清華牽頭研發(fā)設(shè)計 全球首座第四代核電站投入商業(yè)運行
中新網(wǎng)北京12月6日電(記者 高凱)記者從清華大學(xué)獲悉,12月6日,我國具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的國家科技重大專項——華能山東石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程在完成有關(guān)調(diào)試試驗的基礎(chǔ)上,順利完成168小時持續(xù)運行考核,開始商業(yè)運行。
這標志著我國成為世界上第一個實現(xiàn)模塊式高溫氣冷堆核電站商業(yè)運行的國家,也意味著清華核能科學(xué)家持續(xù)數(shù)十年知難而進、眾志成城牽頭研發(fā)的以固有安全為主要特征的先進核能技術(shù),實現(xiàn)了從跟跑、并跑到領(lǐng)跑世界的跨越。
據(jù)介紹,華能山東石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程位于山東榮成。清華大學(xué)是技術(shù)研發(fā)主體,負責(zé)研發(fā)、總體技術(shù)方案及核島主系統(tǒng)主設(shè)備的設(shè)計,中國華能集團作為示范工程建設(shè)營運主體,中國核工業(yè)集團作為示范工程建設(shè)實施主體及燃料元件生產(chǎn)單位。項目聯(lián)合上海電氣、哈爾濱電氣等制造企業(yè),實現(xiàn)了研究、設(shè)計與加工制造的深度融合。示范工程中核島設(shè)備15000余臺套,首臺套設(shè)備超過2200臺,世界首創(chuàng)型設(shè)備超過660臺。配套建設(shè)了目前世界最大規(guī)模年產(chǎn)30萬個燃料球的燃料元件生產(chǎn)線,以及10MW大型氦氣工程試驗回路等一系列試驗設(shè)施。
高溫氣冷堆采用氦氣冷卻,全陶瓷包覆顆粒燃料元件。模塊式高溫氣冷堆采用模塊式設(shè)計,確保反應(yīng)堆不需要應(yīng)急冷卻也能夠處于安全狀態(tài),被稱為固有安全的反應(yīng)堆。國際上開展了大量研究和設(shè)計工作,但一直沒有成功建成商業(yè)電站。
上世紀80年代,以王大中院士為帶頭人的清華大學(xué)核研院團隊將研究目標聚焦在實現(xiàn)反應(yīng)堆固有安全的學(xué)術(shù)理念上。2000年,王大中、吳宗鑫帶領(lǐng)團隊建成了10兆瓦高溫氣冷實驗堆(HTR-10)。在此基礎(chǔ)上,2006年“高溫氣冷堆核電站”被列入國家科技重大專項,清華大學(xué)成為唯一牽頭實施國家科技重大專項的高等學(xué)校,清華大學(xué)核研院院長張作義被任命為總設(shè)計師。2021年,作為實現(xiàn)反應(yīng)堆固有安全的帶頭人,王大中院士榮獲國家最高科學(xué)技術(shù)獎。同年12月,高溫氣冷堆核電站示范工程實現(xiàn)首次并網(wǎng)發(fā)電,至今在調(diào)試過程中已累計發(fā)電3.5億度。
今年8-9月份,我國首次在石島灣高溫氣冷堆核電站上,通過試驗證明了核裂變能也能夠?qū)崿F(xiàn)固有安全,即不依靠人為干預(yù)和應(yīng)急冷卻,僅依靠自然定律,實現(xiàn)裂變反應(yīng)堆的自然冷卻,不會出現(xiàn)堆芯熔化。這標志著我國在實際建成的核電站上,在世界上首次驗證了“固有安全的核裂變能”這一學(xué)術(shù)夢想。
模塊式高溫氣冷堆在國際上被稱為第四代核能系統(tǒng),也被稱為小型模塊堆。清華大學(xué)研發(fā)并實現(xiàn)的模塊式高溫氣冷堆技術(shù)可以提供300℃-500℃高參數(shù)工業(yè)蒸汽,實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)。該技術(shù)采用標準化模塊的概念,每個模塊功率約10萬千瓦。多個模塊并聯(lián),可以形成20萬千瓦和60萬千瓦機組,在我國的工業(yè)蒸汽應(yīng)用市場上已經(jīng)具備商業(yè)競爭力。中國核工業(yè)集團將高溫氣冷堆核能系統(tǒng)列入旗艦型產(chǎn)品序列。清華大學(xué)將與中國核工業(yè)集團、中國華能集團等有關(guān)產(chǎn)業(yè)集團加強合作,實現(xiàn)高溫氣冷堆的標準化系列化,成為助力我國及世界碳達峰碳中和的重大創(chuàng)新型產(chǎn)業(yè)。(完)
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