近日,在清华大学核能与新能源技术研究院的实验室里,研究人员正在对高温气冷堆技术进行完善,为推广应用做准备。而这一切的基础是2023年12月石岛湾高温气冷堆核电站的成功商运。
作为全球首座第四代核电站,它的投产商运标志着我国已系统掌握了高温气冷堆商用关键核心技术,形成了完整的自主知识产权,在全球先进核能技术竞争中“杀出重围”。
从跟跑到领跑的背后,是三代清华核能人、数百位科学家超过半个世纪的心血。20世纪60年代,清华师生建成了我国首座自行研发的核反应堆。此后,以王大中为代表的老一代清华科学家潜心钻研,在21世纪初建成世界首座10兆瓦高温气冷实验堆。
这也是高温气冷堆核电站的基础。其最大的优势是在任何意外情况下,不靠人为干预也能自然冷却,不会出现堆芯熔毁和大规模放射性物质外泄。
2006年,“高温气冷堆核电站”被列为国家科技重大专项,由清华大学、中国华能集团、中核集团共同牵头几百家单位联合攻关。
很多人都知道,要想核燃料从源头不泄漏,要用4层保护层将直径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个,怎么批量生产?没有人做成过。
上千次的电脑模拟,数百次的应用实验,清华大学核能与新能源技术研究院新材料研究室党支部书记刘马林和团队不断探索,单是炉子入口就设计出了50多种。颗粒包好后,他们24小时不合眼盯着筛选,以便未来改进。为了攻克一个难题,他们曾全员24小时轮班倒100天,最终取得突破,大家称之为“百日会战”。
由于很多设计是全球首创,没有可参考的制造工艺,团队深入工厂车间,和工人师傅一起丈量,甚至一起拧螺丝,一步步解决问题。42万个燃料球,为确保安全有效,他们挨个拍CT检查。
最终,他们与企业合作建成了目前世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。
开始安装后,团队频繁往返于两地。2016年,团队多人长期驻扎石岛湾核电站,进行全面监测、调试。
目前,清华核研院团队在石岛湾高温气冷堆核电站示范工程项目中研制出2200多台首台(套)设备,世界首创的设备超过660台。眼下,研究人员正拓展用多模块高温气冷堆技术向石化行业提供高温工业蒸汽,从而减少碳排放,进一步优化国家能源结构。 据央视
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