中国新型的核能技术——高温气冷堆，为何被称为“傻瓜堆”？

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中国在核能技术方面有一个了不起的创举，就是研发出了一种新型的核能技术——高温气冷堆。这种技术被称为“傻瓜堆”，因为它安全得像个傻瓜，即使发生意外，也不会像其他核电站那样爆炸或泄漏。那么，高温气冷堆是怎么来的呢？它又有哪些优势呢？

高温气冷堆领域的研发历程

高温气冷堆的故事要从上个世纪说起。1947年，美国的一些科学家提出了这个概念，想用氦气来代替水来冷却核反应堆，因为氦气不会吸收中子，也不会和核燃料发生反应，而且导热性好，可以把反应堆里产生的热量高效地带走。

他们还想用一种特殊的燃料，就是把核燃料包在四层陶瓷里，形成一个小球，然后把这些小球堆在一起，形成一个球床。这样做的好处是，即使反应堆温度很高，这些小球也不会融化或者裂开，也不会释放出放射性物质。这就是高温气冷堆的基本原理。

美国人虽然提出了这个想法，但是没有坚持下去。他们只建了两座高温气冷堆电厂，后来都因为各种问题而关掉了。

德国人也跟着做了一些试验，但是也没有取得什么成果。其他国家也有一些类似的项目，但都没有达到商业化的水平。只有中国人没有放弃，而且一直在努力创新。

中国人对高温气冷堆感兴趣是有道理的。首先，中国是一个能源需求大国，随着经济社会的进步和人民生活质量的提升，能源消耗越来越多。

但传统的化石能源不仅资源有限，而且造成环境污染。核能作为一种清洁、高效、可持续的能源，具有广阔的发展前景和战略价值。

其次，在过去的几十年里，世界上发生了一些严重的核事故和核危机，例如1986年的切尔诺贝利核事故、2011年的福岛核事故等，这些事件给人类和环境造成了巨大的伤害和影响。中国人也深受触动，深刻意识到核安全的重要性和紧迫性。

因此，中国人对高温气冷堆这种安全性极高、效率极高、环保性极好的核能技术有着强烈的兴趣和需求。

我国高温气冷堆的研发历程从20世纪70年代开始，当时我国开始跟着美国、德国等国家学习这种技术，并做了一些基础的理论和实验。1986年，高温气冷堆被列入“863”计划，成为我国核能技术发展的重点方向之一。

1995年，清华大学建成了一个10兆瓦的高温气冷实验堆，并于2003年实现了发电，这是我国高温气冷堆技术从实验室走向工程化的第一步。

2006年，我国着手打造20万千瓦球床模块式高温气冷堆示范工程（HTR-PM），这是一个用四代核能技术的先进核电项目。

2012年，这个工程在山东荣成石岛湾动工，经过了多年的奋斗和摸索。2021年12月20日，它终于发出了第一度电，证明了我国在第四代核能技术上的领先地位。

这些成就的背后，是中国人对高温气冷堆技术的自主创新和自主掌握。从燃料元件到蒸汽发生器，从设计到制造，从安装到调试，从运行到维护，中国人都具有完全自主知识产权。

设备国产化率高达93.4%，其中很多设备和工艺都是国内首创、世界领先。这些都是中国人用智慧和汗水换来的成果，也是中国人对核能事业的贡献和责任。

石岛湾高温气冷堆示范工程的建设

从清华大学的10兆瓦实验堆到山东石岛湾的20万千瓦示范工程，我们用了近20年的时间，走出了一条自主创新的道路。那么，这个示范工程到底有什么特别之处呢？它又是怎么建成的呢？

石岛湾高温气冷堆核电站位于山东省威海市荣成市石岛湾镇，距离威海市区约60公里，占地面积约1.5平方公里。这个核电站是由华能集团、中核建和清华大学三方共同投资建设的，总投资额约300亿元，建设周期从2008年到2015年。

这个核电站是全球第一个将四代核电技术实现商业化运行的示范项目，也是中国“十二五”期间批准的第一个核电项目。

那么，究竟什么是四代核电技术呢？简单来说，就是比现有的二代、三代核电技术更先进、更安全、更高效、更环保的核电技术。四代核电技术有六种候选堆型，其中高温气冷堆就是其中之一。

高温气冷堆的核心部分是由许多小球形的核燃料颗粒构成的，这些颗粒都被石墨球包裹着，这种燃料叫做“球堆”（Pebble Bed），它们用氦气来冷却。与传统的核能技术不同，高温气冷堆不用水火重水作为冷却剂，而用氦气，氦气作为冷却剂有不易吸收中子、导热性好等优点。

