中核工程總包的全球首個陸上商用模塊化小堆玲龍一號開工建設

來源: 作者:核電工程管理員 發布時間:2021年07月14日


7月13日,由中核集團海南昌江多用途模塊式小型堆科技示范工程(小堆示范項目)在海南昌江核電現場正式開工,由中國核電工程有限公司負責工程總承包工作,至此,該項目成為全球首個開工的陸上商用模塊化小堆,標志著我國在模塊化小型堆技術上走在了世界前列。這是中核集團和海南省積極貫徹落實習近平總書記“七一”重要講話精神以及關于海南自由貿易港建設系列重要批示指示精神的重要舉措,是中核集團積極踐行國家創新驅動發展戰略的又一重大成果,同時也是落地中核集團與海南省政府戰略合作協議的良好實踐。

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自主創新是核工業的靈魂,也是核工業的核心競爭力。小堆示范項目采用中核集團玲龍一號(ACP100)技術。該技術是中核集團通過十余年自主研發并具有自主知識產權的多功能模塊化小型壓水堆堆型,是繼中核集團三代核電華龍一號后的又一自主創新重大成果。2016年,玲龍一號成為全球首個通過國際原子能機構安全審查的小型堆。

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區別于傳統核電技術,模塊式小型堆技術具有小型化、模塊化、一體化、非能動的特點,安全性高,建造周期短,部署靈活,可以作為清潔的分布式能源,供電的同時可滿足海水淡化、區域供暖/冷、工業供熱等多種用途,適用于園區、海島、礦區、高耗能企業自備能源等多種場景應用。
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玲龍一號發電功率12.5萬千瓦,建成后年發電量可達10億千瓦時,滿足52.6萬戶家庭生活所需。它的推廣應用可以大大減少我國化石能源的消耗、促進節能減排,對于推動核電安全發展和自主創新,為海南自貿港和生態文明示范區建設提供綠色能源保障具有重要意義。

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海南昌江多用途模塊式小型堆科技示范工程由中國核電全資控股,其建設必將使小型堆技術得到全方位實施及驗證,加速提升我國在模塊式小型堆領域的自主創新能力,為后續規模化、批量化建設奠定基礎,鞏固我國在這一領域的先發優勢,形成我國自主的堆型品牌。

核電作為一種安全、清潔、高效能源,不僅是助力我國實現“雙碳”目標的有效資源,還與綠色生態的海南相得益彰。目前,中核集團在海南已建成我國最南端的核電基地,昌江核電等一批電力項目建成投產,扭轉了電力長期短缺的局面。按單臺65萬千瓦核電機組年發電量50億度計算,相當于節約標煤150萬噸,減排374萬噸二氧化碳和2.9萬噸二氧化硫,相當于每3年再造一座五指山森林公園,為海南綠色崛起提供有力支撐。

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科普小貼士

一、什么叫小型堆?和華龍一號相比有什么區別?

按照國際原子能機構的定義,小型堆是指電功率30萬千瓦以下的反應堆。華龍一號的電功率是100萬千瓦遠遠大于小型堆的功率范圍,采用分散布置的反應堆。玲龍一號的電功率是12.5萬千瓦,采用的是一體化布置。

二、我們既然已經全面掌握了華龍一號這樣的三代大型反應堆的技術,為何還要開發玲龍一號這種小型堆?

與華龍一號這樣的三代大型反應堆主要用于核能發電不同,玲龍一號主要是核能綜合利用,玲龍一號除了可以發電以外,還可實現核能的多用途,比如可以給城市供熱、提供工業蒸汽、海水淡化、石油開采等不同需求,適用于園區、海島、礦區、高耗能企業自備能源等多種場景應用。

三、小型堆的技術研發是否能夠借鑒大型反應堆的技術?和大型反應堆相比,是否更加簡單?

小堆大堆都屬于壓水堆技術,采用了相同的冷卻劑和燃料組件形式。但小堆也有其獨特之處,玲龍一號最突出的特征是一體化設計、模塊化建造和完全非能動的安全系統。

“反應堆是一個模塊,整個反應堆主設備在工廠就裝好了,運到現場直接進行安裝和調試。”模塊化的建造安裝,帶來的一個優勢就是可以縮短現場的施工時間,縮短建造工期。

四、玲龍一號是從何時開始研發的?在這期間攻克了哪些難題?它的先進技術、先進理念、創新能力體現在哪些方面?

中核集團對小堆的研發自2010年正式啟動,將其列入集團公司的重大科研專項。

“因為和傳統的堆差別大,所以創新的程度和技術跨度大。玲龍一號是完全從頭開始的自主創新設計。圍繞這一開創性的堆型,中國核動力研究設計院開展了反應堆熱工水力、安全系統驗證、力學性能等試驗,研發了包括主泵、驅動機構、直流蒸汽發生器等多項關鍵設備,并建設了全亞洲最大的非能動安全系統綜合實驗臺架,使玲龍一號的安全性得到了充分的驗證。在研發過程中形成大量實用新型和發明專利,正是因為通過大量的研究,自主的研究,自己的創新研發,這樣才形成了現在的小型堆,全球首個能夠商用的小型模塊化堆。

五、玲龍一號的安全性如何?在保障安全性上有哪些獨特的設計?

玲龍一號功率小、源項少,應急計劃區可以控制在廠區邊界內,技術上可實現不需要場外應急干預,可以靠近城鎮及工業園區部署。

玲龍一號采用“固有安全加非能動安全”的設計理念,通過設計消除多種潛在事故,具有更高的固有安全性。玲龍一號采用完全非能動安全系統,利用自然現象確保反應堆的安全,事故后可以長期不需要人為干預。

六、玲龍一號適用于哪些場景?未來的應用前景如何?如果未來要把它安裝在船上甚至汽車上,在技術上還要進行哪些突破?

玲龍一號可用于城市采暖供熱、工業供汽、核能海水淡化、熱電汽三聯產等應用場景。

玲龍一號穩定性好,可作為基荷能源,與風電、光伏相互補充,聯合構建分布式清潔能源體系。玲龍一號可用于發展中國家、小電網、島嶼開發和燃煤熱電機組替代等應用前景,沙特、阿聯酋、約旦、印尼、泰國等發展中國家對小堆有濃厚興趣。

七、我國核電整體發展水平如何?在應對碳達峰、實現碳中和的目標上,核能將發揮怎樣的作用和價值?

截止到今年6月底,我國共建成核電機組51臺,在建核電機組算上本次開工的小堆項目共計19臺。其中,中核集團建成核電機組24臺,在建核電機組8臺。

我國核電經過了30多年的發展,實現了核電機組的批量化、規模化發展,隨著我國自主研發的三代核電技術華龍一號全球首堆福清5號機組實現商運,我國已成功進入世界核電技術領先行列,實現了由跟跑到并跑的跨越式發展。但在全國電力總裝機容量上較世界平均水平仍低約14個百分點,具有較大的發展空間。

核能發電是一種低排放、高效率的新型能源,具有安全友好、綠色低碳、經濟高效等多重優勢。每臺玲龍一號機組每年發電相當于減少二氧化碳排放88萬噸,相當于植樹造林750萬棵。安全積極有序的批量發展核電,可以連續、穩定的承擔碳達峰碳中和任務,助力我國深入推進能源轉型,優化能源結構。

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