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全球首个陆上商用模块化小堆玲龙一号开工建设

  菲燕        2021-07-13 15:58:48

7月13日,中核集团海南昌江多用途模块式小型堆科技示范工程(小堆示范项目)在海南昌江核电现场正式开工,至此,该项目成为全球首个开工的陆上商用模块化小堆,标志着我国在模块化小型堆技术上走在了世界前列。


这是中核集团和海南省积极贯彻落实习 近 平总书 记“七一”重要讲话精神以及关于海南自由贸易港建设系列重要批示指示精神的重要举措,是中核集团积极践行国家创新驱动发展战略的又一重大成果,同时也是落地中核集团与海南省政 府战略合作协议的良好实践。


全球首个陆上商用模块化小堆玲龙一号开工建设


自主创新是核工业的灵魂,也是核工业的核心竞争力。小堆示范项目采用中核集团玲龙一号(ACP100)技术。


该技术是中核集团通过十余年自主研发并具有自主知识产权的多功能模块化小型压水堆堆型,是继中核集团三代核电华龙一号后的又一自主创新重大成果。2016年,玲龙一号成为全球首个通过国际原子能机构安全审查的小型堆。


区别于传统核电技术,模块式小型堆技术具有小型化、模块化、一体化、非能动的特点,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。


全球首个陆上商用模块化小堆玲龙一号开工建设


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。它的推广应用可以大大减少我国化石能源的消耗、促进节能减排,对于推动核电安全发展和自主创新,为海南自贸港和生态文明示范区建设提供绿色能源保障具有重要意义。


全球首个陆上商用模块化小堆玲龙一号开工建设


海南昌江多用途模块式小型堆科技示范工程由中国核电全资控股,其建设必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。


核电作为一种安全、清洁、高效能源,不仅是助力我国实现“双碳”目标的有效资源,还与绿色生态的海南相得益彰。目前,中核集团在海南已建成我国最南端的核电基地,昌江核电等一批电力项目建成投产,扭转了电力长期短缺的局面。


按单台65万千瓦核电机组年发电量50亿度计算,相当于节约标煤150万吨,减排374万吨二氧化碳和2.9万吨二氧化硫,相当于每3年再造一座五指山森林公园,为海南绿色崛起提供有力支撑。


科普小贴士


一、什么叫小型堆?和华龙一号相比有什么区别?


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。玲龙一号的电功率是12.5万千瓦,采用的是一体化布置。


二、我们既然已经全面掌握了华龙一号这样的三代大型反应堆的技术,为何还要开发玲龙一号这种小型堆?


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。


三、小型堆的技术研发是否能够借鉴大型反应堆的技术?和大型反应堆相比,是否更加简单?


小堆大堆都属于压水堆技术,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。


四、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?


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。


五、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?


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。


玲龙一号采用“固有安全加非能动安全”的设计理念,通过设计消除多种潜在事故,具有更高的固有安全性。玲龙一号采用完全非能动安全系统,利用自然现象确保反应堆的安全,事故后可以长期不需要人为干预。


六、玲龙一号适用于哪些场景?未来的应用前景如何?如果未来要把它安装在船上甚至汽车上,在技术上还要进行哪些突破?


玲龙一号可用于城市采暖供热、工业供汽、核能海水淡化、热电汽三联产等应用场景。


玲龙一号稳定性好,可作为基荷能源,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。


七、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?


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。


核能发电是一种低排放、高效率的新型能源,具有安全友好、绿色低碳、经济高效等多重优势。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。安全积极有序的批量发展核电,可以连续、稳定的承担碳达峰碳中和任务,助力我国深入推进能源转型,优化能源结构。


脑洞成为现实!核电站也能建成移动充电宝!玲龙一号来了


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。


全球首个陆上商用模块化小堆玲龙一号开工建设


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。


全球首个陆上商用模块化小堆玲龙一号开工建设

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。


全球首个陆上商用模块化小堆玲龙一号开工建设


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。


全球首个陆上商用模块化小堆玲龙一号开工建设

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)

来源:网易号,川观新闻

注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

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