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科普:模塊化小堆玲龍一號

2021-07-13 13:56  來源:中國核電  瀏覽:  

一、什么叫小型堆?和華龍一號相比有什么區別?

按照國際原子能機構的定義,小型堆是指電功率30萬千瓦以下的反應堆。華龍一號的電功率是100萬千瓦遠遠大于小型堆的功率范圍,采用分散布置的反應堆。玲龍一號的電功率是12.5萬千瓦,采用的是一體化布置。

二、我們既然已經全面掌握了華龍一號這樣的三代大型反應堆的技術,為何還要開發玲龍一號這種小型堆?

與華龍一號這樣的三代大型反應堆主要用于核能發電不同,玲龍一號主要是核能綜合利用,玲龍一號除了可以發電以外,還可實現核能的多用途,比如可以給城市供熱、提供工業蒸汽、海水淡化、石油開采等不同需求,適用于園區、海島、礦區、高耗能企業自備能源等多種場景應用。

三、小型堆的技術研發是否能夠借鑒大型反應堆的技術?和大型反應堆相比,是否更加簡單?

小堆大堆都屬于壓水堆技術,采用了相同的冷卻劑和燃料組件形式。但小堆也有其獨特之處,玲龍一號最突出的特征是一體化設計、模塊化建造和完全非能動的安全系統。

“反應堆是一個模塊,整個反應堆主設備在工廠就裝好了,運到現場直接進行安裝和調試。”模塊化的建造安裝,帶來的一個優勢就是可以縮短現場的施工時間,縮短建造工期。

四、玲龍一號是從何時開始研發的?在這期間攻克了哪些難題?它的先進技術、先進理念、創新能力體現在哪些方面?

中核集團對小堆的研發自2010年正式啟動,將其列入集團公司的重大科研專項。

“因為和傳統的堆差別大,所以創新的程度和技術跨度大。玲龍一號是完全從頭開始的自主創新設計。圍繞這一開創性的堆型,中國核動力研究設計院開展了反應堆熱工水力、安全系統驗證、力學性能等試驗,研發了包括主泵、驅動機構、直流蒸汽發生器等多項關鍵設備,并建設了全亞洲最大的非能動安全系統綜合實驗臺架,使玲龍一號的安全性得到了充分的驗證。在研發過程中形成大量實用新型和發明專利,正是因為通過大量的研究,自主的研究,自己的創新研發,這樣才形成了現在的小型堆,全球首個能夠商用的小型模塊化堆。

五、玲龍一號的安全性如何?在保障安全性上有哪些獨特的設計?

玲龍一號功率小、源項少,應急計劃區可以控制在廠區邊界內,技術上可實現不需要場外應急干預,可以靠近城鎮及工業園區部署。

玲龍一號采用“固有安全加非能動安全”的設計理念,通過設計消除多種潛在事故,具有更高的固有安全性。玲龍一號采用完全非能動安全系統,利用自然效應確保反應堆的安全,事故后可以長期不需要人為干預。

六、玲龍一號適用于哪些場景?未來的應用前景如何?如果未來要把它安裝在船上甚至汽車上,在技術上還要進行哪些突破?

玲龍一號可用于城市采暖供熱、工業供汽、核能海水淡化、熱電汽三聯產等應用場景。

玲龍一號穩定性好,可作為基荷能源,與風電、光伏相互補充,聯合構建分布式清潔能源體系。玲龍一號可用于發展中國家、小電網、島嶼開發和燃煤熱電機組替代等應用前景,沙特、阿聯酋、約旦、印尼、泰國等發展中國家對小堆有濃厚興趣。

七、我國核電整體發展水平如何?在應對碳達峰、實現碳中和的目標上,核能將發揮怎樣的作用和價值?

截止到今年6月底,我國共建成核電機組51臺,在建核電機組算上本次開工的小堆項目共計19臺。其中,中核集團建成核電機組24臺,在建核電機組8臺。

我國核電經過了30多年的發展,實現了核電機組的批量化、規模化發展,隨著我國自主研發的三代核電技術華龍一號全球首堆福清5號機組實現商運,我國已成功進入世界核電技術領先行列,實現了由跟跑到并跑的跨越式發展。但在全國電力總裝機容量上較世界平均水平仍低約14個百分點,具有較大的發展空間。

核能發電是一種低排放、高效率的新型能源,具有安全友好、綠色低碳、經濟高效等多重優勢。每臺玲龍一號機組每年發電相當于減少二氧化碳排放88萬噸,相當于植樹造林750萬棵。安全積極有序的批量發展核電,可以連續、穩定的承擔碳達峰碳中和任務,助力我國深入推進能源轉型,優化能源結構。

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