1951年美國首次利用核能發(fā)電。1954年,蘇聯(lián)的第一座核電廠開始向電網(wǎng)送電,隨后,核電在全球范圍內出現(xiàn)高速發(fā)展。作為一種低碳、高效的清潔能源,核電可明顯減少溫室氣體排放,同時其利用效率也是所有發(fā)電設備中最高的。我國在過去幾十年內從零起步,自主研發(fā),走出了一條獨具特色的核能發(fā)展創(chuàng)新之路。
(資料圖片)
| 山溝走出的新能源
| 泰山核電站
1970年8月30日13時,中國西南大山深處的一個山溝溝里,突然爆發(fā)出一陣歡呼。中國發(fā)出了第一度核電,從此,中國人可以造自己的核動力裝置了。從第一度核電,到第一座核電站,又是21年。1991年12月,我國自行設計建造的秦山30萬千瓦核電站并網(wǎng)成功,我國成為世界上第七個能夠自行設計建造核電站的國家。30年來,在有著“國之光榮”之稱的秦山核電站基礎上,我國核工業(yè)整體科技、管理水平實現(xiàn)歷史性跨越,田灣、福清、昌江、三門等一批大型核電基地先后建成。從秦山到福清,我國核電從技術上“一窮二白”起步,到自主設計、建設百萬千瓦級核電站,我國已成為世界上少數(shù)幾個具有完整的核工業(yè)體系的國家之一,并在此基礎上形成了完整的核電產(chǎn)業(yè)鏈,實現(xiàn)了核電的規(guī)?;l(fā)展。
| “華龍一號”機組
| 華龍一號
2021年1月30日,我國自主創(chuàng)新三代核電技術“華龍一號”全球首堆——中核集團福清核電5號機組投入商業(yè)運行,我國在三代核電技術領域躋身世界前列。目前,我國在運核電機組位居全球第三,在建核電機組位居全球第一。華龍一號具有完整自主知識產(chǎn)權。中核集團協(xié)同國內17家高校、科研機構,聯(lián)合58家國有企業(yè)與140余家民營企業(yè),共同突破了包括反應堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器、堆內構件等核心設備在內的411臺設備的國產(chǎn)化,共獲得700余件專利和120余項軟件著作權,覆蓋了設計技術、專用設計軟件、燃料技術、運行維護技術等領域。
相較國外同類工程,“華龍一號”首堆機組成本降低了20%~30%。成本降低意味著商業(yè)化更加容易。憑借著全球領先的技術,華龍一號正走向海外。2021年5月20日,華龍一號海外首堆工程——巴基斯坦卡拉奇2號機組正式投入商業(yè)運行。2022年4月18日,巴基斯坦卡拉奇3號機組通過臨時驗收。至此,華龍一號海外首個工程兩臺機組全面建成投產(chǎn)。除了巴基斯坦,智利、英國等也紛紛提出了項目引進的合作意愿。
據(jù)介紹,按目前市場情況測算,每臺“華龍一號”機組全壽命期在國內創(chuàng)造產(chǎn)值將超過2000億人民幣,并提供超過15萬個就業(yè)崗位。另外,每出口一臺“華龍一號”機組,將為我國帶動相關機電產(chǎn)品和材料出口近200億元。從技術來看,華龍一號是ACP1000與ACPR1000+技術的融合與創(chuàng)新。2013年4月,國家能源局主持召開了自主創(chuàng)新三代核電技術合作協(xié)調會,中核集團和中廣核同意將ACP1000和ACP1000+融合,聯(lián)合開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的三代百萬千瓦級壓水堆華龍一號。
華龍一號吸收了ACP1000和ACP1000+的技術優(yōu)點,不僅運用了“能動與非能動相結合”的安全設計理念、“多重冗余的安全系統(tǒng)”和“177堆芯方案”等先進技術,還使用了自主研發(fā)的CF3先進核燃料組件、實現(xiàn)18個月?lián)Q料周期,充分保證了核電廠的安全性、經(jīng)濟性和先進性,滿足國際最高安全標準要求,是全球接受度最高的三代核電技術之一。
| 厚積薄發(fā)
| 釷基熔巖堆
