五大联赛揭幕战/曼联 乌龙球/篮球直播360/2026世界杯在哪

      從設(shè)計到制造再到運營，我國都是“零經(jīng)驗”。隨著臨界成功，中國成為繼美、俄、法等國之后，世界上第8個擁有快堆技術(shù)的國家

      隨著中國實驗快堆主控室內(nèi)越來越急促的滴滴計數(shù)聲，在場所有人的心也被緊緊提起。2010年7月21日9點50分，源量程周期穩(wěn)定在100秒達到了兩分鐘，中國核工業(yè)集團公司副總經(jīng)理楊長利宣布：“中國實驗快堆首次實現(xiàn)臨界！”當(dāng)時在場的很多老專家已經(jīng)無法抑制心中的激動，現(xiàn)場響起一片熱烈的掌聲。

      臨界后的座談會上，楊長利激動地說：“對于正在提速核電發(fā)展的中國而言，實驗快堆臨界成功將極大地加快我國核電建設(shè)步伐，作為在建核電規(guī)模最大的國家，中國正在以自己的速度，追趕乃至引領(lǐng)世界核電步伐”。

      此刻，這項我國核電領(lǐng)域的重大自主創(chuàng)新成果，意味著我國在第4代先進核能系統(tǒng)技術(shù)上已經(jīng)實現(xiàn)了重大突破。

      核電：能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化上選

      將時間倒回6月，國際能源機構(gòu)與經(jīng)合組織核能機構(gòu)聯(lián)合發(fā)布未來核能發(fā)展路線圖。路線圖指出，從現(xiàn)在起到2050年，全世界1/4的電力都將通過核能獲得。

      人們不禁要問：核電為什么這么受寵？它的好處在哪里？中國實驗快堆工程部總經(jīng)理張東輝告訴記者，核電在清潔能源減少二氧化碳排放上發(fā)揮著“至關(guān)重要”的作用。在我國能源結(jié)構(gòu)中，煤炭、石油等化石類能源一直占據(jù)絕對主導(dǎo)地位，勢必對節(jié)能減排造成壓力。為應(yīng)對全球氣候變暖，我國政府決定大力發(fā)展可再生能源，積極推進核電建設(shè)。

      “它沒有二氧化碳排放，是零排放，是清潔能源?，F(xiàn)在我國主要是以火力發(fā)電為主，排放壓力很大，所以今后全球包括中國都希望加大核電的比重，減緩對氣候變化的影響。核能的利用在全球來講，應(yīng)該說是一個方向吧！”張東輝這樣說道，“更何況從全產(chǎn)業(yè)鏈來看，核能是最為節(jié)能減排的能源形式。哪怕是水電，在建設(shè)過程中對于水泥等建筑材料的消耗量仍然遠遠超過核電”。

      按照國際能源機構(gòu)的介紹，目前核能利用技術(shù)已經(jīng)十分成熟，幾乎所有全球在建的新型核反應(yīng)堆都以50年技術(shù)發(fā)展作為基礎(chǔ)。我國目前引進的一些先進技術(shù)，可以使核電站運行60年，而傳統(tǒng)的火電站只有20年壽命。

      除了大家熟知的秦山核電站、大亞灣核電站以外，近年來，浙江三門核電站、山東海陽核電站、廣東臺山核電站等項目相繼開工建設(shè)。數(shù)據(jù)顯示，截至去年年底，中國已經(jīng)核準(zhǔn)10個核電項目，成為世界上在建核電規(guī)模最大的國家。與其他清潔能源相比，核電還具有成本較低的優(yōu)勢。數(shù)據(jù)顯示，上述6座目前我國正在運營的核電站上網(wǎng)電價在0.39-0.46元之間，已經(jīng)低于當(dāng)?shù)鼗痣妰r格。

      因此，如果要達到擴大能源供給、減少碳排放、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)3大主旨要求，核能已經(jīng)成為清潔能源的不二選擇。

