文(wen)章來源：經濟參考(kao)報 發布時(shi)間：2018-10-09
中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)核(he)電已成(cheng)為世界(jie)(jie)能(neng)源市場一支不容忽視的力量。中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)核(he)學會理事長、中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)工程院院士李冠興(xing)日前表(biao)示(shi)，核(he)能(neng)在(zai)中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)已進(jin)入(ru)規模化發(fa)(fa)展(zhan)的新時期，中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)正在(zai)成(cheng)為核(he)電發(fa)(fa)展(zhan)的中(zhong)(zhong)心，并(bing)為全(quan)球核(he)能(neng)發(fa)(fa)展(zhan)注入(ru)強勁(jing)動力。在(zai)建機組(zu)規模位居世界(jie)(jie)第一，技術路線“百花齊放”，在(zai)三代堆型中(zhong)(zhong)，既有從國(guo)(guo)(guo)(guo)外引進(jin)的AP1000、EPR，也有自主研(yan)發(fa)(fa)的華龍一號、CAP1400。其中(zhong)(zhong)，我國(guo)(guo)(guo)(guo)自主研(yan)發(fa)(fa)建設(she)的全(quan)球首座(zuo)高溫氣冷堆示(shi)范(fan)工程，因具(ju)有第四代核(he)電安全(quan)特征受到世界(jie)(jie)矚目(mu)。
全球首座高溫氣冷堆工程進展順利
華能山東石島灣核電(dian)有限公司是中國華能集團(tuan)公司控股(gu)企業，由華能集團(tuan)、中核建(jian)設(she)集團(tuan)和清華大學合資建(jian)設(she)，項目(mu)以(yi)已建(jian)成投運的清華大學10兆瓦(wa)高溫(wen)氣冷(leng)實(shi)驗(yan)堆(dui)為(wei)基礎，規劃建(jian)設(she)一臺20萬(wan)千瓦(wa)高溫(wen)氣冷(leng)堆(dui)核電(dian)機組。
作為國家科(ke)技重(zhong)大專(zhuan)項之(zhi)一，高溫(wen)氣冷堆(dui)核(he)電站示范(fan)工(gong)程項目(mu)于2012年(nian)底開工(gong)建(jian)設，目(mu)前仍(reng)在建(jian)設中。記(ji)者(zhe)在華能山東(dong)石(shi)島灣核(he)電有限公司看到(dao)，辦公大樓、職工(gong)食堂、值班宿舍、培訓(xun)中心、綜合倉庫、應急(ji)道路、碼頭等已經投入使用，40多米高的反(fan)應堆(dui)廠房高高矗立(li)，核(he)電廠內綠(lv)樹成蔭。
從20世紀60年代開始，英國、美(mei)國和(he)德國開始研(yan)(yan)(yan)發高(gao)(gao)溫(wen)(wen)氣冷堆(dui)。從70年代中期起，清華(hua)大學(xue)核研(yan)(yan)(yan)院(yuan)開始進(jin)行高(gao)(gao)溫(wen)(wen)氣冷堆(dui)的(de)研(yan)(yan)(yan)發。2004年9月底(di)，由國際原子(zi)能機(ji)構主(zhu)持，清華(hua)大學(xue)核研(yan)(yan)(yan)院(yuan)在10兆瓦高(gao)(gao)溫(wen)(wen)氣冷堆(dui)實(shi)驗(yan)堆(dui)上進(jin)行了固有安全驗(yan)證(zheng)實(shi)驗(yan)。
