熱消息：全球首次，中國小型鈉冷快堆獲得重要突破

記者 | 戴晶晶

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中國小型鈉冷快堆核電源研發(fā)工作取得重要突破。

日前，中國原子能科學研究院（下稱原子能院）發(fā)布消息稱，該院在國際上首次實現(xiàn)耦合斯特林發(fā)電系統(tǒng)的小型鈉冷快堆核電源非核集成測試裝置“一鍵啟停堆”驗證試驗。

截至目前，原子能院已完成了包括“一鍵啟停堆”、滿功率運行、緊急停堆等全部驗證試驗，為下一步開展小型鈉冷快堆核電源工程示范奠定了堅實基礎。

鈉冷快堆是以液態(tài)金屬鈉為冷卻劑，由快中子引起核裂變并維持鏈式反應的反應堆，為第四代核能的堆型。它可將天然鈾資源利用率從目前的約1%提高至60%以上。

根據(jù)第四代核能系統(tǒng)國際論壇（GIF）的推薦，另外五種四代堆型分別為氣冷快堆、鉛冷快堆、熔鹽堆、超臨界水冷堆和超高溫氣冷堆。

第四代核能系統(tǒng)的目標是使核電具有更好的經(jīng)濟競爭性、安全和可靠性，要求燃料利用率高、廢物產(chǎn)生量小，以及擁有防擴散和外部侵犯的能力，是核能下一步發(fā)展的方向。

其中，鈉冷快堆是一項較為成熟的技術(shù)，全球范圍內(nèi)運行時間超過了400多堆年。

中國是世界上第八個擁有快堆技術(shù)的國家。2010年，中國首個鈉冷快堆——中國實驗快堆（CEFR）達到首次臨界，并于2011年7月成功并網(wǎng)發(fā)電 。

2020年12月，中國核工業(yè)集團霞浦示范快堆工程2號機組正式開工建設。作為國家批準的重大專項，霞浦示范快堆工程采用單機容量60萬千瓦的鈉冷快中子反應堆。

2014年10月，示范快堆工程項目總體規(guī)劃方案獲得國家批準。根據(jù)國家批復的總體目標，項目1號機組計劃2023年建成投產(chǎn)；2號機組計劃2026年建成投產(chǎn)

相比大型核電站，小型核反應堆具有投資成本低、容量小、工期短、占地面積小等優(yōu)勢。

原子能院稱，小型鈉冷快堆具有功率密度高、固有安全性好、小型化性能好、全壽期不換料等優(yōu)勢，可應用于遠海島礁等偏遠地區(qū)，也可與風能、光伏等新能源耦合運行提高微電網(wǎng)穩(wěn)定性，是小型先進反應堆的優(yōu)選技術(shù)路線之一。

中國正在加速四代核電堆型的研發(fā)。

8月29日，工業(yè)和信息化部、財政部、商務部等五部門聯(lián)合印發(fā)的《加快電力裝備綠色低碳創(chuàng)新發(fā)展行動計劃的通知》提出，加快三代核電標準化、譜系化發(fā)展，持續(xù)推進鈉冷快堆、高溫氣冷堆、鉛鉍快堆等四代核電堆型的研發(fā)和應用；加快可控核聚變等前沿顛覆性技術(shù)研究。

今年12月9日，華能集團官網(wǎng)消息稱，華能石島灣高溫氣冷堆示范工程反應堆達到初始滿功率，實現(xiàn)了“兩堆帶一機”模式下的穩(wěn)定運行。這一運行狀態(tài)驗證了示范工程所有系統(tǒng)滿足設計功能，為下一步工程投產(chǎn)運行奠定了基礎。

去年12月20日，華能石島灣高溫氣冷堆1號機組已完成發(fā)電機初始負荷運行試驗評價，首次并網(wǎng)成功，發(fā)出第一度電。

石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程項目，是全球首座具有第四代核電技術(shù)主要特征的球床模塊式高溫氣冷堆核電站。

2019年12月，中國首座鉛鉍合金零功率反應堆——啟明星Ⅲ號，在中核集團中國原子能科學研究院實現(xiàn)首次臨界，并正式啟動國內(nèi)鉛鉍堆芯核特性物理實驗。

這標志著中國在鉛鉍快堆領(lǐng)域的研發(fā)跨出實質(zhì)性一步，進入工程化階段。同時也意味著中國在鉛鉍快堆研發(fā)領(lǐng)域已躋身國際前列。

中國曾在1970年代選擇釷基熔鹽堆作為發(fā)展民用核能的起步點。1971年，上海“728 工程”建成了零功率冷態(tài)熔鹽堆并達到臨界，但限于當時的科技、工業(yè)和經(jīng)濟水平，后轉(zhuǎn)為建設輕水反應堆。

2011年，中國重啟釷基熔鹽堆研究，中科院啟動了首批中科院戰(zhàn)略性先導科技專項（A類）“未來先進核裂變能——釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)（TMSR）”，計劃用20年左右的時間，在國際上首先實現(xiàn)釷基熔鹽堆的應用，同時建立釷基熔鹽堆產(chǎn)業(yè)鏈和相應的科技隊伍。

據(jù)中科院官網(wǎng)消息，2017年11月，中科院與甘肅簽署府簽署了TMSR項目戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，計劃在2020年建成TMSR實驗堆。該項目分兩期建設，總投資達220億元。

2018年4月，甘肅釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)（TMSR）項目奠基開工。2021年，中科院稱，該釷基熔鹽堆將于當年9月底啟動試運行。

在超臨界水冷堆技術(shù)方面，中國從2003年開始跟蹤研究。2013年，中國核動力研究設計院承擔了?“超臨界水冷堆技術(shù)研發(fā)(第一階段)”項目，日前通過了國防科工局的驗收。項目提出的超臨界水冷堆總體技術(shù)路線，為中國超臨界水冷堆的發(fā)展明確了方向。

第29屆國際核工程大會開幕式上，國家核安全局副局長、核電安全監(jiān)管司司長湯搏介紹，截至2022年6月，中國在運核電機組54臺，在建核電機組23臺，在運在建核電機組數(shù)為全球第二。

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