编者按：“推动中国制造向(xiang)中国创造转变、中国速度向(xiang)中国质量转变、中国产品向(xiang)中国品牌转变”——十年(nian)前，“三个转变”重要论(lun)述振聋(long)发聩，为制造业高质量发展提供了前进方向(xiang)和根(gen)本遵循。十年(nian)来(lai)，中国制造业坚持创新引(yin)领、砥砺(li)前行，在多个领域变“跟跑(pao)”为“领跑(pao)”。
今年(nian)5月份，“三个转变”重要指示即将迎来(lai)十周年(nian)。值此(ci)之际，中国网财经记者跟随国资委新闻中心主办的“走进新国企——向(xiang)新而行 智(zhi)造未(wei)来(lai)”融媒(mei)体采访团，实地探(tan)访中国制造企业践行“三个转变”的先进经验(yan)和显著成效。
中国网财经4月29日讯(xun)(记者李春(chun)晖)在有着“东方夏威夷”美誉(yu)的山东荣(rong)成石岛(dao)湾，矗立(li)着一座全球独一无二的核电站(zhan)——华能石岛(dao)湾高温气冷堆示范工程，这是我(wo)国具有完全自主知识产权的全球首座第四代核电站(zhan)。
在世界其他国家四代核电尚处于研发、在建(jian)阶段的时(shi)候，我(wo)国自主知识产权四代核电实现了从试验(yan)堆向(xiang)商(shang)业堆的跨越：2021年(nian)12月完成首次并网发电、2023年(nian)12月6日正式投(tou)入商(shang)运并且良好运营(ying)至今，意味着我(wo)国在全球核电技术领域已经变“跟跑(pao)”为“领跑(pao)”。
华能石岛(dao)湾高温气冷堆核电站(zhan)示范工程厂区(华能集团供图)
“天生”安(an)全的核电站(zhan)
“固有安(an)全”是第四代核电区别于以往历代核电的显著特征。
2011年(nian)，建(jian)设(she)于上世纪70年(nian)代的第二代核电——日本福岛(dao)核电站(zhan)因地震海(hai)啸(xiao)冲击造成供电设(she)施和备用电源双双失灵，堆芯热量无法排到最终热阱，导(dao)致堆芯过热熔毁(hui)。彼(bi)时(shi)，福岛(dao)核事故为全球核电行业敲响了警(jing)钟(zhong)。此(ci)后发展的第三代核电具有预防(fang)和缓解严重事故的设(she)施，例如增加(jia)非(fei)能动紧急干预系统等。
而第四代核电更是从设(she)计上消(xiao)除了场外(wai)应急响应的需求，即反应堆不靠外(wai)部动力、冷却剂等，就能确保核反应不失控(kong)、反应堆不熔毁(hui)、放射性不泄(xie)漏，做(zuo)到“天生”安(an)全。
“天生”安(an)全是怎么(me)实现的呢？“我(wo)们设(she)了三道防(fang)线。”华能石岛(dao)湾核电公司运行值长仝礼允介绍，第一道防(fang)线是耐高温的球形燃料元件：核燃料被耐高温材料层层包裹(guo)，这套“盔甲”最高可承受1620摄氏度的高温，而反应堆在任何事故下，堆芯内部的最高温度都不会高于1620摄氏度，因此(ci)能保证包覆燃料颗粒的完整性不受影响，可有效防(fang)止放射性物(wu)质外(wai)泄(xie)。
第二道防(fang)线是反应堆的“自稳”特性。“简单来(lai)说，就是当(dang)温度升高达到设(she)定(ding)阈值时(shi)，反应堆会进行负反馈(kui)，反应堆功率自己就会降下来(lai)。”仝礼允说，“即使在最极端的事故情(qing)况(kuang)下，所有的控(kong)制手段都失效了，反应堆自己就可以‘刹车’。”
“刹车”之后还要导(dao)出余热，非(fei)能动的余热排出系统就是第三道防(fang)线。“高温气冷堆设(she)置(zhi)了一套非(fei)能动的余热排出系统。就是不需要任何的外(wai)界动力，不需要水泵和风机，堆芯余热能够借助热传导(dao)、自然对(dui)流换热和热辐射等自然机制的非(fei)能动方式，将热量释放到大气中，避免(mian)堆芯过热发生熔毁(hui)。”仝礼允解释道。
层层防(fang)线之下，华能石岛(dao)湾高温气冷堆核电站(zhan)可以做(zuo)到“四不怕”——不怕没有电、不怕没有水、不怕没有气、不怕没有人(ren)，让我(wo)国在全世界首次于商(shang)业规模核电站(zhan)上实现“固有安(an)全”。
华能石岛(dao)湾高温气冷堆核电站(zhan)示范工程厂区(华能集团供图)
推动煤电退役替代
由于我(wo)国富(fu)煤、缺(que)油、少气的资源禀赋，煤炭在相当(dang)长时(shi)间里依然是我(wo)国的主体能源。能源体系的低碳转型，需要遵循“先立(li)后破”。高温气冷堆为推动煤电退役替代提供了更具可行性的技术方案。
高温气冷堆采用小型模块化设(she)计，电站(zhan)容量可根(gen)据(ju)区域需求能力和地理条(tiao)件灵活规划并建(jian)设(she)，小则10万(wan)千瓦、20万(wan)千瓦，大则60万(wan)千瓦、100万(wan)千瓦。具体到煤电替代，“简单来(lai)说，把(ba)燃煤锅炉拉走，换成(容量合适(shi)的)反应堆，其它常规岛(dao)部分像(xiang)汽轮机等都不用换，可以节省一大笔投(tou)资。”仝礼允说。
此(ci)外(wai)，高温气冷堆还有一个优势，就在名字里——高温。所谓“高温”，指的是堆内核燃料和其他材料均采用耐高温材料，这些条(tiao)件使得(de)高温气冷堆的工作温度和冷却剂的堆芯出口温度可以达到其它堆型难以企及的高度——900至1000摄氏度。
“从居民供暖来(lai)说，北(bei)方地区对(dui)集中清洁供暖需求较大，高温气冷堆作为零(ling)碳清洁能源，居民供暖具有广(guang)阔应用前景。”仝礼允称。既能供电又能供暖，这为我(wo)国北(bei)方大量燃煤热电联产机组的减(jian)碳转型提供了可行之路(lu)。
他介绍，目(mu)前华能石岛(dao)湾高温气冷堆示范工程在刚刚结(jie)束的这个供暖季，已实现向(xiang)所在地宁津镇供热。对(dui)宁津街道区域供热项目(mu)，与燃煤锅炉集中供热相比，预计每年(nian)可节约标(biao)煤约3700吨，可减(jian)排的烟尘、二氧化硫、氮氧化物(wu)和二氧化碳等，预计将超6700吨。
此(ci)外(wai)，高温气冷堆的应用场景还包括核能制氢、分布(bu)式电源、海(hai)水淡化、稠油热采等多个领域，可为工业园(yuan)区、石化园(yuan)区配套项目(mu)提供“电+热+汽+氢”综合能源服务。
面对(dui)如此(ci)广(guang)泛的应用前景，高温气冷堆的批量生产能力如何？华能石岛(dao)湾核电公司总经理张延旭表示，高温气冷堆首堆示范工程的设(she)备国产化率为93.4%，依托于示范工程，目(mu)前基本全部核心零(ling)部件都能实现国内制造，具备规模建(jian)设(she)能力。