實(shi)驗(yan)結果顯示(shi)，在(zai)嚴重事故(gu)下(xia)，包括喪失所有冷(leng)卻(que)能力(li)的(de)情(qing)況下(xia)，不采(cai)取任何人(ren)為和機器的(de)干預，反應堆能保持(chi)安(an)全狀態，并(bing)將(jiang)剩余(yu)熱量排出。美國(guo)(guo)核學會(hui)前任主席(xi)克達克教授對這一安(an)全實(shi)驗(yan)給予了高(gao)度評價：“中國(guo)(guo)這個高(gao)溫(wen)氣冷(leng)實(shi)驗(yan)堆的(de)技術及安(an)全水平已經走在(zai)了世界前列。”
石島灣核電(dian)廠(chang)兩(liang)臺(tai)機組(zu)的(de)核心部件反(fan)(fan)應堆壓力(li)容器已于2016年(nian)安裝(zhuang)完成。壓力(li)容器高約(yue)25米，重約(yue)610噸(dun)，由上海電(dian)氣核電(dian)設(she)備有限公司自主研發制(zhi)造(zao)，實現了(le)超大型反(fan)(fan)應堆壓力(li)容器設(she)備的(de)國(guo)產(chan)化制(zhi)造(zao)。
據華能山東石(shi)島灣(wan)核(he)電有限公司黨(dang)委書記(ji)、總經理毛(mao)巍(wei)介紹，高溫氣(qi)冷堆示范工(gong)程的壓力容器、主氦風機和蒸發器等設備均實(shi)現國產。
石(shi)島灣核(he)電(dian)廠地處東部(bu)沿海的山東半島最東端(duan)，廠址條(tiao)(tiao)件優(you)良，地質結構穩定，無海嘯歷史記錄，周邊(bian)人(ren)口(kou)密度低(di)，無須遷移人(ren)口(kou)，交(jiao)通條(tiao)(tiao)件、取水(shui)條(tiao)(tiao)件良好，電(dian)力(li)出線(xian)便捷，是國內(nei)具(ju)備(bei)開發建設(she)大型核(he)電(dian)基地的優(you)良濱海廠址之一。這里還規(gui)劃建設(she)6臺百萬千瓦級壓(ya)水(shui)堆(dui)核(he)電(dian)機組，規(gui)劃總(zong)容(rong)量在800萬千瓦以(yi)上。
高溫氣冷堆受到國際關注
高(gao)溫(wen)氣冷(leng)堆在當前(qian)核電堆型中處于(yu)什么位(wei)置，從(cong)下面的分類中可以一窺(kui)究竟。
第一代（GEN－I）核電站是早期的原型堆(dui)(dui)電站，即1950年至(zhi)1960年前期開發(fa)的輕(qing)水堆(dui)(dui)核電站，如美國的希平港(gang)壓水堆(dui)(dui)、德累(lei)斯頓沸水堆(dui)(dui)以及(ji)英國的鎂諾克斯石墨(mo)氣冷堆(dui)(dui)等(deng)。
第(di)(di)二代(dai)（GEN－Ⅱ）核(he)電站(zhan)是1960年后期到1990年前(qian)期在第(di)(di)一代(dai)核(he)電站(zhan)基礎上開發建(jian)設的大(da)型商用(yong)核(he)電站(zhan)，如加拿大(da)坎(kan)杜堆、蘇聯的壓水堆等。目前(qian)世界上的大(da)多(duo)數核(he)電站(zhan)都(dou)屬于(yu)第(di)(di)二代(dai)核(he)電站(zhan)。
第(di)三代（GEN－Ⅲ）是指先進的(de)(de)輕水堆核電站，即1990年(nian)后期到2010年(nian)開始運行的(de)(de)核電站。第(di)三代核電站采(cai)用標準化(hua)(hua)、最佳化(hua)(hua)設計(ji)和安(an)全性更高(gao)的(de)(de)非(fei)能動安(an)全系統，如(ru)先進沸水堆、系統80＋、AP1000、EPR 等歐洲壓水堆等。
第(di)四代（GEN－Ⅳ）是(shi)(shi)待開發的核(he)電(dian)站，其目標是(shi)(shi)到2030年達到實用化(hua)的程度，主要特征是(shi)(shi)經濟性高（與天然氣(qi)火力(li)發電(dian)站相當）、安(an)全性好、廢物產生量(liang)小，并能防止核(he)擴散。
