高温气冷堆开启核电发展新空间

2024-03-11 12:13:56 来源：人民网

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日前，全球首座第四代核电站——山东荣成石岛湾高温气冷堆核电站通过168小时连续运行考验，正式投入商业运行。这标志着我国在第四代核电技术研发和应用领域达到世界领先水平。

石岛湾高温气冷堆核电站示范工程于2012年12月正式开工，由中国华能集团有限公司、清华大学、中国核工业集团有限公司共同建设。三方集聚产业链上下游500余家单位，先后攻克了多项世界级关键技术，设备国产化率达到93.4%，研制创新型设备600多台（套），主氦风机就是其中的典型代表。

主氦风机是高温气冷堆的关键设备，其作用相当于传统压水堆机组主泵，是高温气冷堆的“心脏”。“整个制造过程中最关键，也最棘手的难题就是将电磁轴承技术用于主氦风机。”清华大学核研院主氦风机项目负责人王宏介绍，电磁轴承优势多，但将其应用于一回路的主氦风机，在世界上没有先例，应用风险高，研发难度大。

清华大学在电磁轴承设计、控制及传感器研制等方面具有国际领先的技术水平。“这也是主氦风机采用电磁轴承技术路线的底气。”王宏说。他同时表示，技术先进并不代表能直接落地应用。在主氦风机工程样机研制初期，国产电磁轴承的产品在成熟度及制造工艺等方面都存在不足。“比如电磁轴承定、转子各部件的间隙控制。这涉及多个垫片的现场试装与垫片厚度配磨。”

为了不影响整体工程进度，开发团队采用“国内技术—国外产品互相迭代”的研发思路。团队首先以自主研发的国产电磁轴承为基础，研制主氦风机工程样机，验证其设计可靠性。随后，利用国外成熟电磁轴承产品，生产用于示范工程的主氦风机产品。开发团队根据示范工程的技术反馈，不断提升国产电磁轴承产品的成熟度。这种研发思路使国产电磁轴承产品达到了工程技术要求，成功从实验室走向应用一线。

“依托该示范工程，我国系统掌握了高温气冷堆设计、制造、建设、调试、运维技术，培养了一批具备高温气冷堆建设和运维管理经验的高素质专业人才，形成了一套可复制、可推广的标准化管理体系，并建立起以专利、技术标准、软件著作权为核心的自主知识产权体系。”华能山东石岛湾核电有限公司总经理张延旭表示，示范工程投产对促进我国核电安全发展、提升我国核电科技创新水平具有重要意义和积极影响。

目前，通过集中产业链上下游优势资源联合开展技术攻关，示范工程成功研制出2200多套世界首台（套）设备，研发了高温气冷堆特有的调试运行六大关键核心技术。我国在高温气冷堆先进核电技术领域的全球领先地位得以巩固。

为充分发挥核电碳减排的作用和能力，助力实现“双碳”目标，保障电力系统安全稳定，核电的装机比重需要进一步提高。《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》明确指出，积极安全有序发展核电。

专家表示，安全如期达成“双碳”目标，核电“蓄能”势在必行。“十四五”规划和2035年远景目标纲要提出，开展山东海阳等核能综合利用示范。这为我国核能产业发展开辟了新赛道。下一步，核能还需要在电力调峰、核能制氢、核能供汽、核能供暖、海水淡化等方面发挥更大作用。