大国重器华龙一号 (四代核电站和华龙一号)

11月27日中国自主研发设计的第三代核电"华龙一号"获得巨大成功,使用"华龙一号"的中核集团福清核电5号机组顺利组网并且开始发电。据中核集团12月8日消息,就在前一天的12月7日,"华龙一号"示范工程福清核电6号组的500kV倒送电工作也顺利完成,这也标志着"华龙一号"距离成熟正越来越近。

三代核电华龙一号技术,核电重器“华龙一号”首次大修

("华龙一号"机组)

核电的大力推进能够提供更多清洁的能源,这也有利于减少我国碳排放量,使中国早日完成减排的目标。就拿采用完全自主研发的第三代核电技术的"华龙一号"举例,使用该机组的福清核电站单台机组每年发电量预计能够达到100亿度,相当于减排二氧化碳1183万吨,少消耗标准发电煤362万吨。

中国一直以来是一个"烧煤大国",虽然水力发电有一定比例,但是仍然无法撼动煤炭的主力能源地位。拿2019年全年能源结构数据来看,我们所用的电仍然有57.7%由烧煤的火力发电厂提供,水电、核电和风电这些清洁能源,加起来也仅占能源消费总量的23.4%,其中核电所提供的发电量最少,还比不上火力发电的一个零头。

三代核电华龙一号技术,核电重器“华龙一号”首次大修

(我国发电主要采用火电,清洁的核电发电比例极低)

虽然中国以前也有核电技术,但是相较于国外的第三代核电技术还是差了不少,所以"华龙一号"的成功意义可谓巨大,我们如果对这项技术实现自主掌控,就能够打破国外技术*锁封**,甚至将我们自己的第三代核电技术推向国外,让更多人受益。

如今,"华龙一号"技术方案已经走出国门,巴基斯坦的卡拉奇核电站就打算采用中国技术,包括2号机组(K-2)和3号机组(K-3),2020年11月28日,卡拉奇核电工程K-2已经开始装料,很快就将进入带核调试阶段。

三代核电华龙一号技术,核电重器“华龙一号”首次大修

除了我们的铁哥们——巴基斯坦之外,"华龙一号"还有可能被英国和阿根廷所使用,英国布拉德韦尔核电站两个项目希望使用中国第三代核电技术,如今尚且还在评估阶段。而阿根廷方面已经于2017年和我们签署了核电站的建造合同,其中就包括一座"华龙一号",按照合同规定2020年就将开始建造。

三代核电华龙一号技术,核电重器“华龙一号”首次大修

那么,为什么"华龙一号"这么难搞?第三代核电技术究竟难在哪?相比于上世纪90年代技术的第二代核电技术,虽然第三代核电技术更加昂贵,但是显然获得的收益也更高,包括更加先进的核燃料管理技术、更高的热效率和更加安全的保护系统,虽然建造成本高,但是发生事故的可能性低,后续的维护成本也被大幅降低,总结一下第三代核电技术的优点,那就是"更安全、更经济"。

三代核电华龙一号技术,核电重器“华龙一号”首次大修

(第三代核电技术更加安全、更加经济)

虽然核电诞生至今已经有几十年的历史了,但是发生的几次大事故都被全世界所铭记,且产生的影响持续至今,比如说美国三里岛核事故、前苏联切尔诺贝利核事故和日本福岛核事故。美国、欧洲走在第三代核技术的最前列,最早于本世界初制定的URD和EUR欧美核电标准,也引领着这一代核技术的发展,中国在很长一段时间只能够"望其项背"。

不过"华龙一号"改变了这一切,"华龙一号"的设计寿命为60年,采用177堆芯设计,可利用率超过90%,内部的所有核心零部件已经完全实现咱们中国自主制造,具备批量化生产建设的能力,可谓大国重器。

三代核电华龙一号技术,核电重器“华龙一号”首次大修

(CCTV专题节目——《四十年40个第一》第38集详细介绍了"华龙一号",感兴趣的可以一看)

但我们也不能满足于"华龙一号",因为超越第三代核技术的*四代第**核电技术(Gen IV)已经被提出,虽然大多数方案被认为在2040年前无法付诸商业化使用,但是由于第三代核反应堆数量不多,第二代核反应堆距离退役不远,*四代第**核电技术终究要成为世界主流。中国也对此有研究,被认定为可行的六种候选堆型之一的超高温气冷堆(VHTR),中核建设也在研制之中(即石岛湾核电站的200MWeHTR-200高温气冷堆核电机组),石岛湾核电站有希望成为全世界首座投入商业运营的*四代第**核电站。