编者按(an)：“推动中国(guo)制造向(xiang)中国(guo)创造转变、中国(guo)速(su)度向(xiang)中国(guo)质量转变、中国(guo)产(chan)品向(xiang)中国(guo)品牌转变”——十年前，“三(san)个转变”重要论述(shu)振聋发聩，为制造业(ye)高质量发展提供了前进方向(xiang)和根本遵循。十年来，中国(guo)制造业(ye)坚持创新引领、砥砺前行(xing)，在多个领域变“跟(gen)跑”为“领跑”。
今年5月(yue)份，“三(san)个转变”重要指示即将迎来十周年。值此之际，中国(guo)网财经记者跟(gen)随国(guo)资委新闻中心(xin)主办的“走进新国(guo)企——向(xiang)新而行(xing) 智造未来”融媒体采访团(tuan)，实地探访中国(guo)制造企业(ye)践行(xing)“三(san)个转变”的先进经验和显著(zhu)成效。
中国(guo)网财经4月(yue)29日讯(记者李春晖)在有着(zhe)“东方夏威夷(yi)”美誉的山东荣成石岛湾(wan)，矗立着(zhe)一座全(quan)球独一无二的核(he)电站——华能石岛湾(wan)高温(wen)气冷(leng)堆示范工程，这是我国(guo)具有完(wan)全(quan)自主知识产(chan)权的全(quan)球首(shou)座第四代核(he)电站。
在世界其他国(guo)家四代核(he)电尚处于研发、在建阶段的时候，我国(guo)自主知识产(chan)权四代核(he)电实现了从试验堆向(xiang)商业(ye)堆的跨越：2021年12月(yue)完(wan)成首(shou)次并网发电、2023年12月(yue)6日正式投入商运并且良好运营(ying)至今，意味着(zhe)我国(guo)在全(quan)球核(he)电技术领域已(yi)经变“跟(gen)跑”为“领跑”。
华能石岛湾(wan)高温(wen)气冷(leng)堆核(he)电站示范工程厂区(华能集团(tuan)供图)
“天生”安全(quan)的核(he)电站
“固有安全(quan)”是第四代核(he)电区别于以往(wang)历代核(he)电的显著(zhu)特征(zheng)。
2011年，建设于上世纪70年代的第二代核(he)电——日本福岛核(he)电站因地震海啸冲击造成供电设施和备用电源(yuan)双双失灵，堆芯热量无法排到最终热阱，导(dao)致堆芯过热熔毁。彼时，福岛核(he)事故为全(quan)球核(he)电行(xing)业(ye)敲响了警钟(zhong)。此后(hou)发展的第三(san)代核(he)电具有预防和缓解严(yan)重事故的设施，例如增加(jia)非(fei)能动紧急干(gan)预系统等。
而第四代核(he)电更是从设计上消除(chu)了场外应急响应的需求(qiu)，即反应堆不靠外部动力、冷(leng)却剂等，就能确(que)保核(he)反应不失控、反应堆不熔毁、放(fang)射性不泄漏，做到“天生”安全(quan)。
“天生”安全(quan)是怎么实现的呢？“我们设了三(san)道防线。”华能石岛湾(wan)核(he)电公司运行(xing)值长(chang)仝礼允介绍，第一道防线是耐高温(wen)的球形燃料元件：核(he)燃料被耐高温(wen)材(cai)料层层包裹，这套“盔(kui)甲”最高可承受(shou)1620摄氏度的高温(wen)，而反应堆在任(ren)何事故下，堆芯内部的最高温(wen)度都不会(hui)高于1620摄氏度，因此能保证包覆燃料颗粒(li)的完(wan)整性不受(shou)影响，可有效防止放(fang)射性物质外泄。
第二道防线是反应堆的“自稳”特性。“简(jian)单来说，就是当(dang)温(wen)度升高达到设定阈(yu)值时，反应堆会(hui)进行(xing)负(fu)反馈(kui)，反应堆功率自己就会(hui)降下来。”仝礼允说，“即使(shi)在最极端的事故情况下，所(suo)有的控制手(shou)段都失效了，反应堆自己就可以‘刹车’。”
