三代核電技術(shù)AP1000還在溝溝坎坎里掙扎，四代高溫氣冷堆目前情況是進(jìn)展順利，一切hold住。讓人不禁產(chǎn)生了這樣的想象，四代會不會后來居上?相關(guān)企業(yè)彎道超車的理想能不能照進(jìn)現(xiàn)實(shí)，就指望它了。今天就說說高溫氣冷堆那些事。

作為集第三、第四代核電技術(shù)于一體的大型商業(yè)化核電基地，華能石島灣核電廠無疑是中國核電產(chǎn)業(yè)走向的“風(fēng)向標(biāo)”。不管是高溫氣冷堆，還是CAP1400，都共同指向中國核電技術(shù)自主化提速，萬億市場開閘。

通過華能集團(tuán)舉辦的2015年核電公眾日活動，世界首座具有第四代核電技術(shù)商用核電站——20萬千瓦高溫氣冷堆項(xiàng)目的最新進(jìn)展揭開了面紗。

華能石島灣核電有限公司副總經(jīng)理張愛軍介紹了最新工程進(jìn)度。目前，核島土建階段已經(jīng)基本完成，進(jìn)入了設(shè)備安裝階段，預(yù)計(jì)2017年底投產(chǎn)發(fā)電。

核燃料準(zhǔn)備好了嗎?

截至目前，和高溫氣冷堆配套的核燃料生產(chǎn)也進(jìn)展順利。沒錯(cuò)，就是上次提到的那些球球。

來自中核集團(tuán)的消息表明，日前中核北方核燃料元件有限公司高溫氣冷堆燃料元件生產(chǎn)線產(chǎn)出首批八氧化三鈾粉末，這標(biāo)志著該生產(chǎn)線核芯制備車間的調(diào)試全部完成，此次調(diào)試的成功驗(yàn)證了由中核北方自行研究建立的化工轉(zhuǎn)化生產(chǎn)工藝的可行性，也為后續(xù)的調(diào)試提供了物料保證。

中核北方高溫氣冷堆燃料元件生產(chǎn)線以清華大學(xué)核能與新技術(shù)研究院具有自主知識產(chǎn)權(quán)的球形燃料元件制造技術(shù)為依托，建設(shè)了一套包括核芯制備、包覆顆粒制備、球形燃料元件制備、基體粉制備，以及輔助、廢液處理和固體廢料回收的完整生產(chǎn)線。

其中，核芯制備車間是整條生產(chǎn)上流程最長、工藝最為復(fù)雜的車間，包含了整條生產(chǎn)線最“前端”的工藝——化工轉(zhuǎn)化及UO2核芯制備?；まD(zhuǎn)化工藝所承擔(dān)任務(wù)是將UF6通過氣化水解等轉(zhuǎn)化為U3O8粉末，而高溫氣冷堆燃料元件制造工藝正是以U3O8粉末為原料進(jìn)行生產(chǎn)的。

目前，核芯制備車間正在對調(diào)試工作進(jìn)行全面總結(jié)，對工藝技術(shù)規(guī)程進(jìn)行修改和升級，對存在的問題提出改進(jìn)方案，為下一步精確調(diào)試，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量、產(chǎn)量、收率達(dá)標(biāo)的目標(biāo)做好準(zhǔn)備。

決定因素還是經(jīng)濟(jì)性

一項(xiàng)技術(shù)路線有沒有前途，到底誰說了算?其實(shí)最要緊的就是一條。說白了，再好的技術(shù)，太貴了也沒法商業(yè)化，用不起的最終結(jié)果，就是然并卵。

關(guān)于最核心的電價(jià)問題，華能石島灣核電有限公司總經(jīng)理賀云生表示，20萬千瓦高溫氣冷堆項(xiàng)目，是世界首座具有第四代核電技術(shù)的商用核電站，帶有研發(fā)性質(zhì)，電價(jià)比其他核電項(xiàng)目略高一些。目前測算，石島灣高溫氣冷堆示范項(xiàng)目電價(jià)水平和燃?xì)怆妰r(jià)差不多，大約是每度電不到0.6元。未來如果實(shí)現(xiàn)規(guī)模化建設(shè)，電價(jià)還有進(jìn)一步下調(diào)空間。

對于經(jīng)濟(jì)性問題，中核建集團(tuán)總經(jīng)濟(jì)師、中核能源科技有限公司董事長舒衛(wèi)國認(rèn)為，隨著高溫氣冷堆固有安全性、模塊化建造、和多用途的特性完全發(fā)揮出來，高溫氣冷堆的造價(jià)未來肯定可以大幅下降，“但是這需要個(gè)過程”。

“走出去”有沒有優(yōu)勢?