球堆燃料是由石墨球包裹着的核燃料颗粒，这样可以保证燃料的安全性和稳定性，不会发生泄漏。反应堆温度可以超过800度，突破了传统的核能技术只能在200度以下运行的局限，这样就能让热效率更高，能量利用率更高。

同时，高温气冷堆还采用多层安全保障措施，能够在意外情况下自行停止反应，大大减小了核事故发生的概率。

石岛湾高温气冷堆示范工程采用了清华大学自主设计的模块式高温气冷堆技术（HTR-PM），每个模块有一个反应堆和一个蒸汽发生器组成，每个模块可以输出250兆瓦热功率和100兆瓦电功率。

示范工程共建设了两个模块，并与一个125万千瓦汽轮机组联合发电，总装机容量为20万千瓦。这个示范工程是在清华大学10兆瓦实验堆的基础上进行放大和优化设计的，具有很强的可靠性和可复制性。

石岛湾工程从2008年开始筹备了四年才开工，直到2017年建成，2020年7月实现临界，2021年9月并网发电。这个工程经历了多次论证、审查、验收和调试，克服了各种技术和管理的难题，最终实现了高温气冷堆技术的商业化应用。

这个工程的建设和运行，不仅为我国核能发展提供了新的动力和方向，也为全球核能技术的创新和推广提供了新的范例和标杆。

可以说，石岛湾高温气冷堆示范工程是一个了不起的工程，它展示了我国在核能技术上的领先地位和自主创新能力。

示范工程并网发电的重大意义

石岛湾示范工程并网发电是我国科技创新的一次重大成果，也是我国核能事业的一次重大突破。这个工程是一个创新的、先进的、安全的、高效的核能项目。那么，这个工程到底能给我们带来什么好处呢？

这个工程是我国优化能源结构、保障能源供给安全、实现“双碳”目标的重要途径。目前，化石能源在我国的能源消费结构中占大头，占比超过80%，其中煤炭占比超过50%。这种结构不仅导致了严重的环境污染和温室气体排放，也增加了我国对外部能源市场的依赖度和风险度。

为了应对这种挑战，我国提出了两个目标，即到2030年碳排放达到峰值，到2060年实现碳中和。要达成这个目标，就必须积极发展清洁能源，提高非化石能源在一次能源消费中的占比。

而核能在实现“双碳”目标中具有不可替代的作用。高温气冷堆作为一种先进的核能技术，在发电效率、安全性、环境适应性等方面都具有明显优势。

这个工程也是我国推动科技创新和产业发展的重要载体，是我国提升综合国力和国际影响力的重要手段。而核能技术是一种综合性、战略性、前沿性的技术，是衡量一个国家科技水平和综合实力的重要标志。

高温气冷堆示范工程的建设和运行，不仅是我国科技创新的重要成果，也是我国产业发展的重要推动力。这个工程带动了一批大型企业和中小企业的协同创新和产业升级，形成了一条完整的高温气冷堆产业链，为我国核能产业提供了新的增长点和竞争优势。

同时，这个工程也为我国在国际上展示自主创新成果和参与国际合作提供了新的机遇和平台，有助于提升我国在全球核能治理中的话语权和影响力。

可以说，石岛湾工程并网发电是我国核能事业的一个历史性事件，它对于促进我国核能创新发展、助力高水平科技自立自强具有重要意义。它展示了我国在核能领域的领先地位和自主创新能力。

结语

高温气冷堆示范工程的并网发电，是我国核能技术发展的一个里程碑，也是我国科技创新和自主发展的一个典范。

它为我国的能源结构、经济发展、环境保护、国际影响力等方面带来了积极的影响，也为全球核能技术创新和合作提供了新的思路和方案。我们有理由为这一成就感到自豪和骄傲。

当然，高温气冷堆技术的发展还面临着一些技术难点和挑战，需要我们继续加强研究和攻关，不断提高技术水平和运行效率，降低成本和风险，扩大应用范围和市场规模，实现高温气冷堆技术的更大价值和更好效益。

我们相信，在国家的正确领导下，在科技部等相关部门的大力支持下，在广大科技工作者的共同努力下，我国高温气冷堆技术一定能够取得更多更好的成果，为我国的能源事业、科技事业、民族事业作出更大的贡献。

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