      那么我國目前核電發(fā)展形勢又是怎樣呢？說到這里，張東輝輕輕搖了搖頭：“目前為止我國核能發(fā)電量占總發(fā)電量的約2%，核電的裝機容量也僅僅只有900萬千瓦，所占比例過小，遠遠落后于世界平均水平”。

      國際能源機構(gòu)的最新統(tǒng)計數(shù)字顯示，目前全球核設(shè)施發(fā)電量占全球發(fā)電總量的14%，而發(fā)達國家基本都已達到30%左右。相對比我國2%的數(shù)字而言，顯然相去甚遠。

      為此，中國已經(jīng)有了自己核電發(fā)展時間表，計劃到2020年非化石能源在能源消費的占比達到15%左右，到2020年核電總裝機達7000-8000萬千瓦，較2009年底的910萬千瓦增長近9倍。

      快堆：核電發(fā)展新時代

      然而，我國乃至全球爆發(fā)式的核電需求帶來了諸多問題，燃料，就是其中最為關(guān)鍵的一個。

      “當(dāng)我們都希望建設(shè)核電站的時候，就需要想一想，世界上存量核能是否有能力擔(dān)負這樣的重任”，張東輝語重心長地告訴記者，核能在這點上與化石能源性質(zhì)類似，同樣存在資源枯竭問題。數(shù)據(jù)顯示，目前，在核電站中廣泛應(yīng)用的壓水堆(如我國的秦山、大亞灣核電站堆型)，對天然鈾資源的利用率只有約1%，根據(jù)目前全球的鈾礦探明儲量470萬噸，按照現(xiàn)有壓水堆使用模式及數(shù)量計算，可供人類使用約65年。

      但是現(xiàn)有電站主要分布在發(fā)達國家，例如美國、歐洲、日本，而當(dāng)中國一躍成為在建核電站最多的國家后，發(fā)現(xiàn)如果我們要達到核電發(fā)電量占總發(fā)電量20%-30%這樣一個比例，需新建核電站400-500座，這一數(shù)字相當(dāng)于目前全世界核電站數(shù)字的總和。

      對中國自身而言，更為嚴峻的事實在于，我國探明鈾礦儲量僅有10萬噸左右，占全球比例約2%，屬貧鈾國。這意味著，隨著我國核電建設(shè)的推進，未來鈾礦需求將明顯增加。如果缺乏充足的鈾礦資源支撐，難免再現(xiàn)在原油、鐵礦石資源上受制于國際礦商的窘境。

      除此之外，大規(guī)模核電建設(shè)所涉及的安全隱患也廣為公眾詬病。在人們?nèi)匀徽劇昂恕鄙兊慕裉?，對環(huán)境和人類的長期影響也成為制約核電大規(guī)模發(fā)展的因素之一。

      在張東輝看來，上述兩個問題都需要新技術(shù)予以解決。2000年，以美國為首的11國提出第4代核電系統(tǒng)建設(shè)項目，我國于2006年加入其中。在第4代核電系統(tǒng)評估體系中共提出4項指標(biāo)來判定新技術(shù)是否具有推廣價值，其中可持續(xù)性、安全性、經(jīng)濟性及核不擴散位列其中。

      “核電建設(shè)前期投入巨大，如果幾十年之后鈾原料枯竭了，這一方式便必然不能成為解決能源問題的長久之計。而目前世界范圍內(nèi)技術(shù)最為先進的核聚變在實驗室里已經(jīng)做到，但集全世界之力也僅僅在法國建立了一個實驗裝置，且花費百億美元，經(jīng)濟性過低商業(yè)推廣便沒有價值?！备鶕?jù)各項指標(biāo)綜合考量，各國確定了6種第4代核電系統(tǒng)主流堆型，這其中，3種為快堆。張東輝向記者娓娓道來，在快堆技術(shù)中，鈉冷快堆，即我國首座實驗快堆所采用的技術(shù)手段被公認為最現(xiàn)實、各方面最為均衡的技術(shù)。

