近年來，小型、微型核反應(yīng)堆在國(guó)際上熱度不減，如果把我們熟知的大型核反應(yīng)堆“華龍一號(hào)”比作包含顯示器、主機(jī)、鍵盤等硬件在內(nèi)的“臺(tái)式電腦”的話，那么多功能模塊化小型核反應(yīng)堆就可比喻為“筆記本電腦”，這些硬件被集成在一起，具有安全性高、建造周期短、部署靈活等特點(diǎn)，供電的同時(shí)還可滿足海水淡化、區(qū)域供暖、工業(yè)供熱等多種用途。

近日，位于海南昌江的全球首個(gè)陸上商用模塊化小型反應(yīng)堆“玲龍一號(hào)”核島安裝工程正式開工，提前里程碑節(jié)點(diǎn)75天，將極大帶動(dòng)工程安裝建設(shè)步伐。“玲龍一號(hào)”是由中核集團(tuán)研發(fā)并具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的多功能模塊化小型壓水堆，也是全球首個(gè)開工的陸上商用模塊化小堆。它的核島安裝工程正式開工意味著什么，它為什么被稱作核能“移動(dòng)充電寶”，又如何開創(chuàng)核能多用途發(fā)展新時(shí)代?

“玲龍一號(hào)”全球首堆“硬裝”開始

近日，伴隨著反應(yīng)堆廠房管道支吊架開始安裝，意味著“玲龍一號(hào)”全球首堆的核島安裝工程正式開工。中國(guó)核工業(yè)第五建設(shè)有限公司“玲龍一號(hào)”項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)理、高級(jí)技術(shù)專家張彩放介紹，本次進(jìn)入安裝階段的管道，是連接核島和常規(guī)島的重要基礎(chǔ)設(shè)施，相當(dāng)于反應(yīng)堆的“血管”。

張彩放：核島就是指反應(yīng)堆裝置所在的系列廠房，常規(guī)島就是指汽輪機(jī)廠房，跟火電廠的汽輪機(jī)廠房是基本一樣的;利用核島的核裂變反應(yīng)，通過蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生蒸汽，送到常規(guī)島去推動(dòng)汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電。我們有個(gè)形象比喻，機(jī)電設(shè)備是“骨骼和肌肉”，管道是“血管”，電氣儀表是核電里面“神經(jīng)系統(tǒng)”。這個(gè)管道連接核島和常規(guī)島，蒸汽從核島送到常規(guī)島去。

“玲龍一號(hào)”全球首堆核島安裝工程開工，安裝人員焊接反應(yīng)堆廠房管道支吊架

張彩放介紹，核島安裝工程的開工，相當(dāng)于“玲龍一號(hào)”全球首堆工程正式進(jìn)入“硬裝”階段;為讓現(xiàn)場(chǎng)施工單位更好協(xié)調(diào)配合，特意將這一節(jié)點(diǎn)比里程碑節(jié)點(diǎn)提前了75天。

張彩放：如果我們把土建的裝修作為一個(gè)“軀干”的話，我們做的機(jī)電設(shè)備安裝，比如管道、電儀的安裝相當(dāng)于是“硬裝”，然后到后面的系統(tǒng)調(diào)試才叫“軟裝”。土建有22個(gè)月，然后我們有22個(gè)月，系統(tǒng)調(diào)試一般是1年左右的時(shí)間。對(duì)照“一體化三級(jí)計(jì)劃”的里程碑，我們把時(shí)間提前，這樣有利于“玲龍一號(hào)”整個(gè)工程順利推進(jìn)。現(xiàn)在整個(gè)進(jìn)展都按計(jì)劃在走，從首堆來說困難比較大;大家可以放心，我們都想把“玲龍一號(hào)”干成一個(gè)精品工程、標(biāo)桿工程，為后續(xù)推廣、應(yīng)用打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。

全球首個(gè)、敢為人先，“玲龍一號(hào)”建設(shè)排除萬難順利推進(jìn)

作為全球首個(gè)陸上商用模塊化小型反應(yīng)堆，“玲龍一號(hào)”全球首堆的建設(shè)承載著重要的示范作用。去年7月13日，隨著核島反應(yīng)堆廠房第一罐混凝土(FCD)開始澆筑，“玲龍一號(hào)”示范工程正式開工建設(shè)。中國(guó)核工業(yè)第二二建設(shè)有限公司“玲龍一號(hào)”項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)理、高級(jí)工程師何錫斌介紹，一年多來，施工單位在沒有任何先例可供參考的情況下，克服眾多關(guān)鍵技術(shù)難題，推動(dòng)工程順利進(jìn)行。

何錫斌：海南島高溫潮濕，臺(tái)風(fēng)、暴雨多發(fā)，土建工作好多是“靠天吃飯”。我們當(dāng)初一個(gè)節(jié)點(diǎn)——鋼質(zhì)安全殼一層筒體就位，對(duì)氣候、風(fēng)向要求很精準(zhǔn)。筒體是600多噸，我們選用的是3200噸的履帶吊吊裝，提前跟蹤天氣預(yù)報(bào)，凌晨4點(diǎn)風(fēng)力比較小，才開始吊裝。吊裝過程很完美，指標(biāo)我們都控制得非常好，精準(zhǔn)就位。它是世界首堆，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈不是光現(xiàn)場(chǎng)施工這一塊，還包括設(shè)備、材料等，哪個(gè)鏈條斷了，最后都沒法如期運(yùn)行。我們?cè)谑┕み壿嫷姆治觯┕ざ蔚膭澐帧⒄{(diào)整等方面做了精心準(zhǔn)備，2021年到2022年底的這些里程碑節(jié)點(diǎn)都是如期完成。

