文章來(lai)源(yuan)：經濟參考報 發布(bu)時間：2018-10-09
中(zhong)國(guo)核(he)(he)電(dian)已(yi)成為(wei)世界(jie)能(neng)源市場一支不容(rong)忽視的力(li)量。中(zhong)國(guo)核(he)(he)學會理事長、中(zhong)國(guo)工程院院士李冠(guan)興日(ri)前表(biao)示，核(he)(he)能(neng)在中(zhong)國(guo)已(yi)進入規(gui)模(mo)化發展的新時期(qi)，中(zhong)國(guo)正在成為(wei)核(he)(he)電(dian)發展的中(zhong)心，并為(wei)全球(qiu)核(he)(he)能(neng)發展注入強勁動力(li)。在建(jian)(jian)機組(zu)規(gui)模(mo)位居(ju)世界(jie)第一，技術路(lu)線(xian)“百花齊放”，在三(san)代堆(dui)型中(zhong)，既有從(cong)國(guo)外引進的AP1000、EPR，也有自主(zhu)研(yan)發的華龍(long)一號、CAP1400。其中(zhong)，我國(guo)自主(zhu)研(yan)發建(jian)(jian)設的全球(qiu)首座(zuo)高溫氣(qi)冷堆(dui)示范(fan)工程，因(yin)具有第四代核(he)(he)電(dian)安全特征受到世界(jie)矚目(mu)。
全球首座高溫氣冷堆工程進展順利
華(hua)能山(shan)東石島灣(wan)核電有限公司是中(zhong)國華(hua)能集(ji)團公司控股企業，由華(hua)能集(ji)團、中(zhong)核建(jian)(jian)設(she)集(ji)團和清(qing)華(hua)大學合資建(jian)(jian)設(she)，項目以已建(jian)(jian)成(cheng)投(tou)運的清(qing)華(hua)大學10兆(zhao)瓦高溫(wen)氣冷(leng)實驗堆為(wei)基礎，規劃建(jian)(jian)設(she)一臺(tai)20萬(wan)千瓦高溫(wen)氣冷(leng)堆核電機組。
作(zuo)為國家(jia)科技(ji)重大專項之(zhi)一(yi)，高(gao)溫氣冷(leng)堆(dui)核(he)電站示范(fan)工程項目于2012年底開工建設(she)，目前(qian)仍在建設(she)中。記者在華能山東石島灣核(he)電有限(xian)公司(si)看到，辦(ban)公大樓、職(zhi)工食(shi)堂、值班宿舍、培訓中心、綜合(he)倉庫、應急(ji)道路、碼頭等已經投入使用(yong)，40多(duo)米高(gao)的(de)反(fan)應堆(dui)廠房高(gao)高(gao)矗立，核(he)電廠內綠樹成蔭(yin)。
從20世紀60年代開始(shi)(shi)，英國、美國和德國開始(shi)(shi)研(yan)發高溫(wen)(wen)氣(qi)冷(leng)堆(dui)。從70年代中期起(qi)，清華(hua)(hua)大(da)學(xue)核(he)研(yan)院開始(shi)(shi)進行(xing)高溫(wen)(wen)氣(qi)冷(leng)堆(dui)的研(yan)發。2004年9月底，由國際原子能機(ji)構(gou)主持，清華(hua)(hua)大(da)學(xue)核(he)研(yan)院在10兆瓦高溫(wen)(wen)氣(qi)冷(leng)堆(dui)實驗(yan)(yan)堆(dui)上(shang)進行(xing)了固有安全驗(yan)(yan)證(zheng)實驗(yan)(yan)。
實驗(yan)(yan)結果(guo)顯示，在嚴重事故下(xia)，包括(kuo)喪失所有冷卻(que)能(neng)力的(de)情況下(xia)，不采取(qu)任何人為和機(ji)器的(de)干(gan)預，反(fan)應堆能(neng)保(bao)持安全狀態，并將剩余(yu)熱量排出。美國核(he)學會前任主席克達克教(jiao)授對(dui)這(zhe)一安全實驗(yan)(yan)給予了高度(du)評(ping)價：“中國這(zhe)個高溫氣冷實驗(yan)(yan)堆的(de)技(ji)術及安全水平已經走在了世界(jie)前列。”
石島灣核(he)(he)電廠兩臺(tai)機組的(de)(de)核(he)(he)心(xin)部件反(fan)應堆壓(ya)力(li)容器(qi)已于2016年安裝完成(cheng)。壓(ya)力(li)容器(qi)高約(yue)(yue)25米，重(zhong)約(yue)(yue)610噸，由上(shang)海電氣(qi)核(he)(he)電設(she)備有限公司自(zi)主研發制造(zao)，實現了超(chao)大型(xing)反(fan)應堆壓(ya)力(li)容器(qi)設(she)備的(de)(de)國產(chan)化制造(zao)。
