海南昌江玲龍一號(hào)施工現(xiàn)場新華社發(fā)

10億千瓦時(shí)

玲龍一號(hào)建成后年發(fā)電量可達(dá)10億千瓦時(shí),，滿足52.6萬戶家庭一年生活所需。玲龍一號(hào)每臺(tái)機(jī)組每年發(fā)電相當(dāng)于減少二氧化碳排放88萬噸,，種植樹木750萬棵。

“沿海發(fā)達(dá)地區(qū)的土地資源非常寶貴,，如果在那里建一個(gè)大型反應(yīng)堆,，反應(yīng)堆周圍的設(shè)施會(huì)受到限制,；如果建一個(gè)小型的反應(yīng)堆,，既不占用大量土地，反應(yīng)堆需要的冷卻水還可以‘就地取材’,。”9月10日,，中核集團(tuán)玲龍一號(hào)總設(shè)計(jì)師宋丹戎說，在沿海建造小型反應(yīng)堆,，可為沿海城市“充電”。

玲龍一號(hào)就是這樣一個(gè)“核能充電寶”,。玲龍一號(hào)（ACP100）是中核集團(tuán)通過十余年自主研發(fā)并具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的多功能模塊化小型壓水堆堆型，是繼三代核電華龍一號(hào)后的又一自主創(chuàng)新重大成果,。今年7月13日,，玲龍一號(hào)在海南昌江正式開工,，成為全球首個(gè)開工的陸上商用模塊化小型堆，建設(shè)周期58個(gè)月,，預(yù)計(jì)2026年建成。

身材雖小，技術(shù)含量卻很高

按照國際原子能機(jī)構(gòu)的定義,，小型堆是指電功率30萬千瓦以下的反應(yīng)堆。

小型堆曾被中國工程院院士葉奇蓁譽(yù)為核能“游戲的改變者”,。葉奇蓁認(rèn)為，小型堆能夠以高安全水平提供不同的核電聯(lián)產(chǎn)解決方案,，但它需要真正采用創(chuàng)新理念，不能僅僅是第三代反應(yīng)堆的縮小版,。

今年1月30日，電功率100萬千瓦,，采用分散布置的第三代大型反應(yīng)堆華龍一號(hào)全球首堆正式投入商業(yè)運(yùn)營。相比華龍一號(hào),，玲龍一號(hào)小巧玲瓏得多，占地面積只是華龍一號(hào)的三分之一,，采取一體化布置,，電功率12.5萬千瓦,。

除了大小與布置上的差異,，“雙龍”在應(yīng)用場景、技術(shù)研發(fā)上也有不同側(cè)重,。

玲龍一號(hào)項(xiàng)目總經(jīng)理劉承敏表示,，華龍一號(hào)主要用于核能發(fā)電，玲龍一號(hào)則主要是核能綜合利用,。除了發(fā)電，玲龍一號(hào)還能滿足多種需求,，例如城市供熱、海水淡化,、石油開采等,，適用于園區(qū),、海島、礦區(qū),、高耗能企業(yè)自備能源等多種場景,。

劉承敏說,，小型堆最突出的特征是一體化設(shè)計(jì)、模塊化建造和完全非能動(dòng)的安全系統(tǒng),。

玲龍一號(hào)將蒸汽發(fā)生器、反應(yīng)堆,、主泵,、主管道等集合為一體，能夠在工廠內(nèi)模塊化制造并組裝好,，運(yùn)到現(xiàn)場直接進(jìn)行安裝和調(diào)試。通過批量化和快速建造,，縮短現(xiàn)場施工時(shí)間和建造工期,，實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益,。

非能動(dòng)安全系統(tǒng),，可謂玲龍一號(hào)保障安全性的“殺手锏”。設(shè)計(jì)人員采用“固有安全加非能動(dòng)安全”的設(shè)計(jì)理念,，一方面,，通過在設(shè)計(jì)階段預(yù)估潛在事故，消除其發(fā)生的可能性,；另一方面,，在反應(yīng)堆失去供能的極端情況下，使其可以利用自然現(xiàn)象和規(guī)律確保反應(yīng)堆的安全,，事故后也可以在很長一段時(shí)間內(nèi)無需人為干預(yù)。相比大型堆,，玲龍一號(hào)功率小、使用核燃料少,，應(yīng)急計(jì)劃區(qū)可以控制在廠區(qū)邊界內(nèi)，能夠靠近城鎮(zhèn)及工業(yè)園區(qū)部署,。

“因?yàn)楹蛡鹘y(tǒng)堆的差別大，所以創(chuàng)新的程度和技術(shù)跨度大,。玲龍一號(hào)是完全的自主創(chuàng)新設(shè)計(jì),。”宋丹戎說,。圍繞這一開創(chuàng)性的堆型,，中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院攻克了反應(yīng)堆熱工水力、安全系統(tǒng)驗(yàn)證,、力學(xué)性能等關(guān)鍵技術(shù),，研發(fā)了包括主泵,、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、直流蒸汽發(fā)生器等20多項(xiàng)關(guān)鍵設(shè)備,，形成了大量實(shí)用新型專利和發(fā)明專利,。為了充分驗(yàn)證安全性，研發(fā)團(tuán)隊(duì)還建設(shè)了全亞洲最大的非能動(dòng)安全系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)架進(jìn)行試驗(yàn),。

“人類歷史上還沒有一個(gè)12.5萬千瓦的模塊化小型堆，我們利用智慧,，從零到一實(shí)現(xiàn)了玲龍一號(hào)的構(gòu)建,。”中核集團(tuán)玲龍一號(hào)副總設(shè)計(jì)師秦忠說,。