      那么快堆比目前商業(yè)推廣成熟的壓水堆技術(shù)高明在何處呢？“快堆可以將天然鈾中99.3%的鈾238轉(zhuǎn)換成好用的钚239全部用來發(fā)電”，張東輝說，目前在核電站中廣泛應(yīng)用的壓水堆(如我國的秦山、大亞灣核電站堆型)，對天然鈾資源的利用率只有約1%，而快堆則可將這一利用率提高到60%-70%。這一轉(zhuǎn)換帶來的效果可以將核電能量從百年延續(xù)到3千年以上。對于中國來講，盡管國內(nèi)鈾資源比加拿大、澳大利亞等國家都要差，但如果全面采用快堆技術(shù)，自己的鈾資源在全國的電都通過核電方式解決的前提下，也可延續(xù)千年。

      由于利用率的提高，相對較貧的鈾礦有了開采價值。就世界范圍講，可采鈾資源將因此增加上千倍。以目前探明的天然鈾儲量推測，快堆的使用可以使鈾資源可持續(xù)利用3000年以上。

      快堆技術(shù)不僅實現(xiàn)核燃料“越燒越多”，還具有處理壓水堆核廢物的環(huán)保意義。壓水堆在反應(yīng)后的剩余物放射性仍然很強，如果直接進行地質(zhì)處置，耗資驚人，占地驚人。

      此前就有韓國媒體報道稱，韓國原子能研究院預(yù)計投資300億韓元(1美元約合1140韓元)研發(fā)鈉冷快堆技術(shù)，最重要原因在于韓國現(xiàn)有的4座核電站，20座核反應(yīng)堆年產(chǎn)生約700噸核乏燃料，截至去年年底已累計儲存1萬噸。照此速度，到2016年，這些“不受歡迎”的高放射性材料現(xiàn)有的儲存空間就將處于完全飽和狀態(tài)。

      而我國開發(fā)的實驗快堆就是采取鈉冷快堆這種技術(shù)手段，它可利用核乏燃料作為核燃料。所謂核乏燃料是指在反應(yīng)堆內(nèi)用過的核燃料，它含有鈾等放射性材料。在對核乏燃料進行再處理以供鈉冷快堆使用時，可以不分離钚，而是將钚同其他元素混合，重新作為核燃料使用。而這些核廢料在快堆反應(yīng)中經(jīng)過回收再利用以后，放射性物質(zhì)的衰變期只有二三百年，可以大大減少核廢物處置量，降低乏燃料長期毒性風(fēng)險。張東輝告訴記者，在把其他技術(shù)所不能利用的貧鈾進行轉(zhuǎn)化過程中，一座快堆可以支持5-10座壓水堆的長壽命放射性廢物的處理，具有十分良好的經(jīng)濟效益。

      對于安全問題，張東輝認為公眾大可不必有恐慌情緒：“大家很擔(dān)心的是：核電站和原子彈有什么區(qū)別？實際上這兩者在原理上完全不同：原子彈要把高純的核材料通過炸藥爆炸在極短的時間內(nèi)壓縮到一起形成核爆炸；而核電站的核材料是分散在堆芯內(nèi)部，在可控狀態(tài)下進行能量的緩慢釋放，在任何情況下都不會發(fā)生類似于原子彈的情形。自原子能和平利用60年來，核電已經(jīng)積累了大量的經(jīng)驗，尤其在安全方面已經(jīng)形成了一整套的技術(shù)和方法，核電站在安全方面的投入也是其他工業(yè)所不能比擬的。下一代的核電，比如快堆，可以做到無論發(fā)生什么事故，都可以將其后果限制在廠區(qū)內(nèi)部，不對廠外公眾的生活產(chǎn)生影響”。

      碩果：過程艱辛終成功

      “快堆可以將鈾資源的利用率從壓水堆的約1%提高到60%-70%，同時可以將壓水堆乏燃料中存在的長壽命放射性廢物當(dāng)作核燃料燒掉”。懷揣著這樣的夢想，一群人堅守了近半個世紀。