截至2022年7月,我國所有在運的核電機組為54臺,裝機容量約5215萬千瓦,在建核電機組共21臺,總裝機容量約2351萬千瓦。有機構預計,到2025年在運核電裝機將達到7000萬千瓦,在建裝機約5000萬千瓦;到2030年,核電在運裝機容量將達到1.2億千瓦,核電發(fā)電量約占全國發(fā)電量的8%。與此同時,我國第四代核電技術也在快速推進。2021年12月20日,石島灣高溫氣冷堆核電站1號反應堆首次并網(wǎng)成功,標志著全球首座具有第四代先進核能系統(tǒng)特征的球床模塊式高溫氣冷堆,在我國實現(xiàn)了從“實驗室”到“工程應用”質的飛躍。世界首座釷基熔鹽堆——甘肅武威釷鹽核反應堆主體工程已于2021年6月完工,由于該技術使用氟化鹽作為冷卻劑,無需耗費大量水資源,對核電站的選址要求更低,應用潛力巨大。
| 帶動自主產(chǎn)業(yè)鏈升級
在十幾年前,我國核電的關鍵設備大多數(shù)都是依賴進口。如今,技術的自主創(chuàng)新帶動了高端裝備制造業(yè)升級。
華龍一號涉及5300多家設備供貨廠家,分布在全國各地,各項組件共計6萬多臺套設備,所有核心設備實現(xiàn)國產(chǎn),設備國產(chǎn)率達到88%以上。一大批核電裝備和零部件生產(chǎn)企業(yè)伴隨華龍一號迅速成長,形成了哈爾濱電氣、東方電氣、上海電氣等國企為主導的三代核電裝備供應鏈。以東方電氣為例,作為華龍一號機組主設備核心供應商,東方電氣的核電裝備制造業(yè)務主要由位于廣州的東方重機開展,核電發(fā)電機由東方電機負責實施,核電汽輪機由東方汽輪機負責實施,為核電站提供核I級、II級、III級核島設備及配套產(chǎn)品(如:反應堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器、 余熱排出熱交換器、堆內構件),覆蓋二代加、三代(華龍一號、AP1000、EPR、CAP1400)、四代(高溫氣冷堆、鈉冷快堆)、海洋核動力平臺及國際熱核聚變堆等技術堆型產(chǎn)品。常規(guī)島設備包括高壓加熱器、低壓加熱器、汽水分離再熱器、除氧器等設備及配套產(chǎn)品。
| “玲龍一號”
| “玲龍一號”
玲龍一號(ACP100),是全球首個陸上商用模塊化小堆,是中國核工業(yè)集團有限公司自主研發(fā)并具有自主知識產(chǎn)權的多功能模塊化小型壓水堆堆型,是繼“華龍一號”后的又一自主創(chuàng)新重大成果。是中核集團基于軍用核動力和成熟壓水堆技術研發(fā)的、具有完全自主知識產(chǎn)權的小型壓水堆,是軍民深度融合、創(chuàng)新發(fā)展的重大成果,同時,為加快推動小堆產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,中核集團專門為ACP100注冊了“玲龍一號”商標。與電功率百萬千瓦級的三代大型反應堆“華龍一號”相比,“玲龍一號”除了可以發(fā)電以外,還可實現(xiàn)核能的多用途,比如城市供熱和制冷、工業(yè)供汽、海水淡化、稠油開采等。
小堆因其安全性、靈活性和多用途等方面的獨特優(yōu)勢,在新一輪核能技術變革和國際產(chǎn)業(yè)競爭中的作用日益凸顯?!傲猃堃惶枴苯ǔ珊竽臧l(fā)電量可達10億千瓦時。本世紀初,國際原子能機構(IAEA)正式啟動革新型中小反應堆的開發(fā)計劃。據(jù)IAEA統(tǒng)計,截至2017年全球范圍內正在開發(fā)的小堆技術有超過40種。美、俄、英、日、韓等核電大國均將小堆技術列入國家戰(zhàn)略,加大研發(fā)和產(chǎn)業(yè)推廣力度。
| 開發(fā)應用
1、據(jù)了解,“玲龍一號”的發(fā)電功率和美國的“福特號”核動力航母相差無幾,從這點來看,我國距離核動力航母越來越近了。
2、現(xiàn)在我國正在南海島礁展開填島工程建設,為的就是擁有更多的島嶼,然而,這些島嶼的地理條件有限,無法建造獨立發(fā)電站,時至今日,島嶼的供電工作都是由柴油發(fā)電機以及光伏等臨時發(fā)電儲能裝置完成,運作效率很低。而“玲龍一號”恰好就能緩解島嶼的能源供應環(huán)境,提供充足的核能電力。(圖片源自網(wǎng)絡)
標簽: 巴基斯坦 高溫氣冷堆 自主知識產(chǎn)權
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