“玲龍一號(hào)”全球首堆海南昌江多用途模塊式小型堆核島安裝工程施工現(xiàn)場(chǎng)

據(jù)了解，“玲龍一號(hào)”全球首堆計(jì)劃總工期58個(gè)月，在核島安裝工程正式開工后，后續(xù)將陸續(xù)迎來反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)部土建結(jié)構(gòu)完工、機(jī)電設(shè)備安裝完成、系統(tǒng)調(diào)試，以及冷試、熱試、裝料、臨界反應(yīng)等多個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，并最終計(jì)劃在2026年初正式發(fā)電。中核集團(tuán)“玲龍一號(hào)”總設(shè)計(jì)師宋丹戎介紹，相比“華龍一號(hào)”這樣的大型核電站，“玲龍一號(hào)”有著自己獨(dú)特的發(fā)展路徑和功能定位。

宋丹戎：小型堆和大型堆是中核集團(tuán)的差異化發(fā)展戰(zhàn)略，大型核電站目的主要是穩(wěn)定地發(fā)電，提供電力;小型堆的目的主要是為了多用途，除了能夠發(fā)電以外，還可以用作在沿海地區(qū)的海水淡化，或者北方內(nèi)陸地區(qū)的供熱，或者對(duì)于需要蒸汽的工業(yè)園區(qū)提供蒸汽。從技術(shù)上，大型堆表現(xiàn)為功率比較大，所以主要設(shè)備是分散布置的形式;小型堆是比較緊湊的一體化布置，它安全系統(tǒng)全部是非能動(dòng)的，靠自然的力量去冷卻它，這樣就使得小型反應(yīng)堆的安全性進(jìn)一步提高，可以離用戶比較近。

“玲龍一號(hào)”全球首堆建設(shè)人員比對(duì)施工圖紙(李天平 攝)

綠色低碳、功能多樣，打造中國(guó)制造又一“國(guó)家名片”

宋丹戎表示，除了安全性高，“玲龍一號(hào)”還采用模塊化建造方式，許多主要設(shè)備可以在工廠制造完成，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)直接安裝，這讓它的建造周期得以縮短、部署靈活，被稱為核能“移動(dòng)充電寶”;而每臺(tái)“玲龍一號(hào)”機(jī)組的功率為12.5萬千瓦，建成后年發(fā)電量可達(dá)10億度，減少二氧化碳排放88萬噸，相當(dāng)于植樹造林750萬棵，可以大大減少我國(guó)化石能源的消耗、促進(jìn)節(jié)能減排。

宋丹戎：每年可以發(fā)電10億千瓦時(shí)，可以滿足50萬戶家庭的生活所需，一戶按三口人算，100多萬人可以用;如果說熱電聯(lián)供的話，就是4億度左右的電，相當(dāng)于每年供熱量600萬吉焦;如果說拿來海水淡化，就是發(fā)電和海水淡化聯(lián)合，每天就是75兆瓦的電功率，可以每天產(chǎn)48000噸的蒸餾水。

俯瞰昌江核電基地“玲龍一號(hào)”反應(yīng)堆廠房鋼制安全殼筒體(李天平 攝)

正是由于這些特點(diǎn)，一直以來，多功能模塊化小型核反應(yīng)堆被國(guó)內(nèi)外核電領(lǐng)域?qū)＜医o予高度評(píng)價(jià)，甚至被稱為“核能工業(yè)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)”，將“開創(chuàng)核能多用途發(fā)展新時(shí)代”。隨著偏遠(yuǎn)山區(qū)供電、城市冬季集中供熱、工業(yè)園區(qū)供汽、島礁供電、海上石油開采等領(lǐng)域?qū)η鍧嵞茉吹男枨筮M(jìn)一步提升，以及國(guó)家為實(shí)現(xiàn)“美麗中國(guó)”、構(gòu)建綠色能源體系的強(qiáng)烈需求，小堆多方面的綜合優(yōu)勢(shì)十分顯著。宋丹戎介紹，我國(guó)在小型核反應(yīng)堆領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)和國(guó)際第一梯隊(duì)“并跑”，“玲龍一號(hào)”也必將與我國(guó)百萬千瓦級(jí)自主三代核電“華龍一號(hào)”完美配合，成為中國(guó)制造以及原創(chuàng)科技品牌的又一張“國(guó)家名片”。

宋丹戎：“玲龍一號(hào)”和“華龍一號(hào)”都是在2010年前后，中核集團(tuán)為了差異化發(fā)展、為了核能創(chuàng)新，立的兩個(gè)重點(diǎn)科技專項(xiàng)。“華龍一號(hào)”已經(jīng)成功發(fā)電，“玲龍一號(hào)”也到了開始安裝的階段，確實(shí)是我們國(guó)家核能領(lǐng)域兩個(gè)重大進(jìn)展。通過這兩個(gè)堆的建設(shè)，我們的核能技術(shù)在世界上從原來的“跟跑”，到現(xiàn)在至少可以說是“并跑”;國(guó)外同行現(xiàn)在交流，也都認(rèn)為中國(guó)的核能發(fā)展已經(jīng)到了世界的最前列。我們也在開發(fā)下一代更經(jīng)濟(jì)、建設(shè)更快的小型堆技術(shù)，四代的小型堆也在研發(fā)中，這是下一步的方向。