據(ju)介紹(shao)，和第三代核(he)電(dian)站采用(yong)的(de)壓水堆(dui)技術(shu)不(bu)同，高溫氣(qi)冷堆(dui)核(he)電(dian)站具有良好的(de)固有安(an)全(quan)(quan)性，能保證反應堆(dui)在任何事故下不(bu)發生堆(dui)芯熔化和放射(she)性大量(liang)釋放，達到(dao)第四代核(he)能系(xi)統核(he)安(an)全(quan)(quan)目標。系(xi)統采用(yong)傳統的(de)蒸汽循(xun)環，發電(dian)效(xiao)率(lv)可以達到(dao)40％以上，是目前發電(dian)效(xiao)率(lv)最高的(de)核(he)反應堆(dui)。
目前世界上(shang)的主要有核(he)國(guo)(guo)家都在(zai)積極發(fa)展高(gao)溫(wen)(wen)氣(qi)(qi)冷堆(dui)技(ji)術(shu)用于發(fa)電與制(zhi)氫。2005年(nian)美國(guo)(guo)能源法案要求能源部必須在(zai)2021年(nian)前開(kai)發(fa)并示范利用高(gao)溫(wen)(wen)氣(qi)(qi)冷堆(dui)技(ji)術(shu)進行發(fa)電和(he)(he)（或）制(zhi)氫的技(ji)術(shu)和(he)(he)經濟(ji)可行性。法國(guo)(guo)的法馬通公(gong)司也在(zai)積極開(kai)展高(gao)溫(wen)(wen)氣(qi)(qi)冷堆(dui)技(ji)術(shu)研(yan)究，并已(yi)參加美國(guo)(guo)愛達荷高(gao)溫(wen)(wen)氣(qi)(qi)冷堆(dui)項目的投標。日本已(yi)經建成了高(gao)溫(wen)(wen)工程試驗研(yan)究堆(dui)HTTR用于研(yan)究高(gao)溫(wen)(wen)氣(qi)(qi)冷堆(dui)技(ji)術(shu)和(he)(he)高(gao)溫(wen)(wen)制(zhi)氫技(ji)術(shu)。俄(e)羅斯(si)與美國(guo)(guo)共同開(kai)發(fa)利用高(gao)溫(wen)(wen)氣(qi)(qi)冷堆(dui)燒钚（Pu）的研(yan)究。南(nan)非已(yi)經開(kai)展了建設高(gao)溫(wen)(wen)氣(qi)(qi)冷堆(dui)電站的前期工作(zuo)。
或成為世界核能重要補充
在國家能(neng)源(yuan)局的支持下，依(yi)托示范電站建(jian)設，華能(neng)集團已經開展(zhan)了(le)高(gao)溫氣(qi)(qi)冷堆(dui)商業(ye)化(hua)(hua)推廣(guang)前(qian)景及經濟(ji)性(xing)研(yan)究(jiu)。初步研(yan)究(jiu)結果認為：高(gao)溫氣(qi)(qi)冷堆(dui)具(ju)有(you)固有(you)安全性(xing)、系統簡單、小(xiao)型模(mo)塊化(hua)(hua)、發電效率高(gao)、應用(yong)途徑(jing)廣(guang)和廠址適(shi)應性(xing)強等獨特競(jing)爭優(you)勢，且具(ju)有(you)潛在經濟(ji)競(jing)爭力。由于(yu)堆(dui)芯出口(kou)溫度高(gao)，高(gao)溫氣(qi)(qi)冷堆(dui)特別適(shi)合于(yu)大規模(mo)制氫(qing)。高(gao)溫氣(qi)(qi)冷堆(dui)還可以用(yong)于(yu)多(duo)數的工藝熱應用(yong)領域，包括煤的氣(qi)(qi)化(hua)(hua)與(yu)液化(hua)(hua)、直(zhi)接(jie)還原煉(lian)鋼(gang)、稠油熱采(cai)、油頁巖(yan)提煉(lian)等。
根據(ju)推廣路線圖設(she)想，具體(ti)可分(fen)為近期(qi)準備啟動階段(duan)(duan)（“十(shi)三五”期(qi)間）、中(zhong)期(qi)規模化發展階段(duan)(duan)（2021年—2030年）、遠期(qi)跨越發展階段(duan)(duan)（2031年以后）三步走。
毛巍認為，高溫氣(qi)冷堆將為我(wo)國和世界能(neng)源帶來三方(fang)面利(li)好：
