脑洞成为现实!核电站也能建成移动充电宝!玲龙一号来了

2021-07-13 10:09:39来源:四川在线编辑:覃贻花

四川在线记者 徐莉莎

核电能否造出“移动充电宝”,满足区域性供电需求?今天,脑洞成为现实!

7月13日上午,在祖国最南端的核电基地——海南昌江,全球首个陆上商用模块化小堆玲龙一号开工建设,标志着我国在模块化小型堆技术上走在了世界前列。

玲龙一号发电功率12.5万千瓦,建成后年发电量可达10亿千瓦时,满足52.6万户家庭生活所需。其核岛的面积只有华龙一号的三分之一,功率是华龙一号的十分之一。

华龙一号

区别于传统核电技术,玲龙一号采用的是类似搭积木的模块化建造。通过单个模块标准化设计、制造和批量生产,降低了制造成本。同时它较低的功率,降低了核燃料装载量,减少了放射性源项。

此外,由于其一体化设计,安全性高,建造周期短,部署灵活。可以作为清洁的分布式能源,供电的同时可满足海水淡化、区域供暖/冷、工业供热等多种用途,适用于园区、海岛、矿区、高耗能企业自备能源等多种场景应用。

小堆采用了来自四川的玲龙一号(ACP100)技术。它由在川央企中国核动力研究设计院,历时十余年自主研发,具有自主知识产权。这是中国核电的又一自主创新重大成果,也是四川骄傲!

目前“玲龙一号”是全球唯一通过国际原子能机构官方审查的三代核能小堆。玲龙一号首堆的建设,将使小型堆技术得到全方位实施及验证,加速提升我国在模块式小型堆领域的自主创新能力,为后续规模化、批量化建设奠定基础,巩固我国在这一领域的先发优势,形成我国自主的堆型品牌。

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什么是小型堆?它将为我们的生产生活带来哪些便利?核动力院又是怎样“十年磨一剑”,研发出全球领先的玲龙一号?

近日,记者分别对话了核动力院副院长、总工程师、玲龙一号项目总经理刘承敏和中核集团“玲龙一号”总设计师宋丹戎。

记者:什么叫小型堆?和华龙一号相比有什么区别?

刘承敏:按照国际原子能机构的定义,小型堆是指电功率30万千瓦以下的反应堆。

华龙一号的电功率是100万千瓦远远大于小型堆的功率范围,采用分散布置的反应堆。

华龙一号

玲龙一号的电功率是12.5万千瓦,采用的是一体化布置。每台玲龙一号机组每年发电相当于减少二氧化碳排放88万吨,相当于植树造林750万棵。

记者:我们既然已经全面掌握了华龙一号这样的技术,为何还要开发玲龙一号这种小型堆?

刘承敏:与华龙一号这样的三代大型反应堆主要用于核能发电不同,玲龙一号主要是核能综合利用。

玲龙一号除了可以发电以外,还可实现核能的多用途。比如可以给城市供热、提供工业蒸汽、海水淡化、石油开采等不同需求,适用于园区、海岛、矿区、高耗能企业自备能源等多种场景应用。

玲龙一号稳定性好,可与风电、光伏相互补充,联合构建分布式清洁能源体系。玲龙一号可用于发展中国家、小电网、岛屿开发和燃煤热电机组替代等应用前景,沙特、阿联酋、约旦、印尼、泰国等发展中国家对小堆有浓厚兴趣。

记者:小型堆的技术研发是否借鉴了大型反应堆的技术?和大型反应堆相比,是否更加简单?

刘承敏:小堆大堆采用的都是同一种堆型,都属于压水堆技术,采用了相同的冷却剂和燃料组件形式。

但小堆也有其独特之处,玲龙一号最突出的特征是一体化设计、模块化建造和完全非能动的安全系统。

“反应堆是一个模块,整个反应堆主设备在工厂就装好了,运到现场直接进行安装和调试。”模块化的建造安装,带来的一个优势就是可以缩短现场的施工时间,缩短建造工期。

记者:玲龙一号是从何时开始研发的?在这期间攻克了哪些难题?它的先进技术、先进理念、创新能力体现在哪些方面?

宋丹戎:中核集团对小堆的研发自2010年正式启动,将其列入集团公司的重大科研专项。“因为和传统的堆差别大,所以创新的程度和技术跨度大。

玲龙一号是完全从头开始的自主创新设计。围绕这一开创性的堆型,中国核动力研究设计院开展了反应堆热工水力、安全系统验证、力学性能等试验,研发了包括主泵、驱动机构、直流蒸汽发生器等多项关键设备,并建设了全亚洲最大的非能动安全系统综合实验台架,使玲龙一号的安全性得到了充分的验证。

在研发过程中形成大量实用新型和发明专利,正是因为通过大量的研究,自主的研究,自己的创新研发,这样才形成了现在的小型堆,全球首个能够商用的小型模块化堆。

记者:玲龙一号的安全性如何?在保障安全性上有哪些独特的设计?

宋丹戎:玲龙一号功率小、源项少,应急计划区可以控制在厂区边界内,技术上可实现不需要场外应急干预,可以靠近城镇及工业园区部署。

安全性上,我们下了大功夫,采用“固有安全加非能动安全”的设计理念。

怎么理解呢?一方面,我们预估各种可能发生的潜在事故,在设计阶段,就消除其发生的可能性;此外,玲龙一号采用完全非能动安全系统,也就是说,在反应堆失去供能的情况下,可以利用自然现象和规律确保反应堆的安全,事故后也可以长期不需要人为干预。

记者:我国核电整体发展水平如何?在应对碳达峰、实现碳中和的目标上,核能将发挥怎样的作用和价值?

宋丹戎:截止到今年6月底,我国共建成核电机组51台,在建核电机组算上本次开工的小堆项目共计19台。其中,中核集团建成核电机组24台,在建核电机组8台。

我国核电经过了30多年的发展,实现了核电机组的批量化、规模化发展,随着我国自主研发的三代核电技术华龙一号全球首堆福清5号机组实现商运,我国已成功进入世界核电技术领先行列,实现了由跟跑到并跑的跨越式发展。但在全国电力总装机容量上较世界平均水平仍低约14个百分点,具有较大的发展空间。

本文图片视频由中核集团提供

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