      中國實驗快堆，這項國家“863”計劃中投資最大的專案，早在上世紀 60年代中期就開始起步，主要在物理、熱工、結(jié)構(gòu)材料和鈉工藝方面開展一些基礎(chǔ)研究，隨著社會經(jīng)濟變革，國家對科研的投入減少，國內(nèi)快堆研究工作陷入困境。

      當(dāng)徐銤等快堆專家焦慮彷徨的時候，“863”計劃的開展徹底扭轉(zhuǎn)了這一局面。經(jīng)過各領(lǐng)域?qū)＜业某浞终撟C，快堆脫穎而出，被列入“863”計劃能源反應(yīng)堆主題項目。中國原子能科學(xué)研究院也在“八五”時期開始工程設(shè)計。確定了中國實驗快堆堆本體采用池式結(jié)構(gòu)，首爐使用UO2燃料并向MOX燃料過渡，液態(tài)金屬鈉做冷卻劑，熱傳輸系統(tǒng)采用鈉、鈉、水3回路系統(tǒng)，并首次在1回路設(shè)置非能動事故余熱排出系統(tǒng)的設(shè)計方向。

      中國實驗快堆還實現(xiàn)了多方面突破：在世界上首次采用了非能動事故余熱排出系統(tǒng)，與世界已建快堆相比，是最安全的一座快堆；自主完成了反應(yīng)堆換料系統(tǒng)設(shè)計，快堆的換料是在封閉系統(tǒng)中靠遙控自動完成的，經(jīng)實驗驗證該設(shè)計是先進可靠的；采用了先進的數(shù)字化技術(shù)，自主完成計算機監(jiān)控和主控室設(shè)計，大大簡化了主控室操作，給操縱員應(yīng)急操作帶來了極大方便。

      張東輝告訴記者，事故余熱排出系統(tǒng)的設(shè)計原理是依靠自然對流和自然循環(huán)導(dǎo)出余熱，不用閥門和泵。因此，該系統(tǒng)可以保證在全廠斷電、地震和失水等最嚴重的事故狀態(tài)下，將堆芯余熱導(dǎo)出，從而保證反應(yīng)堆的安全。

      回顧這座熱功率65MW、試驗發(fā)電功率20MW的實驗堆建設(shè)過程，張東輝這位快堆當(dāng)家人最為驕傲的是實驗快堆對我國核電裝備自主化全產(chǎn)業(yè)鏈帶來的拉動作用。他微笑著告訴記者：我們希望通過實驗快堆的建設(shè)，帶動我國一批裝備制造企業(yè)走上更加高端的自主創(chuàng)新之路”。

      中國實驗快堆有200多個系統(tǒng)，設(shè)備達7000多臺套，除幾個關(guān)鍵設(shè)備從國外進口外，其他全部由國內(nèi)設(shè)計和制造，國產(chǎn)化率達到70%以上。

      堆容器是中國實驗快堆的核心部件，高12米，直徑8米，壁厚25毫米，內(nèi)部構(gòu)件多達5.5萬件，總重700多噸。該容器屬于大型薄壁容器，制造難度極大。難點在于焊接工藝、熱處理工藝、加工精度和長途運輸。稍有不慎，造成返工或報廢，就可能帶來重大損失。

      中國一重集團與原子能院一起聯(lián)合設(shè)計并承擔(dān)了這一大型非標(biāo)設(shè)備的制造和安裝，并實現(xiàn)了一次制造成功、一次運輸成功、一次安裝成功。創(chuàng)造了快堆大型核設(shè)備制造的高質(zhì)量，也創(chuàng)造了我國自主創(chuàng)新的新紀錄。這一成功標(biāo)志著我國在核設(shè)備設(shè)計制造能力方面取得了新的突破。