一(yi)是適應國家積(ji)極發展核(he)(he)電(dian)(dian)(dian)的需求(qiu)(qiu)。模(mo)(mo)塊(kuai)式(shi)(shi)高溫氣(qi)冷堆(dui)(dui)固有安全性好，發電(dian)(dian)(dian)效(xiao)率高：單一(yi)模(mo)(mo)塊(kuai)反應堆(dui)(dui)功(gong)率規模(mo)(mo)較小，通(tong)過(guo)多個模(mo)(mo)塊(kuai)組合可以(yi)形成不(bu)同規模(mo)(mo)的電(dian)(dian)(dian)站。在(zai)廠址選(xuan)擇及電(dian)(dian)(dian)網要(yao)求(qiu)(qiu)上(shang)有靈活性。在(zai)我國核(he)(he)電(dian)(dian)(dian)市(shi)場上(shang)，大型壓水(shui)堆(dui)(dui)核(he)(he)電(dian)(dian)(dian)站將起主導(dao)作(zuo)用。模(mo)(mo)塊(kuai)式(shi)(shi)高溫氣(qi)冷堆(dui)(dui)核(he)(he)電(dian)(dian)(dian)站可作(zuo)為大型壓水(shui)堆(dui)(dui)核(he)(he)電(dian)(dian)(dian)站的補充(chong)，以(yi)滿足(zu)國家積(ji)極發展核(he)(he)電(dian)(dian)(dian)的戰略需求(qiu)(qiu)。
二是適應國(guo)(guo)家(jia)未來對(dui)核能制氫和(he)高溫工藝熱(re)的(de)需(xu)(xu)(xu)求。隨著石油(you)需(xu)(xu)(xu)求的(de)進(jin)一步增長和(he)可開采(cai)儲量(liang)的(de)減少，預計(ji)國(guo)(guo)際油(you)價將(jiang)進(jin)一步增長，國(guo)(guo)際上圍繞石油(you)供(gong)應的(de)政治經濟斗爭(zheng)會進(jin)一步加劇。利(li)用(yong)高溫氣(qi)冷堆出(chu)口溫度高的(de)獨(du)特優勢(shi)，提供(gong)高溫熱(re)源，實(shi)現規模(mo)化(hua)制氫，是核能利(li)用(yong)的(de)新領域。在稠(chou)油(you)熱(re)采(cai)、煤的(de)氣(qi)化(hua)液化(hua)、煉(lian)鋼(gang)及化(hua)工過程等方面也存在對(dui)高溫工藝熱(re)的(de)需(xu)(xu)(xu)求。模(mo)塊式高溫氣(qi)冷堆技術可以成為滿足國(guo)(guo)家(jia)未來對(dui)核能制氫和(he)高溫工藝熱(re)需(xu)(xu)(xu)求的(de)主力技術之一。
三是適應(ying)國(guo)(guo)家發展先進(jin)核(he)電技術(shu)(shu)(shu)的需求(qiu)。國(guo)(guo)際上(shang)(shang)針對先進(jin)核(he)電技術(shu)(shu)(shu)研(yan)究開發上(shang)(shang)的競爭(zheng)激(ji)烈。在(zai)(zai)模塊(kuai)式高溫(wen)(wen)(wen)氣(qi)冷(leng)(leng)堆(dui)技術(shu)(shu)(shu)上(shang)(shang)，我國(guo)(guo)已(yi)經處(chu)于世(shi)界前列，如完(wan)成從實驗堆(dui)技術(shu)(shu)(shu)向商業堆(dui)技術(shu)(shu)(shu)的提升(sheng)，從而(er)在(zai)(zai)先進(jin)核(he)電技術(shu)(shu)(shu)領域上(shang)(shang)實現自主創新(xin)。中(zhong)國(guo)(guo)已(yi)與(yu)沙特、阿(a)聯酋等國(guo)(guo)家和地(di)區簽訂了高溫(wen)(wen)(wen)氣(qi)冷(leng)(leng)堆(dui)項目(mu)合作諒解備忘錄，并在(zai)(zai)國(guo)(guo)內(nei)多(duo)個省市開展了60萬千瓦高溫(wen)(wen)(wen)氣(qi)冷(leng)(leng)堆(dui)項目(mu)前期工(gong)作，助推高溫(wen)(wen)(wen)氣(qi)冷(leng)(leng)堆(dui)項目(mu)的商業化推廣。
“高溫氣冷(leng)堆示范工程具有(you)第四代安全特征，對(dui)于促進中國核能技術(shu)進步，實施核電走出(chu)去，使中國從核電大國邁入核電強國具有(you)重大戰略意(yi)義。”毛巍說。