“天生”安全的核电站 核电领域发展新突破

提到核电站,人们最为关注的问题莫过于安全,这也是核能发展的生命线。第四代高温气冷堆技术被称为是目前世界上最先进的核电技术,那它的安全性体现在哪里呢?

华能石岛湾高温气冷堆核电站

近日,由国务院国资委新闻中心和中国华能共同组织的“走进新国企——向新而行 智造未来”融媒体采访团走进华能石岛湾核电基地,深入全球首座第四代核电站生产一线,探寻“大国重器”里的新质生产力,传递“中国智造”力量,展现“中国品牌”魅力。

在石岛湾核电科技馆,记者通过观看宣传片,听取现场讲解,详细了解华能核电战略规划和高温气冷堆技术创新难点。

“不怕没有电、不怕没有水、不怕没有气、不怕没有人。在最极端的情况下,即使反应堆突发故障或遭遇自然灾害,一切操作系统都失灵的情况下,不依靠任何外界干预,反应堆仍然可以依靠自身的物理特性,保持在安全状态。”华能石岛湾核电公司运行值长仝礼允介绍说,要实现核能安全,必须确保三大要素:一是核裂变反应的有效控制,二是及时导出停堆以后堆芯的余热,三是牢牢地把放射性物质包容起来。“如果反应堆不靠外部动力、冷却剂等,就能确保核反应不失控、反应堆不熔毁、放射性不泄漏,那就是‘天生’安全的。

在设计建造过程中,示范工程拥有三道防线:第一道防线是耐高温的球形燃料元件,四层耐高温的陶瓷“盔甲”包裹着核燃料,保证燃料球在1620摄氏度高温条件下结构不发生变化,仍然能够有效阻挡放射性泄漏。

第二道防线是反应堆具有自稳特性。当温度达到设定阈值时,反应堆会进行负反馈,功率自己会降下来,使核裂变反应得到有效控制。

第三道防线则是非能动的余热排出系统。该反应堆在停堆后,堆芯还会存在余热,需要把这些热量导出才能确保反应堆的安全。高温气冷堆设置了一套非能动的余热排出系统。不需要任何的外界动力,不需要水泵和风机,堆芯余热能够借助热传导、自然对流换热和热辐射等自然机制的非能动方式,将热量释放到大气中,避免堆芯过热发生熔毁。

这意味着,高温气冷堆在发生意外时,即使不人为干预,反应堆也能自动停堆并排出余热。反应堆堆内温度不可能达到1620摄氏度的高温限值,更不会发生堆芯熔化。

层层防线之下,华能石岛湾高温气冷堆核电站在全世界首次于商业规模核电站上实现“固有安全”。

除了固有安全性,高温气冷堆还具有出口温度高、环境友好性、模块化设计等优良性能,可广泛应用于热电联产、稠油热采、化工冶金等领域,商业化应用前景广阔。

华能石岛湾核电公司技术支持部马刚讲述了示范工程攻克设备制造、建安装配、调试运行“三道难关”,勇闯世界核电技术“无人区”,坚持协同创新的故事。

培训中心教员李晶讲述了华能核电公众沟通品牌“连心桥”背后的温情故事,展现了华能核电人搭建信任之桥、科学之桥、责任之桥,不断提升公众对核电认知度认可度的有力举措。

据了解,华能石岛湾核电基地是华能三大核电基地之一,在运1台20万千瓦高温气冷堆示范工程,同步扩建4台百万千瓦“华龙一号”商用压水堆机组。华能石岛湾高温气冷堆示范工程是我国完全自主设计、建造、调试和运营的全球首座球床模块式高温气冷堆,也是全球首个第四代核电技术商业化示范项目,于2023年12月6日投入商运,设备国产化率达到93.4%。今年3月27日,示范工程核能供暖项目正式并网运行,标志着第四代核能综合利用取得突破。