除了安全性之外，高溫氣冷堆走出去還有個(gè)有利條件是，目前國內(nèi)已經(jīng)系統(tǒng)掌握高溫堆技術(shù)，95%以上設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。作為自主四代核電技術(shù)的成果，高溫氣冷堆也肩負(fù)“走出去”的使命。

對于高溫氣冷堆“走出去”的競爭力，國家能源局核電司綜合處副處長趙學(xué)順表示，國外對于具體的技術(shù)路線往往并不是很關(guān)注，決定性的因素還是經(jīng)濟(jì)性問題。

此外，選擇技術(shù)路線，還要考慮與所在地工業(yè)體系的配套，核電站一建，往往就是上百年，要在當(dāng)?shù)嘏囵B(yǎng)人才，還要建設(shè)配套的燃料體系?？偟膩碚f，這是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程，非常復(fù)雜，技術(shù)問題只是一方面因素。

中核建集團(tuán)總經(jīng)濟(jì)師、中核能源科技有限公司董事長舒衛(wèi)國對此的分析是：高溫堆通過多模塊組合方式，可以建設(shè)20萬千瓦、40萬千瓦、60萬千瓦、80萬千瓦、100萬千瓦等系列裝機(jī)容量的核電機(jī)組，可以靈活適應(yīng)市場，滿足不同電網(wǎng)的需求，適合建設(shè)在靠近負(fù)荷中心以及擁有中小電網(wǎng)的國家和地區(qū)，特別是“一帶一路”沿途部分國家和地區(qū)。

海水升溫問題怎么解決?

此次開放日活動的主題是“透明的核電廠、安全的石島灣”。參與者中也包括附近漁業(yè)公司的代表。有人特別提出了核電站引起的周圍海水升溫問題。

華能石島灣核電有限公司總經(jīng)理賀云生表示，海水升溫確實(shí)是不可避免的現(xiàn)象。在核電設(shè)計(jì)上也有規(guī)劃設(shè)計(jì)，清海區(qū)域分為兩類，一種是升溫4攝氏度左右的嚴(yán)格控制區(qū)，面積較小，一般在幾平方公里以內(nèi)，還有一種是升溫1攝氏度左右的升溫區(qū)，面積控制在10平方公里以內(nèi)。在清海區(qū)域之內(nèi)，是不安排養(yǎng)殖海產(chǎn)品的。對于海域的安全，也會有相關(guān)的本底輻射調(diào)查和監(jiān)控。所以，理論上說，在清海區(qū)域之外，進(jìn)行海水養(yǎng)殖是安全的，不受核電站的影響。

國家核安全局調(diào)研員方賢波也表示：“作為一個(gè)電廠，利用率再高，還是有一半左右的熱量散發(fā)出去，或者通過水蒸氣或者是海水。海水冷卻在國際上有很多通行做法，如美國、法國等。對海水的放射性影響是基本沒有的。”

他說，溫升的問題不可避免。那么，一度溫升大概控制在10平方公里左右，對生態(tài)的影響談不上好壞。法國發(fā)展核電就用冷卻水直接養(yǎng)魚。

高溫氣冷堆的好處和難處

高溫氣冷堆的特點(diǎn)是，安全、靈活、多用途。

溫度系數(shù)是對反應(yīng)堆安全運(yùn)行具有重要意義的堆芯反應(yīng)性系數(shù)之一。定義為：由堆芯內(nèi)溫度的變化所引起的反應(yīng)性的變化;為了使溫度系數(shù)對固有安全性有貢獻(xiàn)，該系數(shù)必須是負(fù)值。也就是說，溫度增加時(shí)，引入的必須是負(fù)反應(yīng)性，即引起反應(yīng)性下降;

高溫氣冷堆就具有很大的負(fù)溫度系數(shù)，而且堆芯熱容量也大，因此在事故工況下溫度上升緩慢，即使在失去氦氣冷卻的情況下堆芯結(jié)構(gòu)也不至于熔化，增大了采取相應(yīng)安全措施的裕度。

2004年，由國際原子能機(jī)構(gòu)主持，清華大學(xué)核研院在10兆瓦高溫堆實(shí)驗(yàn)堆上進(jìn)行了固有安全驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在嚴(yán)重事故下，包括喪失所有冷卻能力的情況下，不采取任何人為和機(jī)器的干預(yù)，反應(yīng)堆能保持安全狀態(tài)，并將剩余熱量排出。

此外，由于高溫堆的出口溫度高，可以將熱量綜合利用，應(yīng)用于高效發(fā)電、石油化工、煤的氣化與液化、稠油熱采、海水淡化、核能制氫、直接還原煉鋼、油頁巖提煉等領(lǐng)域。

此外，高溫堆和壓水堆相比，建造比較簡單，不需要厚厚的安全殼和混凝土結(jié)構(gòu)，但是高溫氣冷堆對設(shè)備的要求更高。