全球首个第四代核电技术示范电站、石岛湾高温气冷堆成功临界

全球第四代核电技术首个商业化示范项目正式带功率运行。

华能集团9月12日发布消息，当日9时35分，国家科技重大专项——华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程1号反应堆首次达到临界状态，机组正式开启带核功率运行。这是该示范工程继完成双堆冷试、双堆热试、首次装料后的又一重大进展，向着今年内并网发电的目标迈出关键性一步。

“临界”是反应堆带核功率运行的起点，相当于发动机点火。华能集团称，高温气冷堆示范工程此次达到临界状态是通过球形燃料元件数量和控制棒“双调节”的操作方式，从首次装料到本次临界共历时23天。

高温气冷堆示范工程由华能集团牵头，联合清华大学、中核集团共同建设，装机容量20万千瓦，于2012年底在山东荣成开工建设，是我国具有完全自主知识产权、世界首座具有第四代先进核能系统特征的球床模块式高温气冷堆，也是我国落实核电“走出去”战略的优选堆型之一，与探月工程、北斗导航一并被列入十六个国家科技重大专项。

与目前更常见的压水堆核电站不同，石岛湾核电站采用了高温气冷堆技术路线。球床模块式高温气冷堆采用全陶瓷包覆颗粒球形燃料元件，氦气作冷却剂，石墨作慢化剂，具有良好的固有安全性，能保证反应堆在任何事故下不发生堆芯熔化和放射性大量释放，在核能发电、热电冷联产及高温工艺热应用等领域商业化应用前景广阔。第四代核电技术的设计理念是大幅减少核废料、更充分利用铀资源，以进一步提高核电站的安全性和经济性，高温气冷堆是国际核能领域公认的第四代核能系统中的候选堆型之一。

高温气冷堆示范工程是产学研结合的产物。早在国家“863”计划支持下，清华大学核能与新能源技术研究院设计建造了10兆瓦高温气冷实验堆，并于2003年顺利完成72小时满功率并网发电。2004年3月，华能集团与中国核建（已与中核集团重组）、清华大学签署《高温气冷堆核电站示范工程合作意向书》。2006年2月，石岛湾高温气冷堆核电站示范工程列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》十六个科技重大专项。2008年2月，高温气冷堆核电站重大专项实施方案获国务院批准。

但受到日本福岛核事故后国内叫停核电项目审批等事件影响，石岛湾高温气冷堆项目直到2012年12月才正式开工建设，是国内核电重启后首个新建核电项目。

“关于第四代核电技术，我们是世界上第一个实际建造电站的。”清华大学核能与新能源技术研究院院长、高温气冷堆示范工程总设计师张作义表示。清华大学披露的数据显示，作为目前国产化率最高的核电项目，高温气冷堆示范工程的设备制造国产化率已高达93.4%，远超重大专项75%的预设目标。

据华能集团介绍，该项目建设过程中整合设计研发、物资供应、工程建设、生产运营等产业链上下游500余家单位，全面提升示范工程技术应用能力和自主科技创新能力，先后攻克了核电领域多项世界性、行业性“卡脖子”关键技术。作为世界首座球床模块式高温气冷堆，示范工程仅首次使用的设备就有2000多套，创新型设备600余套，其中包括全球首台高温气冷堆螺旋盘管式直流蒸汽发生器，首台大功率、高温热态电磁轴承结构主氦风机，世界最大、重量最重的反应堆压力容器等。

华能集团表示，下一步，高温气冷堆示范工程还将进行零功率物理试验，验证堆芯性能、控制棒价值及核仪表监测系统设备的可用性。该公司将持续规范开展示范工程后续调试和试运行等工作，确保今年年内首堆并网发电。