高温气冷堆打开核电发展新空间（奋进强国路 阔步新征程·重大工程巡礼）

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本报记者 谷业凯
习近平总书记指出，“核工业是高科技战略财产，是国家安全告急基石”“要积极安全有序发展核电，公道确定核电站结构和开发时序”。
山东荣成石岛湾，国家科技重大专项标志性效果——华能石岛湾高温气冷堆核电站树模工程平稳运行，从这里源源不绝输出的电能和热能，满足着各类能源需求。
从2012年12月浇筑第一罐混凝土到2023年12月商运投产，从一片荒滩到全球首座投入贸易运行的第四代核电站，华能石岛湾高温气冷堆核电站树模工程的建成运行，标志着我国在第四代核电技能研发和应用范畴达到国际领先程度。
推动高温气冷堆从实行堆向商用堆跨越
上世纪80年代，在中国科学院院士王大中领导下，清华大学相干科研院所开展先辈核能技能研发。1986年，国家863计划将高温气冷堆列为我国发展的先辈反应堆堆型之一。在国家863计划支持下，清华大学先后突破了球形燃料元件、球床流动特性等多项关键技能，并于2000年建成10兆瓦高温气冷实行堆。
2003年1月29日，高温气冷实行堆乐成实现72小时连续满功率运行。同年，中国核工业集团有限公司与清华大学共同组建了中核能源科技有限公司(以下简称“中核能源”)，推动高温气冷堆技能从实行室走向市场。2006年，高温气冷堆被列入国家科技重大专项；2008年，高温气冷堆总体实行方案获国务院答应，清华大学核能与新能源技能研究院(以下简称“清华核研院”)院长张作义任专项技能总师。
从实行堆向商用堆跨越，摆在团队眼前的困难不少：重大技能转化周期长、收效慢，人才队伍难稳定，科研头脑与工程头脑经常“碰撞”……面对挑战，中核集团和清华大学通力相助，拆除“篱笆墙”、打通从应用基础研究到财产化的“快车道”，搭建了一支跨财产链、跨单元、产学研一体化的项目团队。
在团结攻关中，张作义领导团队取得了多项原创性效果；中核能源等单元的工程技能职员发挥自身在建筑结构、水电暖、三维计划等方面的专业上风，以“啃硬骨头”的精神举行技能消化吸收；双方创建起团结计划机构，实现了计划与施工的高度协同……不绝磨合、加速跨越，产学研融合不绝走向深入。
形成高温气冷堆核电站的自主计划、制造、制作和运行能力
2012年12月，华能石岛湾高温气冷堆核电站树模工程正式开工，由中核集团、清华大学、中国华能集团构成团结攻关团队，共同研发建设。此中，清华大学是技能研发主体，负责研发、总体技能方案及核岛主体系主设备的计划，中核集团作为树模工程建设实行主体及燃料元件生产单元，华能集团作为树模工程建设营运主体。
高温气冷堆核电站树模工程建设面对诸多“第一次”：清华核研院第一次计划树模电站图纸，中核能源第一次做工程总承包，华能集团第一次做核电业主……直面问题，相干单元紧密相助，将研究计划与加工制造深度融合，攻克了一道道技能难关。
蒸汽发生器是高温气冷堆的关键设备，作为全球首创的计划，没有可供参考的制造和装配工艺。团结攻关团队与制造厂家一道，历经7个月完善计划工艺、锻炼制造技能，最终乐成制造出1330根符合计划规范的出口连接受，打通了蒸汽发生器制造的关键路径。
团结攻关团队创新双机翻转的工艺，完成了业界最大、最重反应堆压力容器的吊装，攻克陶瓷堆内构件精确安装的困难以及燃料装卸体系复杂管路安装等技能，高质量完成了树模工程模块化制作施工；团结调试团队研发出一套高温气冷堆特有的调试运行技能，掌握了大要积双模块化反应堆回路强度密封及升温技能、低功率密度特点的反应堆固有安全性能验证技能等六大关键焦点技能……“为实现重大专项的使命目标，团结攻关团队共负担重大专项课题89项，完成了数千项技能攻关。”华能山东石岛湾核电有限公司总经理常重喜说。
“通过树模工程建设，我国形成高温气冷堆核电站的自主计划、制造、制作和运行能力，处于世界领先程度。”中核能源副总经理、总工程师石琦说。
高温气冷堆具有安全系数高、堆芯温度高等上风，在多个范畴有着广阔的应用远景
作为我国完全自主知识产权的先辈核能体系，高温气冷堆具有安全系数高、堆芯温度高等上风，在多个范畴有着广阔的应用远景。
高温气冷堆具备固有安全性。清华核研院副院长董玉杰介绍，高温气冷堆利用耐高温的球形燃料元件，反应堆具有自稳特性，还拥有余热天然散出机制；在计划理念上，则采用了“搭积木”的模块式计划，每个小模块热功率约为大型压水堆核电站的1/10。
“反应堆停堆后产生的余热处于较低程度，意味着即使不举行人为干预，反应堆也能自动停堆并将余热安全地散发出去，从而避免堆芯过热发生熔毁。”董玉杰说。
“高温气冷堆发电效率高，即使采用传统蒸汽循环方式，其发电效率也可达40%以上。”石琦举例，高温气冷堆一回路冷却剂氦气出口温度高达750摄氏度，能够产生541摄氏度的过热蒸汽，可满足石化行业告急的蒸汽需求。别的，高温气冷堆还能产生满足石油精炼和煤化工、稠油热采等范畴需求的高品质蒸汽，又适用于大规模、工业化制取绿氢等。
随着石岛湾高温气冷堆核电站树模工程建成并投入商运，我国高温气冷堆财产链开端形成，为该技能小批量推广创造了条件。石琦介绍，在充分吸收、利用树模工程的主工艺、主设备、固有安全计划、工程验证实践等方面经验的基础上，60万千瓦高温气冷堆技能方案已经形成，并完成了开端计划，全面转入施工图计划阶段。
《 人民日报 》( 2024年12月27日 01 版)

来源：https://www.toutiao.com/article/7452891276384518708
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