全球首次，中国小型钠冷快堆获得重要突破

记者 | 戴晶晶

中国小型钠冷快堆核电源研发工作取得重要突破。

日前，中国原子能科学研究院（下称原子能院）发布消息称，该院在国际上首次实现耦合斯特林发电系统的小型钠冷快堆核电源非核集成测试装置“一键启停堆”验证试验。

截至目前，原子能院已完成了包括“一键启停堆”、满功率运行、紧急停堆等全部验证试验，为下一步开展小型钠冷快堆核电源工程示范奠定了坚实基础。

钠冷快堆是以液态金属钠为冷却剂，由快中子引起核裂变并维持链式反应的反应堆，为第四代核能的堆型。它可将天然铀资源利用率从目前的约1%提高至60%以上。

根据第四代核能系统国际论坛（GIF）的推荐，另外五种四代堆型分别为气冷快堆、铅冷快堆、熔盐堆、超临界水冷堆和超高温气冷堆。

第四代核能系统的目标是使核电具有更好的经济竞争性、安全和可靠性，要求燃料利用率高、废物产生量小，以及拥有防扩散和外部侵犯的能力，是核能下一步发展的方向。

其中，钠冷快堆是一项较为成熟的技术，全球范围内运行时间超过了400多堆年。

中国是世界上第八个拥有快堆技术的国家。2010年，中国首个钠冷快堆——中国实验快堆（CEFR）达到首次临界，并于2011年7月成功并网发电 。

2020年12月，中国核工业集团霞浦示范快堆工程2号机组正式开工建设。作为国家批准的重大专项，霞浦示范快堆工程采用单机容量60万千瓦的钠冷快中子反应堆。

2014年10月，示范快堆工程项目总体规划方案获得国家批准。根据国家批复的总体目标，项目1号机组计划2023年建成投产；2号机组计划2026年建成投产

相比大型核电站，小型核反应堆具有投资成本低、容量小、工期短、占地面积小等优势。

原子能院称，小型钠冷快堆具有功率密度高、固有安全性好、小型化性能好、全寿期不换料等优势，可应用于远海岛礁等偏远地区，也可与风能、光伏等新能源耦合运行提高微电网稳定性，是小型先进反应堆的优选技术路线之一。

中国正在加速四代核电堆型的研发。

8月29日，工业和信息化部、财政部、商务部等五部门联合印发的《加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划的通知》提出，加快三代核电标准化、谱系化发展，持续推进钠冷快堆、高温气冷堆、铅铋快堆等四代核电堆型的研发和应用；加快可控核聚变等前沿颠覆性技术研究。

今年12月9日，华能集团官网消息称，华能石岛湾高温气冷堆示范工程反应堆达到初始满功率，实现了“两堆带一机”模式下的稳定运行。这一运行状态验证了示范工程所有系统满足设计功能，为下一步工程投产运行奠定了基础。

去年12月20日，华能石岛湾高温气冷堆1号机组已完成发电机初始负荷运行试验评价，首次并网成功，发出第一度电。

石岛湾高温气冷堆核电站示范工程项目，是全球首座具有第四代核电技术主要特征的球床模块式高温气冷堆核电站。

2019年12月，中国首座铅铋合金零功率反应堆——启明星Ⅲ号，在中核集团中国原子能科学研究院实现首次临界，并正式启动国内铅铋堆芯核特性物理实验。

这标志着中国在铅铋快堆领域的研发跨出实质性一步，进入工程化阶段。同时也意味着中国在铅铋快堆研发领域已跻身国际前列。

中国曾在1970年代选择钍基熔盐堆作为发展民用核能的起步点。1971年，上海“728 工程”建成了零功率冷态熔盐堆并达到临界，但限于当时的科技、工业和经济水平，后转为建设轻水反应堆。

2011年，中国重启钍基熔盐堆研究，中科院启动了首批中科院战略性先导科技专项（A类）“未来先进核裂变能——钍基熔盐堆核能系统（TMSR）”，计划用20年左右的时间，在国际上首先实现钍基熔盐堆的应用，同时建立钍基熔盐堆产业链和相应的科技队伍。

据中科院官网消息，2017年11月，中科院与甘肃签署府签署了TMSR项目战略合作框架协议，计划在2020年建成TMSR实验堆。该项目分两期建设，总投资达220亿元。

2018年4月，甘肃钍基熔盐堆核能系统（TMSR）项目奠基开工。2021年，中科院称，该钍基熔盐堆将于当年9月底启动试运行。

在超临界水冷堆技术方面，中国从2003年开始跟踪研究。2013年，中国核动力研究设计院承担了 “超临界水冷堆技术研发(第一阶段)”项目，日前通过了国防科工局的验收。项目提出的超临界水冷堆总体技术路线，为中国超临界水冷堆的发展明确了方向。

第29届国际核工程大会开幕式上，国家核安全局副局长、核电安全监管司司长汤搏介绍，截至2022年6月，中国在运核电机组54台，在建核电机组23台，在运在建核电机组数为全球第二。