编者(zhe)按：“推动中国制(zhi)造向中国创造转变、中国速(su)度向中国质量转变、中国产品向中国品牌(pai)转变”——十年(nian)前(qian)，“三个转变”重要论述振聋发聩，为(wei)制(zhi)造业高质量发展提供了前(qian)进方向和(he)根本遵循。十年(nian)来，中国制(zhi)造业坚持(chi)创新(xin)引领(ling)、砥砺前(qian)行，在多个领(ling)域变“跟跑(pao)”为(wei)“领(ling)跑(pao)”。
今年(nian)5月份，“三个转变”重要指示即将迎来十周年(nian)。值(zhi)此(ci)之际，中国网财经记(ji)者(zhe)跟随国资委新(xin)闻中心主办(ban)的(de)“走进新(xin)国企——向新(xin)而行 智造未来”融媒(mei)体(ti)采访团，实地探访中国制(zhi)造企业践行“三个转变”的(de)先进经验和(he)显著成效。
中国网财经4月29日讯(记(ji)者(zhe)李春晖(hui))在有着“东方夏威夷”美誉的(de)山(shan)东荣成石(shi)岛湾，矗(chu)立着一(yi)座全球独一(yi)无二的(de)核电站——华能石(shi)岛湾高温气冷堆示范工程，这是我国具有完全自主知识产权的(de)全球首座第四代(dai)核电站。
在世(shi)界其他(ta)国家四代(dai)核电尚(shang)处于(yu)研(yan)发、在建阶(jie)段的(de)时(shi)候，我国自主知识产权四代(dai)核电实现了从(cong)试验堆向商业堆的(de)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)入商运(yun)并且良好运(yun)营(ying)至今，意味着我国在全球核电技术领(ling)域已经变“跟跑(pao)”为(wei)“领(ling)跑(pao)”。
华能石(shi)岛湾高温气冷堆核电站示范工程厂(chang)区(华能集团供图)
“天生(sheng)”安全的(de)核电站
“固有安全”是第四代(dai)核电区别于(yu)以往历代(dai)核电的(de)显著特征(zheng)。
2011年(nian)，建设(she)于(yu)上世(shi)纪70年(nian)代(dai)的(de)第二代(dai)核电——日本福岛核电站因地震海啸冲击造成供电设(she)施(shi)和(he)备用电源(yuan)双双失(shi)灵，堆芯(xin)热量无法排到最终热阱(jing)，导致堆芯(xin)过(guo)热熔(rong)毁。彼时(shi)，福岛核事故为(wei)全球核电行业敲响了警钟。此(ci)后发展的(de)第三代(dai)核电具有预(yu)防和(he)缓解严重事故的(de)设(she)施(shi)，例如增加非能动紧急(ji)干预(yu)系统等。
而第四代(dai)核电更是从(cong)设(she)计上消除了场外应(ying)急(ji)响应(ying)的(de)需求，即反应(ying)堆不靠外部动力、冷却剂等，就能确保核反应(ying)不失(shi)控、反应(ying)堆不熔(rong)毁、放射性不泄漏(lou)，做到“天生(sheng)”安全。
“天生(sheng)”安全是怎么实现的(de)呢？“我们(men)设(she)了三道防线。”华能石(shi)岛湾核电公司运(yun)行值(zhi)长仝礼允介绍，第一(yi)道防线是耐高温的(de)球形燃料元件：核燃料被耐高温材料层层包裹，这套“盔甲”最高可承受1620摄氏度的(de)高温，而反应(ying)堆在任何事故下，堆芯(xin)内部的(de)最高温度都不会(hui)高于(yu)1620摄氏度，因此(ci)能保证包覆燃料颗粒的(de)完整性不受影响，可有效防止放射性物质外泄。
第二道防线是反应(ying)堆的(de)“自稳”特性。“简单来说，就是当温度升高达到设(she)定阈值(zhi)时(shi)，反应(ying)堆会(hui)进行负反馈，反应(ying)堆功率(lu)自己就会(hui)降下来。”仝礼允说，“即使(shi)在最极端(duan)的(de)事故情况下，所(suo)有的(de)控制(zhi)手段都失(shi)效了，反应(ying)堆自己就可以‘刹车’。”