“刹车”之后(hou)还要导(dao)出余热，非(fei)能动的余热排出系统就是第三(san)道防线。“高温(wen)气冷(leng)堆设置了一套非(fei)能动的余热排出系统。就是不需要任(ren)何的外界动力，不需要水泵和风机，堆芯余热能够借(jie)助(zhu)热传导(dao)、自然对(dui)流换热和热辐射等自然机制的非(fei)能动方式，将热量释放(fang)到大气中，避免堆芯过热发生熔毁。”仝礼允解释道。
层层防线之下，华能石岛湾(wan)高温(wen)气冷(leng)堆核(he)电站可以做到“四不怕(pa)”——不怕(pa)没有电、不怕(pa)没有水、不怕(pa)没有气、不怕(pa)没有人，让(rang)我国(guo)在全(quan)世界首(shou)次于商业(ye)规模核(he)电站上实现“固有安全(quan)”。
华能石岛湾(wan)高温(wen)气冷(leng)堆核(he)电站示范工程厂区(华能集团(tuan)供图)
推动煤电退役替代
由于我国(guo)富煤、缺油、少气的资源(yuan)禀赋，煤炭在相当(dang)长(chang)时间里依然是我国(guo)的主体能源(yuan)。能源(yuan)体系的低碳转型，需要遵循“先立后(hou)破(po)”。高温(wen)气冷(leng)堆为推动煤电退役替代提供了更具可行(xing)性的技术方案。
高温(wen)气冷(leng)堆采用小(xiao)型模块化设计，电站容量可根据区域需求(qiu)能力和地理条件灵活(huo)规划并建设，小(xiao)则(ze)10万千瓦、20万千瓦，大则(ze)60万千瓦、100万千瓦。具体到煤电替代，“简(jian)单来说，把燃煤锅(guo)炉拉走，换成(容量合适的)反应堆，其它常规岛部分像(xiang)汽轮(lun)机等都不用换，可以节省一大笔投资。”仝礼允说。
此外，高温(wen)气冷(leng)堆还有一个优势，就在名字里——高温(wen)。所(suo)谓“高温(wen)”，指的是堆内核(he)燃料和其他材(cai)料均采用耐高温(wen)材(cai)料，这些条件使(shi)得高温(wen)气冷(leng)堆的工作温(wen)度和冷(leng)却剂的堆芯出口(kou)温(wen)度可以达到其它堆型难以企及的高度——900至1000摄氏度。
“从居民供暖(nuan)来说，北方地区对(dui)集中清洁(jie)供暖(nuan)需求(qiu)较大，高温(wen)气冷(leng)堆作为零碳清洁(jie)能源(yuan)，居民供暖(nuan)具有广阔应用前景。”仝礼允称。既能供电又能供暖(nuan)，这为我国(guo)北方大量燃煤热电联产(chan)机组的减碳转型提供了可行(xing)之路。
他介绍，目(mu)前华能石岛湾(wan)高温(wen)气冷(leng)堆示范工程在刚刚结束的这个供暖(nuan)季，已(yi)实现向(xiang)所(suo)在地宁(ning)津镇供热。对(dui)宁(ning)津街道区域供热项目(mu)，与燃煤锅(guo)炉集中供热相比，预计每年可节约标煤约3700吨，可减排的烟尘、二氧化硫、氮氧化物和二氧化碳等，预计将超6700吨。
此外，高温(wen)气冷(leng)堆的应用场景还包括(kuo)核(he)能制氢、分布式电源(yuan)、海水淡化、稠油热采等多个领域，可为工业(ye)园区、石化园区配套项目(mu)提供“电+热+汽+氢”综合能源(yuan)服务。
面对(dui)如此广泛的应用前景，高温(wen)气冷(leng)堆的批量生产(chan)能力如何？华能石岛湾(wan)核(he)电公司总经理张延旭表示，高温(wen)气冷(leng)堆首(shou)堆示范工程的设备国(guo)产(chan)化率为93.4%，依托于示范工程，目(mu)前基本全(quan)部核(he)心(xin)零部件都能实现国(guo)内制造，具备规模建设能力。