图:2021年1月30日,“华龙一号”全球首堆福清核电5号机组成功投入商运,标志着中国打破国外核电技术垄断进入核电技术先进国家行列。 新华社
2023年3月25日6时55分,随着168小时试运行试验圆满完成,中国西部地区首台“华龙一号”核电机组正式具备商业运行条件。这一次,“华龙一号”真正拥有了“中国心”─由中国完全自主研发的核电神经中枢“和睦系统”。作为大国重器,核电不仅是先进生产力的象征,更关乎一国的能源安全与发展。中国核电起步晚、发展曲折,但经过数十年的不懈努力,中国核电从无到有、从弱到强,不仅依靠拥有自主知识产权的第三代核电技术打破了外国垄断,也成功“出海”巴基斯坦,铸成了一张闪亮全球的“中国名片”,第四代核电技术更跑出了“领航”世界的加速度。\大公报记者 张宝峰
国产核安中枢“和睦系统”获IAEA顶级认证
“华龙一号”是我国具有自主知识产权的三代核电技术,满足我国核安全法规标准和国际原子能机构的安全要求。中广核研究院有限公司党委副书记、总经理卢向晖对大公报表示,“华龙一号”在安全性提升的基础上,反应堆堆芯功率较国内二代核电机组提升了约9%,整体上达到国际先进水平。
作为核电站的“神经中枢”,数字化仪控系统涉及核反应堆的紧急制动,对安全性、可靠性和确定性的要求极高。但由于中国核电起步较晚,很长一段时间内不得不使用国外相关系统。如今,随着“和睦系统”与“华龙一号”双剑合璧,这一“卡脖子”问题终于宣告解决。
新中国成立后第一个核电计划被命名为“581工程”,意思是1958年的第一号工程。工程原计划在前苏联援助下,建设一座石墨水冷堆核电站。然而中苏关系骤然破裂后,苏联专家全部撤离回国并带走了全部资料和数据信息。新中国第二个核电计划“820工程”是由清华大学提出的5万千瓦熔盐增殖堆核电站。但由于前期研发不到位,材料、技术和工艺不成熟,也被迫停止。直至1991年秦山核电站并网发电,才正式结束内地无核电的历史。经过数十年发展,中广核在运核电机组28台,在建核电机组16台,设备国产化能力达100%。中国广核集团也已成长为中国最大、全球第二大核电企业。
中广核数字科技有限公司董事长孙永滨表示,“目前和睦系统已应用于包括‘华龙一号’在内的27台在运在建核电机组,实现多堆型覆盖,为国家节省上百亿元建设资金”。关键核心技术的突破使“和睦系统”平台的整体技术达到国际先进水平,安全性和可靠性设计也达到国际领先水平。如今,“和睦系统”已经通过国际原子能机构(IAEA)独立工程审评(IERICS)报告,中国造核电站“神经中枢”获得国际顶级认证,拿到了进入国际市场的“入场券”。
2022年4月18日,“华龙一号”海外首堆示范工程巴基斯坦卡拉奇K-2/K-3项目全面建成投产,中国拥有自主知识产权的第三代核电技术成功出口国外。此外,自主技术四代核电高温气冷堆示范工程也已成功并网发电;海上浮动堆、一体化小型堆等各种先进核电技术正在齐头并进研发当中。
美学者:中国四代核电领先我们15年
在一代代中国核电人的不懈努力下,如今,中国核电在设计制造、施工安装、调试运行、维修处理、运营管理等各环节,都取得了举世瞩目的成就,并从世界核电领域的边缘逐步走到了舞台中央。可以说,中国核电已从核电技术的追赶者变为并肩者,部分环节已经成为备受瞩目的领跑者。
美国信息技术与创新基金协议(ITFT)在一篇文章中指出,尽管中国的核电技术是在引进西方技术背景下发展起来的,并且也曾遭遇美国的技术封锁,但却成功突破重围,并成为世界领先的核电建设者。麻省理工学院核科学与工程教授雅各布.布翁焦尔诺点评称:“事实上,中国已是世界核技术领先者,特别是部署第四代核反应堆的能力,比美国领先10至15年。”
使用气体冷却 降堆芯熔毁风险
专家表示,要安全如期达成“双碳”目标,核电“蓄能”势在必行。年初,国家重大科技专项标志性成果、全球首座第四代核电站传来捷报──山东荣成石岛湾高温气冷堆核电站商业示范工程圆满通过168小时连续运行考验,正式投入商业运行,标志着我国在第四代核电技术研发和应用领域达到世界领先水平。
高温气冷堆是指“具有高温特征、使用气体进行堆芯冷却”的核反应堆技术,是国际公认的第四代核电技术先进堆型,具有“固有安全性”、即在丧失所有冷却能力情况下、不采取任何干预措施,反应堆仍能保持安全状态,不会出现堆芯熔毁和放射性物质外洩。同时,高温气冷堆所具有的固有安全性、发电效率高、应用领域广等优良性能,使其在核能发电、热电冷联产及高温工艺热应用等领域商业化应用前景广阔,将有助于优化能源结构、保障能源供给安全,推动实现“双碳”目标。
石岛湾高温气冷堆示范工程2012年12月开工,由中国华能、清华大学、中核集团共同建设,具完全自主知识产权,2021年12月首次实现并网发电。示范工程先后攻克多项世界级关键技术,设备国产化率达到93.4%,创新型设备600多台(套)。华能石岛湾核电公司总经理张延旭表示,示范工程成功研制出2200多套世界首台(套)设备,研发高温气冷堆特有的调试运行六大关键核心技术,巩固我国在高温气冷堆先进核电技术领域的全球领先地位。