據(ju)華能山東石島灣核電有限公司黨委書記、總經理毛巍(wei)介(jie)紹(shao)，高溫氣冷堆示范工(gong)程的壓(ya)力(li)容器、主氦(hai)風機和蒸發器等設備均實現國產。
石島灣核電廠地處東(dong)部(bu)沿海的(de)山東(dong)半島最東(dong)端，廠址條(tiao)件優良，地質結(jie)構穩定，無海嘯歷史記錄，周邊(bian)人口密(mi)度低，無須(xu)遷(qian)移人口，交通條(tiao)件、取水條(tiao)件良好，電力出線便捷，是國內具備開發建(jian)設大型核電基地的(de)優良濱海廠址之一。這里還規(gui)劃建(jian)設6臺百萬千瓦級壓(ya)水堆核電機組，規(gui)劃總容量在(zai)800萬千瓦以上。
高溫氣冷堆受到國際關注
高溫氣冷堆在當前核電堆型(xing)中處于(yu)什么位置，從下面(mian)的分類(lei)中可以一窺究(jiu)竟(jing)。
第(di)一(yi)代(dai)（GEN－I）核(he)電(dian)(dian)站是早期(qi)的原型堆(dui)電(dian)(dian)站，即1950年至1960年前期(qi)開發(fa)的輕水堆(dui)核(he)電(dian)(dian)站，如美國的希平港壓水堆(dui)、德累(lei)斯頓沸(fei)水堆(dui)以及英國的鎂諾(nuo)克斯石墨氣冷堆(dui)等。
第(di)二(er)代（GEN－Ⅱ）核電站是1960年后期到1990年前期在第(di)一代核電站基礎上開發(fa)建(jian)設(she)的大型商用(yong)核電站，如加拿大坎杜堆、蘇(su)聯(lian)的壓水堆等。目(mu)前世界上的大多數核電站都屬于第(di)二(er)代核電站。
第(di)三代（GEN－Ⅲ）是指先(xian)進的(de)輕水堆核電站，即(ji)1990年后期到2010年開始運行的(de)核電站。第(di)三代核電站采用標(biao)準化(hua)(hua)、最佳化(hua)(hua)設計和安(an)全性更高的(de)非(fei)能(neng)動安(an)全系統，如先(xian)進沸水堆、系統80＋、AP1000、EPR 等歐洲壓(ya)水堆等。
第(di)四代（GEN－Ⅳ）是待開(kai)發的核電站(zhan)，其目標是到2030年(nian)達到實用化(hua)的程度(du)，主要特征是經濟(ji)性高（與(yu)天然氣(qi)火力發電站(zhan)相當）、安(an)全性好、廢物產生量小，并能防止核擴(kuo)散。
據介紹，和(he)第三代核(he)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)(zhan)采用的(de)壓水堆(dui)(dui)技術不同(tong)，高溫氣冷堆(dui)(dui)核(he)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)(zhan)具有良好的(de)固(gu)有安全(quan)性，能(neng)保(bao)證反應(ying)堆(dui)(dui)在任何事故下不發生堆(dui)(dui)芯熔(rong)化和(he)放射性大量釋放，達到第四代核(he)能(neng)系統(tong)核(he)安全(quan)目(mu)標。系統(tong)采用傳統(tong)的(de)蒸(zheng)汽(qi)循環，發電(dian)(dian)(dian)效率(lv)可以達到40％以上，是(shi)目(mu)前發電(dian)(dian)(dian)效率(lv)最高的(de)核(he)反應(ying)堆(dui)(dui)。
目(mu)前(qian)(qian)世(shi)界上的主要(yao)有核國家都在積極發展(zhan)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)氣(qi)冷(leng)堆(dui)(dui)技(ji)術(shu)用(yong)(yong)(yong)于發電(dian)(dian)與制(zhi)(zhi)氫。