      除了大型設(shè)備以外，純度要求很高的核級鈉的生產(chǎn)必須提前做出安排。原子能院在基礎(chǔ)研究中已經(jīng)掌握了實驗室規(guī)模核級鈉的制備技術(shù)。但是要滿足快堆335噸的供應(yīng)量，必須建立工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)裝置。原子能院與內(nèi)蒙古烏海蘭太實業(yè)公司達成院企聯(lián)合生產(chǎn)核級鈉的協(xié)議，并且共同建造了核級鈉廠。2008年5月，300多噸核級鈉全部運抵快堆現(xiàn)場。這不但實現(xiàn)了核級鈉從實驗室規(guī)模向工業(yè)規(guī)模的跨越，也推動了院企強強聯(lián)合實現(xiàn)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)。

      未來：2020可商用

      實驗快堆臨界后，原子能院只能享受片刻成功的喜悅，又將目光聚焦在下一步并網(wǎng)發(fā)電上。按照中核集團的規(guī)劃，中國快堆發(fā)展擬采取3步走的發(fā)展戰(zhàn)略：實驗快堆—示范快堆—大型商用快堆，目前已經(jīng)完成第1步。

      張東輝在接受《中國投資》采訪時首次披露，快堆工程部已與華北電網(wǎng)達成協(xié)議，將于2011年6月30日前并網(wǎng)發(fā)電?！爱?dāng)然，以目前實驗快堆的體量，此次并網(wǎng)發(fā)電研究意義大于實際經(jīng)濟價值”，張東輝坦承，并網(wǎng)的目的是在于通過收集數(shù)據(jù)，力求對在實驗快堆上預(yù)演商用后有可能出現(xiàn)的各種問題予以解決。畢竟目前實驗快堆在運行中如果出現(xiàn)問題，可以隨時“叫?！边M行檢測維修，但一旦商業(yè)化則沒有這樣的空間，因為對于一個發(fā)電站而言，“停產(chǎn)一天都將帶來數(shù)百萬以上的損失”。

      據(jù)張東輝介紹，我國下一步建設(shè)的示范快堆，與目前的實驗快堆相比，在功率、體量上有很大的變化，在技術(shù)上也需要有突破。

      例如，實驗快堆是以高濃二氧化鈾為燃料，而為了實現(xiàn)核燃料增值，還需要在示范快堆中進一步研制鈾和钚的混合燃料。在技術(shù)開發(fā)上，還需要加大對實驗設(shè)施的投入。另外，還要通過示范項目將現(xiàn)在掌握的技術(shù)進行集成，通過示范堆的建設(shè)，對所有的工程問題、經(jīng)濟性問題進行驗證，才能過渡到商用快堆，最終實現(xiàn)大規(guī)模投入運行。

      “預(yù)計每10年完成一個階段，即2020年完成自主技術(shù)示范項目，2030年之前完成商業(yè)化項目”，張東輝表示。

      “和已經(jīng)在國內(nèi)成功應(yīng)用了數(shù)10年的壓水堆不同，對于快堆，從設(shè)計到制造再到運營，我國都是‘零經(jīng)驗’”。張東輝透露道，“現(xiàn)在實驗快堆成功臨界，那么示范性質(zhì)的商用快堆也有希望建起來。在首個示范性商用快堆穩(wěn)定運行一年左右之后，其他商用快堆便可完全照搬其技術(shù)進行大規(guī)模建設(shè)，之后就是不斷地復(fù)制而已，從1個到10個，甚至到100個，都沒有問題”。

      記者在采訪中也了解到，目前國家層面的計劃是在2050年實現(xiàn)100座以上商用快堆的建設(shè)，數(shù)目之眾足見國家推廣決心之大。

      此刻，當(dāng)中國成為繼美、俄、法等國之后，世界上第8個擁有快堆技術(shù)的國家，我們拭目以待核電新時代的到來。

      何謂快堆

      “快堆”是快中子反應(yīng)堆的簡稱。快堆與秦山核電站、大亞灣核電站用的壓水堆一樣都是核裂變反應(yīng)堆。在這種反應(yīng)堆中為了保持引起裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的中子主要是快中子，裂變出來的新的中子不能受到過分的慢化。快堆要用金屬鈉做冷卻劑，將核裂變熱能載帶出來，最終將水加熱成過熱蒸汽，像火電站一樣推動汽輪發(fā)電機發(fā)電。