“刹车”之后还要导出余热，非能动的(de)余热排出系统就是第三道防线。“高温气冷堆设(she)置了一(yi)套非能动的(de)余热排出系统。就是不需要任何的(de)外界动力，不需要水(shui)泵和(he)风机，堆芯(xin)余热能够借助热传导、自然对流换热和(he)热辐射等自然机制(zhi)的(de)非能动方式，将热量释放到大(da)气中，避(bi)免(mian)堆芯(xin)过(guo)热发生(sheng)熔(rong)毁。”仝礼允解释道。
层层防线之下，华能石(shi)岛湾高温气冷堆核电站可以做到“四不怕”——不怕没有电、不怕没有水(shui)、不怕没有气、不怕没有人(ren)，让(rang)我国在全世(shi)界首次于(yu)商业规模核电站上实现“固有安全”。
华能石(shi)岛湾高温气冷堆核电站示范工程厂(chang)区(华能集团供图)
推动煤电退役(yi)替代(dai)
由于(yu)我国富煤、缺(que)油、少气的(de)资源(yuan)禀赋(fu)，煤炭在相当长时(shi)间里依然是我国的(de)主体(ti)能源(yuan)。能源(yuan)体(ti)系的(de)低碳(tan)转型，需要遵循“先立后破”。高温气冷堆为(wei)推动煤电退役(yi)替代(dai)提供了更具可行性的(de)技术方案。
高温气冷堆采用小型模块化设(she)计，电站容量可根据区域需求能力和(he)地理条件灵活规划并建设(she)，小则10万千瓦、20万千瓦，大(da)则60万千瓦、100万千瓦。具体(ti)到煤电替代(dai)，“简单来说，把燃煤锅炉拉走，换成(容量合(he)适(shi)的(de))反应(ying)堆，其它常规岛部分像汽轮机等都不用换，可以节(jie)省一(yi)大(da)笔投(tou)资。”仝礼允说。
此(ci)外，高温气冷堆还有一(yi)个优势(shi)，就在名字里——高温。所(suo)谓(wei)“高温”，指的(de)是堆内核燃料和(he)其他(ta)材料均采用耐高温材料，这些条件使(shi)得高温气冷堆的(de)工作温度和(he)冷却剂的(de)堆芯(xin)出口(kou)温度可以达到其它堆型难以企及的(de)高度——900至1000摄氏度。
“从(cong)居民供暖来说，北方地区对集中清洁供暖需求较大(da)，高温气冷堆作为(wei)零碳(tan)清洁能源(yuan)，居民供暖具有广(guang)阔应(ying)用前(qian)景。”仝礼允称。既(ji)能供电又能供暖，这为(wei)我国北方大(da)量燃煤热电联(lian)产机组(zu)的(de)减碳(tan)转型提供了可行之路。
他(ta)介绍，目前(qian)华能石(shi)岛湾高温气冷堆示范工程在刚(gang)刚(gang)结(jie)束的(de)这个供暖季，已实现向所(suo)在地宁津镇供热。对宁津街道区域供热项(xiang)目，与燃煤锅炉集中供热相比，预(yu)计每年(nian)可节(jie)约标煤约3700吨(dun)，可减排的(de)烟尘、二氧化硫、氮氧化物和(he)二氧化碳(tan)等，预(yu)计将超(chao)6700吨(dun)。
此(ci)外，高温气冷堆的(de)应(ying)用场景还包括核能制(zhi)氢、分布式电源(yuan)、海水(shui)淡化、稠油热采等多个领(ling)域，可为(wei)工业园区、石(shi)化园区配套项(xiang)目提供“电+热+汽+氢”综合(he)能源(yuan)服务。
面对如此(ci)广(guang)泛(fan)的(de)应(ying)用前(qian)景，高温气冷堆的(de)批量生(sheng)产能力如何？华能石(shi)岛湾核电公司总经理张(zhang)延旭表示，高温气冷堆首堆示范工程的(de)设(she)备国产化率(lu)为(wei)93.4%，依托(tuo)于(yu)示范工程，目前(qian)基本全部核心零部件都能实现国内制(zhi)造，具备规模建设(she)能力。