歷經(jīng)考驗(yàn),，終于“落地扎根”

2010年,，中核集團(tuán)正式啟動(dòng)對(duì)小型堆的研發(fā)，玲龍一號(hào)從圖紙走向現(xiàn)實(shí),，可謂“過五關(guān)斬六將”。

造價(jià)成本是第一道關(guān)卡,。

宋丹戎告訴科技日?qǐng)?bào)記者，“玲龍一號(hào)主要通過革新設(shè)計(jì),、簡化系統(tǒng)、批量建設(shè)來降低造價(jià)成本,。同時(shí)，小型堆的建設(shè)相比大型堆,，大幅減少了對(duì)土地資源的占用，這也降低了相關(guān)成本,?！?/span>

他進(jìn)一步解釋說,，大型堆主要通過發(fā)電實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性，而小型堆則另辟蹊徑,，從“供熱”方面實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性。發(fā)電可以通過電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)長距離輸送,，供熱則更依賴貼近用戶的分布式能源,。他表示，“在碳達(dá)峰,、碳中和的全球能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命時(shí)代要求下，穩(wěn)定性好的清潔能源將具有較強(qiáng)的議價(jià)能力,?！?/span>

第二道關(guān)卡在于如何確保安全性,。

研發(fā)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)積極借鑒已有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，歷經(jīng)重重考驗(yàn),，拿到了國內(nèi)許可證和全球“通行證”。2016年,，玲龍一號(hào)成為全球首個(gè)通過國際原子能機(jī)構(gòu)安全審查的小型堆，這也意味著它未來可向海外出口,，為全球能源貢獻(xiàn)中國力量,。

在國內(nèi)，國家核安全局組建了由國家核與輻射安全中心,、蘇州核安全中心專家組成的安全審查聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，對(duì)玲龍一號(hào)的安全性進(jìn)行考察,。2020年6月，國家核安全專家委員會(huì)通過了聯(lián)合團(tuán)隊(duì)對(duì)玲龍一號(hào)的安全評(píng)價(jià)報(bào)告,；2021年7月，國家核安全局頒發(fā)了玲龍一號(hào)示范工程建造許可證,，玲龍一號(hào)正式開工。

此外,，還有設(shè)備的制造供貨難題,。面對(duì)不確定的工期，玲龍一號(hào)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)做了充分的“沙盤推演”,。沙盤推演即通過模擬工程建設(shè)安裝過程，識(shí)別進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn),，提出應(yīng)對(duì)措施,，幫助玲龍一號(hào)確定工期，為這一核能建設(shè)保駕護(hù)航,。

助力“雙碳”，自主品牌“走出去”

核能發(fā)電是一種低排放,、高效率的新型能源，具有安全友好,、綠色低碳,、經(jīng)濟(jì)高效等多重優(yōu)勢(shì)。安全,、積極有序地批量發(fā)展核電,，可以連續(xù)、穩(wěn)定地承擔(dān)碳達(dá)峰,、碳中和任務(wù),，助力我國深入推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),。

據(jù)中核集團(tuán)消息，玲龍一號(hào)建成后年發(fā)電量可達(dá)10億千瓦時(shí),，滿足52.6萬戶家庭一年生活所需。每臺(tái)玲龍一號(hào)機(jī)組每年發(fā)電相當(dāng)于減少二氧化碳排放88萬噸,，種植樹木750萬棵,。它的推廣應(yīng)用可以大大減少我國化石能源的消耗,、促進(jìn)節(jié)能減排,，對(duì)于推動(dòng)核電安全發(fā)展和自主創(chuàng)新具有重要意義。

玲龍一號(hào)不僅在實(shí)現(xiàn)“雙碳”任務(wù)方面是好幫手,，還具有“走出去”的廣闊前景。玲龍一號(hào)由中國核電全資控股,，其建設(shè)使小型堆技術(shù)得到全方位實(shí)施及驗(yàn)證,，將加速提升我國在模塊式小型堆領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力,，鞏固我國在這一領(lǐng)域的先發(fā)優(yōu)勢(shì),，形成自主堆型品牌。

國際原子能機(jī)構(gòu)發(fā)布的《2050核能技術(shù)路線圖》顯示,，建立一個(gè)小型堆市場，首要條件是供應(yīng)商在自己國家首先成功地建造第一座小型堆,，然后其他國家才會(huì)考慮在本國推廣,。因此，玲龍一號(hào)的建設(shè)因而具有自主品牌“走出去”的重要示范價(jià)值,。

“小型堆是國際競爭的焦點(diǎn)之一,。基于靈活性和多用途,，它具有一些無法替代的優(yōu)勢(shì)?！焙Ｄ虾穗娪邢薰军h委書記,、董事長魏國良說,。例如，應(yīng)用于中小電網(wǎng)和區(qū)域電網(wǎng),，小型堆比大型堆更加經(jīng)濟(jì),。

宋丹戎在此前的采訪中也提到：“雖然此類應(yīng)用在國內(nèi)需求量可能不大,，但在美英等國或者中東、非洲國家,，以及領(lǐng)土、人口較少的中小國家,，具有較強(qiáng)的市場優(yōu)勢(shì),。”

“對(duì)于一些僅有幾萬居民的小海島,，大型反應(yīng)堆的發(fā)電功率太高，小型堆就很合適,，而且還可以進(jìn)行海水淡化給島上居民提供淡水,?！敝袊穗婞h委書記盧鐵忠分析：“沿著南海出去,，‘一帶一路’沿線的一些國家如菲律賓、印度尼西亞,、馬來西亞等,，小島很多,。還有像沙特阿拉伯等國家的偏遠(yuǎn)地區(qū)，可能對(duì)此也有需要,?！?/span>