术“走出去”的时机已经成熟

  4月21日,中核建将在京与南非核能公司签订高温堆合作的谅解备忘录。这是这一四代核电中国品牌“走出去”的最新一例。

  “商用高温堆技术‘走出去’的时机已经成熟”。王寿君表示,在核安全标准普遍提升的背景下,新兴核电国家起步晚,起点高,坚持最高核安全标准,这正是中国核电实现“弯道超车”的历史机遇。

  高温堆通过多模块组合的方式,可以建设20万千瓦、40万千瓦、60万千瓦、80万千瓦、100万千瓦等系列装机容量的核电机组,可以灵活适应市场,满足不同电网的需求,适合建设在靠近负荷中心以及拥有中小电网的国家和地区,特别是“一带一路”沿途部分国家和地区。

  他透露,在国家能源局、国家原子能机构、科技部等主管部门的大力支持下,中核建针对阿联酋迪拜、沙特、南非等重点国家和地区,积极推进商用高温堆技术推广。目前,已与迪拜核能委员会签署了合作谅解备忘录;正在为沙特科技城提供高温堆海水淡化概念设计方案,与沙特能源城就签订高温堆合作谅解备忘录达成共识。为了向这些国家提供系统的商业化解决方案,中核建还会同国内有关单位向国际市场提供核燃料供应、乏燃料回收、核电站运行、技术支持、人员培训等配套集成服务。

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