“先進的小型模塊化反應堆、第四代核能系統(tǒng)以及熱核聚變堆，已經(jīng)成為全球先進核能技術(shù)研發(fā)焦點。”
4月26-28日，中國核能可持續(xù)發(fā)展論壇2023年春季國際高峰會議在京召開。4月27日，中國核能協(xié)會專家委主任、中國工程院院士葉奇蓁在會上發(fā)布的《先進核能技術(shù)發(fā)展報告》(下稱《報告》)提及上述結(jié)論。
根據(jù)第四代核能系統(tǒng)國際論壇(GIF)的推薦，六種四代(先進)堆型分別為鈉冷快堆、超高溫氣冷堆、鉛冷快堆、熔鹽堆、超臨界水冷堆和氣冷快堆。作為GIF的成員國，中國主要參與了氣冷快堆外的另五種堆型的合作研發(fā)。
第四代核能系統(tǒng)的目標是使核電具有更好的經(jīng)濟競爭性、安全和可靠性，要求燃料利用率高、廢物產(chǎn)生量小，以及擁有防擴散和外部侵犯的能力，是核能下一步發(fā)展的方向。
4月26日，中國核能行業(yè)協(xié)會核能智庫工作委員會主任黃峰在峰會上表示，隨著技術(shù)、經(jīng)濟條件的成熟以及天然鈾資源因素的制約，2035年前后，鈉冷快堆等先進核能系統(tǒng)將有望迎來重要的商業(yè)化發(fā)展機遇。
鈉冷快堆是以液態(tài)金屬鈉為冷卻劑，由快中子引起核裂變并維持鏈式反應的反應堆，可將天然鈾資源利用率從目前的約1%提高至60%以上。
鈉冷快堆也是目前運行經(jīng)驗最豐富的先進核能系統(tǒng)，全球范圍內(nèi)運行時間累計達到400堆年。
《報告》指出，俄羅斯在鈉冷快堆技術(shù)和建設(shè)上處于全球領(lǐng)先地位，中國、印度、法國、日本、美國和韓國等國也在鈉冷快堆方面制定了建設(shè)計劃。
“俄羅斯別洛亞爾斯克核電站4號機組(BN-800快堆)最新?lián)Q料后，已成為世界首座全堆芯裝載MOX燃料的快堆。”《報告》顯示，該機組也是世界范圍內(nèi)功率最大的快堆。
去年12月，中國小型鈉冷快堆核電源研發(fā)工作取得重要突破，在國際上首次實現(xiàn)耦合斯特林發(fā)電系統(tǒng)的小型鈉冷快堆核電源非核集成測試裝置“一鍵啟停堆”驗證試驗。
此外，根據(jù)國家批復的總體目標，中核霞浦核電600 MW示范快堆工程(CFR600)1號機組計劃在2023年建成投產(chǎn)。《報告》表示，該機組的安裝調(diào)試工作順利開展。
由于高溫和超高溫氣冷堆在核能制氫等綜合利用領(lǐng)域的獨特優(yōu)勢，也成為全球各國積極布局的堆型。
中國的石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程項目，是全球首座具有第四代核電技術(shù)主要特征的球床模塊式高溫氣冷堆核電站。
該核電站已于2021年底實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，并于2022年首次實現(xiàn)雙堆初始滿功率運行。
在鉛冷快堆方面，中國、俄羅斯、歐盟、美國、日本、韓國等國正在大力推動關(guān)鍵技術(shù)研究和型號設(shè)計工程，俄羅斯在工程化推進中處于領(lǐng)先地位。
“鉛冷快堆具備優(yōu)良的中子學性能、熱工安全性能、低化學活性特性和緊湊的反應堆布置，在解決鉛冷卻劑中氧含量控制后，可作為大型商用電站、加速器驅(qū)動的嬗變系統(tǒng)，以及微小型核動力的優(yōu)選技術(shù)路線之一。”《報告》稱。
釷基熔鹽堆技術(shù)屬于熱中子增殖堆，能將釷轉(zhuǎn)化為可裂變的鈾-233。中國的釷基熔鹽堆研究進展近年來處于前列，2 MW實驗堆進入臨界調(diào)試階段。
目前，歐盟、加拿大、中國、俄羅斯、日本等國的超臨界水堆還處于概念設(shè)計階段。
黃峰也在講話中提出，自主三代壓水堆核電技術(shù)仍將是2035年前后中國核電發(fā)展的主力堆型，機型以具有自主知識產(chǎn)權(quán)的“華龍”、“國和一號”三代大型壓水堆為主。
華龍一號是中國具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的三代核電技術(shù)，由中國兩大核電企業(yè)中核集團和中廣核聯(lián)合研發(fā)。
據(jù)“華龍一號”總設(shè)計師邢繼4月27日在會上介紹，中核集團已建成四臺“華龍一號”機組，在建四臺，已核準四臺，國內(nèi)另有十臺以上機組處于開工準備階段。
今年3月27日，中廣核“華龍一號”首堆正式投產(chǎn)。
2020年9月，國家電力投資集團(下稱國家電投)在上海發(fā)布“國和一號”，即CAP1400壓水堆技術(shù)。這指的是在消化、吸收、全面掌握引進的第三代先進核電AP1000非能動技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過再創(chuàng)新開發(fā)出的具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)、功率更大的非能動大型先進壓水堆核電機組。
國家電投核電運行總工程師郝宏生在會上透露，當前“國和一號”示范工程在山東威海的建設(shè)正在按計劃推進中，有望在今年年底并網(wǎng)發(fā)電。
“先進三代核電技術(shù)經(jīng)濟性上更具有競爭力，同時設(shè)置完整的嚴重事故預防與緩解能力，消除了大規(guī)模放射性釋放的可能性。”“國和一號”總設(shè)計師鄭明光分析稱，從短期來看三代先進壓水堆仍然是今后幾十年的發(fā)電的主力機型，不可替代。
