四代核電技術(shù)都有哪些特點?

　　隨著“雙碳”目標的提出，核電作為一種清潔能源，其戰(zhàn)略意義不言而喻，核電行業(yè)迎來了全新的發(fā)展機遇。根據(jù)《“十四五”規(guī)劃和2035遠景目標綱要》，至2025年，我國核電運行裝機容量將達到7000萬千瓦。下面，我們就一起了解下不斷發(fā)展的核電技術(shù)。

　　第一代

　　人類對核電站的開發(fā)與建設(shè)始于上世紀50年代。1954年，前蘇聯(lián)建成電功率為五千千瓦的奧布涅斯克實驗性核電站；1956年，英國建成卡德豪爾石墨氣冷堆原型核電站;1957年，美國建成電功率為九萬千瓦的希平港壓水堆原型核電站。在冷戰(zhàn)和美蘇爭霸的大背景下，核電站技術(shù)得到快速發(fā)展，這些實驗性核電站，證明了利用核能發(fā)電的技術(shù)可行性。國際上把這些實驗性和原型核電機組，稱為第一代核電機組(技術(shù))。

▲希平港核電站是世界上第一座“專一民用大型核電站”，位于美國賓夕法尼亞州希平港，1958年開始服役，1982年停運(圖片來源/wiki)

　　第二代

　　第二代核電站是指上世紀60年代末，在實驗性和原型核電機組基礎(chǔ)上，陸續(xù)建成電功率在30萬千瓦以上的壓水堆、沸水堆、重水堆等核電機組。它證明了核電站在商業(yè)運行上的可行性，具備與火電、水電競爭的實力。

　　上世紀70年代，石油漲價引發(fā)的能源危機，進一步促進了核電的發(fā)展，目前世界上商業(yè)運行的四百多座核電機組絕大部分是在七八十年代時期建成的，例如目前備受關(guān)注的扎波羅熱核電站、韓國最大的古里核電站、加拿大的布魯斯核電站等。

▲扎波羅熱核電站是目前歐洲最大核電站(圖片來源/Reuters)

　　第三代

　　第三代核電站的技術(shù)標準，大體上分為改進型核電站和非能動型核電站兩類。改進型核電站配備有獨立的交流電源與電網(wǎng)并網(wǎng)，可以保證停水后2小時內(nèi)、斷電后8小時內(nèi)燃料堆不損壞。非能動型核電站的安全性要更高，它不需要額外為安全系統(tǒng)配備交流電源，且特定情況下在3天內(nèi)不需要人為操作，可以自動處理一些潛在的安全事故。

　　我國已建成投運的“華龍一號”和在建的“國和一號”，都是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的第三代核電技術(shù)(核電站)。

▲2021年1月30日，“華龍一號”全球首堆——福建福清核電5號機組正式投入商業(yè)運行。圖為福清核電全景圖(攝影/過東海)

　　第四代

　　第三代核電技術(shù)在安全性上得到了提升，在此基礎(chǔ)之上，為了強化戒備核擴散的要求、進一步改善經(jīng)濟性，由此提出了第四代核電技術(shù)，目前仍處在開發(fā)和驗證階段。

　　第四代核電技術(shù)有六種設(shè)計概念，包括三種快中子堆和三種熱中子堆。我國自主研發(fā)的第四代核電技術(shù)—高溫氣冷堆，設(shè)備國產(chǎn)化率高達93.4%，首個示范工程已經(jīng)完成并網(wǎng)發(fā)電。這也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。

▲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(圖片來源/國家原子能機構(gòu))