科普:模块化小堆玲龙一号

2021-07-13 13:56  来源:中国核电  浏览:  

一、什么叫小型堆?和华龙一号相比有什么区别?

按照国际原子能机构的定义,小型堆是指电功率30万千瓦以下的反应堆。华龙一号的电功率是100万千瓦远远大于小型堆的功率范围,采用分散布置的反应堆。玲龙一号的电功率是12.5万千瓦,采用的是一体化布置。

二、我们既然已经全面掌握了华龙一号这样的三代大型反应堆的技术,为何还要开发玲龙一号这种小型堆?

与华龙一号这样的三代大型反应堆主要用于核能发电不同,玲龙一号主要是核能综合利用,玲龙一号除了可以发电以外,还可实现核能的多用途,比如可以给城市供热、提供工业蒸汽、海水淡化、石油开采等不同需求,适用于园区、海岛、矿区、高耗能企业自备能源等多种场景应用。

三、小型堆的技术研发是否能够借鉴大型反应堆的技术?和大型反应堆相比,是否更加简单?

小堆大堆都属于压水堆技术,采用了相同的冷却剂和燃料组件形式。但小堆也有其独特之处,玲龙一号最突出的特征是一体化设计、模块化建造和完全非能动的安全系统。

“反应堆是一个模块,整个反应堆主设备在工厂就装好了,运到现场直接进行安装和调试。”模块化的建造安装,带来的一个优势就是可以缩短现场的施工时间,缩短建造工期。

四、玲龙一号是从何时开始研发的?在这期间攻克了哪些难题?它的先进技术、先进理念、创新能力体现在哪些方面?

中核集团对小堆的研发自2010年正式启动,将其列入集团公司的重大科研专项。

“因为和传统的堆差别大,所以创新的程度和技术跨度大。玲龙一号是完全从头开始的自主创新设计。围绕这一开创性的堆型,中国核动力研究设计院开展了反应堆热工水力、安全系统验证、力学性能等试验,研发了包括主泵、驱动机构、直流蒸汽发生器等多项关键设备,并建设了全亚洲最大的非能动安全系统综合实验台架,使玲龙一号的安全性得到了充分的验证。在研发过程中形成大量实用新型和发明专利,正是因为通过大量的研究,自主的研究,自己的创新研发,这样才形成了现在的小型堆,全球首个能够商用的小型模块化堆。

五、玲龙一号的安全性如何?在保障安全性上有哪些独特的设计?

玲龙一号功率小、源项少,应急计划区可以控制在厂区边界内,技术上可实现不需要场外应急干预,可以靠近城镇及工业园区部署。

玲龙一号采用“固有安全加非能动安全”的设计理念,通过设计消除多种潜在事故,具有更高的固有安全性。玲龙一号采用完全非能动安全系统,利用自然效应确保反应堆的安全,事故后可以长期不需要人为干预。

六、玲龙一号适用于哪些场景?未来的应用前景如何?如果未来要把它安装在船上甚至汽车上,在技术上还要进行哪些突破?

玲龙一号可用于城市采暖供热、工业供汽、核能海水淡化、热电汽三联产等应用场景。

玲龙一号稳定性好,可作为基荷能源,与风电、光伏相互补充,联合构建分布式清洁能源体系。玲龙一号可用于发展中国家、小电网、岛屿开发和燃煤热电机组替代等应用前景,沙特、阿联酋、约旦、印尼、泰国等发展中国家对小堆有浓厚兴趣。

七、我国核电整体发展水平如何?在应对碳达峰、实现碳中和的目标上,核能将发挥怎样的作用和价值?

截止到今年6月底,我国共建成核电机组51台,在建核电机组算上本次开工的小堆项目共计19台。其中,中核集团建成核电机组24台,在建核电机组8台。

我国核电经过了30多年的发展,实现了核电机组的批量化、规模化发展,随着我国自主研发的三代核电技术华龙一号全球首堆福清5号机组实现商运,我国已成功进入世界核电技术领先行列,实现了由跟跑到并跑的跨越式发展。但在全国电力总装机容量上较世界平均水平仍低约14个百分点,具有较大的发展空间。

核能发电是一种低排放、高效率的新型能源,具有安全友好、绿色低碳、经济高效等多重优势。每台玲龙一号机组每年发电相当于减少二氧化碳排放88万吨,相当于植树造林750万棵。安全积极有序的批量发展核电,可以连续、稳定的承担碳达峰碳中和任务,助力我国深入推进能源转型,优化能源结构。

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