2005年美(mei)國能(neng)源(yuan)法(fa)案(an)要(yao)求能(neng)源(yuan)部必須在2021年前(qian)(qian)開發并示范利用(yong)(yong)(yong)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)氣(qi)冷(leng)堆(dui)(dui)技(ji)術(shu)進行(xing)(xing)發電(dian)(dian)和（或）制(zhi)(zhi)氫的技(ji)術(shu)和經(jing)濟可行(xing)(xing)性。法(fa)國的法(fa)馬通公司也(ye)在積極開展(zhan)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)氣(qi)冷(leng)堆(dui)(dui)技(ji)術(shu)研(yan)究(jiu)(jiu)，并已參加美(mei)國愛達荷(he)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)氣(qi)冷(leng)堆(dui)(dui)項目(mu)的投(tou)標。日本已經(jing)建(jian)成(cheng)了(le)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)工(gong)(gong)程試驗研(yan)究(jiu)(jiu)堆(dui)(dui)HTTR用(yong)(yong)(yong)于研(yan)究(jiu)(jiu)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)氣(qi)冷(leng)堆(dui)(dui)技(ji)術(shu)和高溫(wen)(wen)(wen)(wen)制(zhi)(zhi)氫技(ji)術(shu)。俄羅斯與美(mei)國共同開發利用(yong)(yong)(yong)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)氣(qi)冷(leng)堆(dui)(dui)燒钚(bu)（Pu）的研(yan)究(jiu)(jiu)。南非已經(jing)開展(zhan)了(le)建(jian)設高溫(wen)(wen)(wen)(wen)氣(qi)冷(leng)堆(dui)(dui)電(dian)(dian)站的前(qian)(qian)期工(gong)(gong)作。
或成為世界核能重要補充
在國家能源局的支持(chi)下，依托示(shi)范(fan)電(dian)站建設(she)，華能集團已(yi)經開展(zhan)了(le)高溫氣(qi)冷(leng)堆商(shang)業化推廣前(qian)景及(ji)經濟性研究(jiu)。初步研究(jiu)結(jie)果認為：高溫氣(qi)冷(leng)堆具(ju)有固有安全(quan)性、系(xi)統簡單、小型模塊化、發(fa)電(dian)效(xiao)率高、應(ying)用途徑廣和廠址適(shi)應(ying)性強等(deng)獨特競爭優(you)勢，且具(ju)有潛在經濟競爭力。由于(yu)堆芯(xin)出口溫度高，高溫氣(qi)冷(leng)堆特別(bie)適(shi)合于(yu)大(da)規模制氫。高溫氣(qi)冷(leng)堆還(huan)(huan)可(ke)以用于(yu)多數(shu)的工(gong)藝(yi)熱應(ying)用領(ling)域，包括煤的氣(qi)化與液化、直接還(huan)(huan)原(yuan)煉(lian)鋼、稠油(you)熱采(cai)、油(you)頁(ye)巖提煉(lian)等(deng)。
根(gen)據(ju)推廣路線(xian)圖設想，具體(ti)可分為近期(qi)準備啟(qi)動階段(duan)(duan)（“十三五(wu)”期(qi)間）、中期(qi)規模(mo)化發(fa)展階段(duan)(duan)（2021年(nian)—2030年(nian)）、遠期(qi)跨(kua)越發(fa)展階段(duan)(duan)（2031年(nian)以后）三步走。
毛巍(wei)認為(wei)，高溫氣冷堆將為(wei)我(wo)國和世界(jie)能(neng)源帶來三方面利好：
