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从跟跑到领跑 我国核电技术突围原因在这里,高温,气冷,核能
2024-07-09 10:00:03
从跟跑到领跑 我国核电技术突围原因在这里,高温,气冷,核能

去年12月,位于山东荣(rong)成石岛(dao)湾(wan)的高温气冷堆核电站商运投产,作为我国具有完全(quan)自主知识产权的全(quan)球(qiu)首(shou)座第四代(dai)核电站,它标志(zhi)着我国第四代(dai)核电技(ji)术达到(dao)国际(ji)领先水平。而(er)这背后,是三代(dai)清华核能人、数百位科学家超过半个世(shi)纪的心(xin)血和汗水。

在清华大学核能与新(xin)能源(yuan)技(ji)术研(yan)究院(yuan)的实验室里,研(yan)究人员正在对高温气冷堆技(ji)术进行(xing)完善(shan),为推广应用做准备(bei)。而(er)这一切的基(ji)础(chu)是去年12月石岛(dao)湾(wan)高温气冷堆核电站的成功商运。

作为全(quan)球(qiu)首(shou)座第四代(dai)核电站,它的投产商运标志(zhi)着我国已系统掌握了高温气冷堆商用关键核心(xin)技(ji)术,形成了完整的自主知识产权,在全(quan)球(qiu)先进核能技(ji)术竞争中“杀出重围”。

从跟(gen)跑到(dao)领跑的背后,是三代(dai)清华核能人、数百位科学家超过半个世(shi)纪的心(xin)血。20世(shi)纪60年代(dai),清华师生建成了我国首(shou)座自行(xing)研(yan)发(fa)的核反应堆。此后,以王大中为代(dai)表的老一代(dai)清华科学家潜心(xin)钻研(yan),在21世(shi)纪初建成世(shi)界首(shou)座10兆(zhao)瓦高温气冷实验堆。

这也是高温气冷堆核电站的基(ji)础(chu)。其最大的优势是在任何意外情况(kuang)下,不靠人为干预也能自然冷却(que),不会出现堆芯熔毁和大规模放射性物质外泄(xie)。

清华大学核能与新(xin)能源(yuan)技(ji)术研(yan)究院(yuan)副(fu)院(yuan)长(chang) 高温堆重大专项副(fu)总师 董玉杰:我们的一个目标是要作为一个商业示范电站。既要检验这种技(ji)术的可行(xing)性,也要展示它的经济潜力,就是说它是一个用得起(qi)的一项技(ji)术。

2006年,“高温气冷堆核电站”被列为国家科技(ji)重大专项,由(you)清华大学、中国华能集团、中核集团共同(tong)牵头(tou)几百家单位联合攻(gong)关。

很多人都知道(dao),要想(xiang)核燃料从源(yuan)头(tou)不泄(xie)漏,要用4层保护层将直(zhi)径0.5毫米的核燃料颗粒均匀包裹。但这样的颗粒核电站需要几亿(yi)个,怎么批量生产?没(mei)有人做成过。作为共产党员,刘马林和团队迎难而(er)上。

清华大学核能与新(xin)能源(yuan)技(ji)术研(yan)究院(yuan) 新(xin)材料研(yan)究室党支部书记(ji) 刘马林:看起(qi)来0.5毫米的小颗粒,它是整个核反应堆里的能量之源(yuan),我们要把这个小颗粒做出来几亿(yi)个,完全(quan)直(zhi)径一样,密度一样,球(qiu)形都一样,控制技(ji)术是相当复杂的。

上千(qian)次的电脑模拟,数百次的应用实验,他们不断探索,单是炉子(zi)入口就设计出了50多种。颗粒包好后,他们24小时(shi)不合眼盯着筛选,以便未(wei)来改进。为了攻(gong)克一个难题,他们曾全(quan)员24小时(shi)轮班倒100天,最终取得突破,大家称之为“百日会战(zhan)”。

清华大学核能与新(xin)能源(yuan)技(ji)术研(yan)究院(yuan) 新(xin)材料研(yan)究室党支部书记(ji) 刘马林:我们这个党支部是一个非常团结,协作非常好的团体。需要做出牺牲的时(shi)候,没(mei)有任何人有怨言(yan)。一直(zhi)以来坚持的精神一样,叫知难而(er)进,众志(zhi)成城。

由(you)于很多设计是全(quan)球(qiu)首(shou)创,没(mei)有可参考的制造工艺,团队深入工厂车间,和工人师傅一起(qi)丈量,甚至一起(qi)拧螺丝(si),一步步解决问题。42万个燃料球(qiu),为确保安全(quan)有效,他们挨(ai)个CT检查。

清华大学核能与新(xin)能源(yuan)技(ji)术研(yan)究院(yuan)副(fu)研(yan)究员 反应堆物理设计负责人 郭炯:把工作尽量做细,相当于把压力放在自己这边,这个是我们工作中的一直(zhi)以来的一种模式,就是把问题解决在自己手上。

最终,他们与企业合作建成了目前世(shi)界上最大的一条高温气冷堆核燃料生产线,取得了几百项专利。

中核能源(yuan)科技(ji)有限公司 党委副(fu)书记(ji) 周红(hong)波:他们特别善(shan)于尊重和听取在工程上有实践经验的人员意见反馈,工程实践相结合来不断地迭代(dai)。这种状态一持续就是20多年的时(shi)间。

开始安装后,团队频繁(fan)往返于两地。2016年,党员马涛(tao)等人主动请缨长(chang)期驻扎石岛(dao)湾(wan)核电站,进行(xing)全(quan)面监测(ce)、调试。

清华大学核能与新(xin)能源(yuan)技(ji)术研(yan)究院(yuan)党委副(fu)书记(ji) 马涛(tao):当时(shi)我记(ji)得有一次是凌晨我们在主控室外面盯着,外面报警了,那一天晚上我们整个的团队都在,我印象中当天分析到(dao)凌晨三四点钟。基(ji)本上像这样的夜以继(ji)日在示范工程的现场分析,这都数不清多少个日夜。

清华核研(yan)院(yuan)团队在石岛(dao)湾(wan)高温气冷堆核电站示范工程项目中研(yan)制出2200多台首(shou)台(套)设备(bei),世(shi)界首(shou)创的设备(bei)超过660台。

眼下,研(yan)究人员正拓(tuo)展用多模块高温气冷堆技(ji)术向(xiang)石化行(xing)业提(ti)供高温工业蒸汽(qi),从而(er)减(jian)少碳排(pai)放,进一步优化国家能源(yuan)结构。

版权号:18172771662813
 
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