来源:中国核工业杂志 发布日期:2021-07-13
◎ 核芯报道工作室 李春平
小堆,终于从图纸走到现实,在海南岛“生根发芽”。
今天,中核集团“玲龙一号”(ACP100)全球首堆——海南昌江多用途模块化小型堆科技示范工程正式开工,电功率12.5万千瓦,建设周期58个月,预计2026年建成。
小堆曾被中国工程院院士叶奇蓁誉为核能“游戏的改变者”。为了开发和推广小型多功能模块式反应堆,中核集团早在2011年4月1日即与原中国国电集团公司共同出资组建成立中核新能源公司。2016年,中核集团自主研发设计的ACP100成为世界首个通过国际原子能机构(IAEA)安全审查的小堆技术。
十年之间,小堆一度受到热捧,但离落地开建却似乎总差那么“临门一脚”。为何会这样?到如今又是怎样成功“落户”海南的?小堆示范工程开工对于行业和国家意味着什么?
01
何处是归处?
福岛核事故后,我国核电行业受其波及,大型反应堆建设热度骤降。但日益增长的能源需求仍然需要被满足。小型反应堆因其“小”,可以减少一次性投资,缩短建设周期,其安全性更易接受,选址也更加灵活,因而成为核电“重启”的重要选项,被业内寄予厚望。国际上对小堆的呼声也很高,美国、俄罗斯、韩国、法国、英国等竞相展开研发。
02
落子海南
迎来天时地利人和
终于,“玲龙一号”跨过琼州海峡,来到了面朝蔚蓝大海的海南岛。2015年10月,中核集团明确海南昌江厂址作为小堆示范工程目标厂址。
小堆迁址海南,有“天时地利人和”多重因素,可谓一子落而满盘活。“首先是由国家战略发展的大趋势决定的,放在海南更加贴切需求,更加贴近‘走出去’。”魏国良说,“其次,这里已经有了一个核电基地,能够为小堆首堆建设提供支撑和保障体系。此外,昌江核电基地长期为海南供应清洁稳定的能源,长期良好的合作,加上背靠中核集团的雄厚力量,地方一直十分信任和支持我们。所以推进项目落地就顺理成章了。”
在中核新能源在海南开展的前期工作的基础上,中核集团于2018年底决策将小堆示范工程项目移交给海南核电有限公司。2019年,移交正式完成,海南核电成为新的业主。
“天时地利人和”之下,“玲龙一号”全球首堆落地的进度条骤然提速。相关决策作出后,工作启动非常快。以征地拆迁为例,在昌江县政府的支持下,只花了18天时间就完成了这一任务,创造了破纪录的速度。
作为面向未来的一个项目,模块式小型堆技术特点使其可以作为清洁的分布式能源灵活布局,并同时可满足海水淡化、区域供暖/冷、工业供热等多种用途。为了达到科学设计、充分验证的目标,“在集团统筹下,从项目的设计到建造,核动力院、中核工程和施工单位都克服了很多困难来降低它的造价。”海南核电副总工程师陈建新说,“后续会考虑向附近拟建的产业园直接供电,或者通过综合能源利用来体现它的经济、社会价值。既然是多用途,那就不能单以发电‘谋生’,要尽可能通过各种举措验证其功能。”
小堆示范工程进入海南昌江核电厂的成熟厂址,相比于在莆田等新厂址需要“白手起家”,无疑有诸多优势。厂址论证、环境评价、应急管理及辅助设施等方面的工作大大简化,进度、投资也将得到更好的控制。
记者在工程现场看到,小堆所在位置不仅紧邻已投运机组,离海南昌江核电厂的码头也非常近,开工建设后,设备从码头转运非常便利,仅此一项就能节省不少投资。
而且当前海南核电是“多线作战”——采用“华龙一号”技术的海南昌江核电3、4号机组已于2021年3月31日开工,目前也正在如火如荼地建设进程中。
“如果我们不来做示范,问题就永远解决不了。”魏国良表达出责无旁贷的决心,“从技术变成工程是一个共同的挑战,将要遇到的困难当然不会少,但是并没有颠覆性的,都是可以克服解决的。”
03
不止于首堆
除了“小型”,小堆还有两个关键定语:“多用途”“模块化”。
在模块化方面,“玲龙一号”最明显的就是反应堆的一体化设计,堆内构件、控制棒驱动机构、蒸汽发生器、主泵等部件都集成在钢制压力容器里,不需要主管道的连接。
在多用途方面,虽然目前示范工程还未明确发电之外要做哪种“副业”,但对应多功能模块的接口都会预留,“实现起来其实很简单,等小堆建成后可能要开展一些配套实验,结合实际需要和经济性分析来决定”。
更广阔的应用前景还在于系列化和“走出去”。“小堆是国际竞争的焦点之一。基于灵活性和多用途,它具有一些无法替代的优势。”魏国良说。
“对于一些仅有几万居民的小海岛,大型反应堆的发电功率太高,小堆就很合适,还可以通过海水淡化供给淡水。”卢铁忠分析道,“沿着南海出去,‘一带一路’沿线的一些国家如菲律宾、印度尼西亚、马来西亚等等,小岛很多。还有像沙特阿拉伯等国家的偏远地区,可能也有需要。”
要开拓“一带一路”乃至全球市场,示范工程的示范效应非常关键。IAEA发布的《2050核能技术路线图》表示,建立一个小堆市场,首要条件是供应商在自己国家首先成功地建造第一座小型堆,然后其他国家才会考虑在本国推广。
首堆建成后,后续建设的小堆将持续优化。其实原本在福建莆田时计划双堆布置,每个10万千瓦,出于经济性等多方面的考虑,将功率提升到目前的12.5万千瓦,单堆布置。在魏国良看来,小堆未来要系列化发展,“做一些容量更小、更灵活适用的机组,比如1~2万千瓦的浮动堆”,10万千瓦量级的机组则可用于人口较多的海岛上,满足旅游用电、海洋产业、矿产开发等需求。
伴随示范工程开工到建成,围绕“玲龙一号”的人才、技术、管理体系将逐步建立。“首堆的意义是开创性的,从设计制造到审评管理等都要一体化地考虑,要通过这个项目来带动整个产业链条向高层次发展。”魏国良表达了他对示范工程的期望,“对于集团公司提出要做‘国际核科技的引领者’,这也是一个重要实践,通过全球首堆的建设来促进小堆技术进一步创新发展。”
“没有这个小的起步,就永远都不会走到那一步。”魏国良如是强调。
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