一是適應國家(jia)積極發(fa)展(zhan)核(he)(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)的需求。模(mo)塊(kuai)式高溫(wen)氣冷堆(dui)固有安全性好，發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)效率(lv)高：單一模(mo)塊(kuai)反應堆(dui)功率(lv)規模(mo)較(jiao)小(xiao)，通過多(duo)個模(mo)塊(kuai)組合可以形成不同規模(mo)的電(dian)(dian)(dian)(dian)站(zhan)。在廠址選擇及電(dian)(dian)(dian)(dian)網要求上(shang)有靈活性。在我國核(he)(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)市場(chang)上(shang)，大型壓水堆(dui)核(he)(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)站(zhan)將起主導作(zuo)用。模(mo)塊(kuai)式高溫(wen)氣冷堆(dui)核(he)(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)站(zhan)可作(zuo)為大型壓水堆(dui)核(he)(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)站(zhan)的補充(chong)，以滿足(zu)國家(jia)積極發(fa)展(zhan)核(he)(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)的戰略需求。
二是適應(ying)國(guo)(guo)家(jia)未(wei)來對核(he)能(neng)制氫和(he)高(gao)(gao)(gao)溫工藝熱(re)的(de)(de)需(xu)(xu)求(qiu)。隨著石(shi)(shi)油需(xu)(xu)求(qiu)的(de)(de)進一(yi)步(bu)增長(chang)和(he)可開采儲量的(de)(de)減少，預計國(guo)(guo)際油價將進一(yi)步(bu)增長(chang)，國(guo)(guo)際上圍繞石(shi)(shi)油供(gong)應(ying)的(de)(de)政治(zhi)經濟(ji)斗爭會進一(yi)步(bu)加劇(ju)。利用(yong)(yong)高(gao)(gao)(gao)溫氣冷堆(dui)出口溫度高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)獨特優(you)勢，提供(gong)高(gao)(gao)(gao)溫熱(re)源，實(shi)現(xian)規模(mo)化(hua)(hua)制氫，是核(he)能(neng)利用(yong)(yong)的(de)(de)新領域。在稠油熱(re)采、煤(mei)的(de)(de)氣化(hua)(hua)液(ye)化(hua)(hua)、煉(lian)鋼及化(hua)(hua)工過程等方面也存在對高(gao)(gao)(gao)溫工藝熱(re)的(de)(de)需(xu)(xu)求(qiu)。模(mo)塊(kuai)式高(gao)(gao)(gao)溫氣冷堆(dui)技術可以成為滿(man)足國(guo)(guo)家(jia)未(wei)來對核(he)能(neng)制氫和(he)高(gao)(gao)(gao)溫工藝熱(re)需(xu)(xu)求(qiu)的(de)(de)主力技術之一(yi)。
三是適(shi)應國(guo)家發(fa)展先進核電技術(shu)的(de)需求。國(guo)際上(shang)針對(dui)先進核電技術(shu)研(yan)究開發(fa)上(shang)的(de)競(jing)爭激(ji)烈(lie)。在(zai)(zai)模(mo)塊式高溫(wen)氣冷(leng)堆技術(shu)上(shang)，我國(guo)已經(jing)處于世界(jie)前(qian)(qian)列，如完成從(cong)實驗堆技術(shu)向商業堆技術(shu)的(de)提升(sheng)，從(cong)而在(zai)(zai)先進核電技術(shu)領域上(shang)實現自主創新(xin)。中(zhong)國(guo)已與沙特、阿聯酋等國(guo)家和地區簽(qian)訂了高溫(wen)氣冷(leng)堆項(xiang)目(mu)合作諒(liang)解備忘錄，并在(zai)(zai)國(guo)內多個省市開展了60萬(wan)千瓦(wa)高溫(wen)氣冷(leng)堆項(xiang)目(mu)前(qian)(qian)期工作，助推高溫(wen)氣冷(leng)堆項(xiang)目(mu)的(de)商業化(hua)推廣。
“高(gao)溫(wen)氣冷堆示范工(gong)程具有第四代安(an)全特征，對于促進中(zhong)國(guo)核(he)能技術進步，實施(shi)核(he)電走出去，使(shi)中(zhong)國(guo)從核(he)電大國(guo)邁入核(he)電強國(guo)具有重大戰略意義。”毛(mao)巍說。