堆芯|全球首座，世界领跑！
近日 ， 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首次并网成功 ， 发出第一度电 ， 标志着全球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 ， 实现了从“实验室”到“工程应用”质的飞跃 ，标志着我国成为世界少数几个掌握第四代核能技术的国家之一 ， 意味着在该领域我国成为世界核电技术的领跑者 。
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高温气冷堆的建成 ， 有望开创核能应用的一条新路线 ， 成为人类能源进步史上的一个里程碑 。 随着全球经济发展对能源需求持续增加 ， 人们逐渐认识到 ， 核能能量密度大 ， 核电运行稳定、可靠、换料周期长 ， 生产过程中几乎不产生碳排放 ， 在技术上可作为大规模替代化石能源的基荷电源 。
尽管优势明显 ， 但核电有一大“命门”——安全 。 历史上 ， 1979年美国三里岛、1986年苏联切尔诺贝利、2011年日本福岛等严重的核电站事故 ， 都曾引发较大社会恐慌 ， 给核电发展蒙上阴影 。 人们意识到 ， 任何时候都必须保证核反应堆堆芯能够充分冷却 ， 否则将会造成严重事故 。 为此 ， 核电站增设了多种注水、补水系统 ， 这些系统包括大量水泵、阀门等能动部件 ， 需要确保其动力源的可靠性 ， 这导致系统愈加复杂、庞大 ， 大幅推升核电建设成本和周期 。 世界核电发展也陷入瓶颈期 。
核能发电的原理其实和火电厂没太大区别 ， 都是利用热能“烧开水” ， 只是后者用燃煤、燃气等产生热量 ， 前者用核反应堆产生热量 。 因此 ， 发展具有固有安全 ， 即不依靠人为干预 ， 仅仅利用自然规律 ， 使反应堆自动冷却的反应堆技术 ， 成为了各个堆型一直追求的发展目标 。 据国际标准 ， 第四代先进核能系统有两大核心指标：一是 ， 无论核电站发生什么事故 ， 都不会对站外公众造成损害；二是 ， 在经济上能够和其他电力生产方式相竞争 。
高温气冷堆的准商业化是突破核电发展瓶颈的关键一步 。 高温气冷堆 ， 顾名思义是指具有高温特征、使用气体进行堆芯冷却的核反应堆技术 ， 固有安全性为其核心特征 。 相比其他反应堆 ， 高温气冷堆产生的余热少 ， 仅靠自然散热就能够把堆芯的热量带走 ， 其燃料构成也很特别 ， 能够经受大约1600℃的熔点高温 。 即使在丧失所有冷却能力、面临严重事故的情况下 ， 不采取任何外界干预 ， 反应堆仍能保持安全状态 ， 不会出现堆芯熔毁事故 ， 被称为“傻瓜堆” 。
在解决安全问题的同时 ， 高温气冷堆发电效率也得到大幅提升 。 核反应堆冷却剂的出口温度对发电效率有决定性影响 。 高温气冷堆氦气出口平均温度可达750℃ ， 并具备提高至950℃以上的潜力 ， 采用氦气循环方式 ， 热效率可达50% 。 与压水堆相比 ， 高温气冷堆的发电能力相当于一座同等热功率压水堆发电能力的1.5倍 。
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