●記者 段穎
2023年12月6日，世界的目光又一次聚焦中國(guó)山東半島最南端的沙灘海岸。在這里，我國(guó)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)家科技重大專項(xiàng)高溫氣冷堆核電站示范工程順利完成168小時(shí)持續(xù)運(yùn)行考核，開(kāi)始商業(yè)運(yùn)行，標(biāo)志著我國(guó)建成并運(yùn)行了世界上第一座模塊式高溫氣冷堆核電站，意味著清華核能科學(xué)家持續(xù)數(shù)十年，知難而進(jìn)、眾志成城、牽頭研發(fā)的以固有安全為主要特征的先進(jìn)核能技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從跟跑、并跑到領(lǐng)跑世界的飛躍。
高溫氣冷堆核電站示范工程正式商運(yùn)投產(chǎn)，清華大學(xué)副校長(zhǎng)曾嶸（右三）與參會(huì)嘉賓共同見(jiàn)證
從這一刻起，通過(guò)雙反應(yīng)堆持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行匯聚成的綠電將順著特高壓線源源不斷地送到千家萬(wàn)戶！
全球首次實(shí)現(xiàn)“固有安全”
1979年美國(guó)三哩島核電站事故、1986年蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站事故、2011年日本福島核電站事故……在核能開(kāi)發(fā)歷程中，諸多影響巨大的災(zāi)難性事故成為了懸在核能之上的陰云，而模塊式高溫氣冷堆因其突出的“固有安全性”，不斷吸引著各國(guó)目光。上世紀(jì)80年代以來(lái)，國(guó)際上針對(duì)模塊式高溫氣冷堆開(kāi)展了大量研究和設(shè)計(jì)工作，但均止步于工程實(shí)施。清華大學(xué)核研院團(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)反應(yīng)堆固有安全的學(xué)術(shù)理念，于世紀(jì)之初在清華“200號(hào)”建成世界首座10兆瓦高溫氣冷實(shí)驗(yàn)堆。
2006年，高溫氣冷堆核電站被列入國(guó)家科技重大專項(xiàng)。清華大學(xué)作為唯一牽頭實(shí)施國(guó)家科技重大專項(xiàng)的高等學(xué)校與技術(shù)研發(fā)主體，攜手合作伙伴華能集團(tuán)、中核集團(tuán)成功建成石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程，通過(guò)系列實(shí)堆安全驗(yàn)證試驗(yàn)證明了反應(yīng)堆即使突發(fā)故障或遭遇嚴(yán)重外部事件，不靠人為干預(yù)和應(yīng)急冷卻，堆芯不會(huì)熔化、放射性不會(huì)大量外泄的本質(zhì)安全特性。在全世界首次于商業(yè)規(guī)模核電站上實(shí)現(xiàn)“固有安全”，首次在科學(xué)上以全尺度方式證明了固有安全核裂變能的存在，從根本上解決了核能安全利用的世界級(jí)難題。
從“0到1”大批核心技術(shù)突破
從零開(kāi)始是爬坡過(guò)坎的韌勁，是始終堅(jiān)持自立自強(qiáng)的骨氣，更是矢志登頂?shù)臎Q心。在石島灣高溫氣冷堆示范工程設(shè)計(jì)、建設(shè)到商運(yùn)的整個(gè)過(guò)程中，國(guó)內(nèi)外無(wú)任何先例可循，許多關(guān)鍵技術(shù)、設(shè)備、材料創(chuàng)新都是難啃的硬骨頭。
核研院高溫氣冷堆團(tuán)隊(duì)部分成員
清華大學(xué)核能團(tuán)隊(duì)勇闖“無(wú)人區(qū)”，創(chuàng)新提出并突破一系列關(guān)鍵核心技術(shù)，成功研發(fā)出國(guó)際上性能最優(yōu)的核燃料元件，開(kāi)發(fā)出國(guó)際上產(chǎn)能最大的生產(chǎn)工藝和設(shè)備技術(shù)體系，著力突破大型反應(yīng)堆高溫氦氣冷卻與密封、高溫核級(jí)系統(tǒng)與設(shè)備制造等重大技術(shù)挑戰(zhàn)。工程設(shè)計(jì)建造共積攢5萬(wàn)張圖紙、10萬(wàn)頁(yè)文件，研制出15000余臺(tái)（套）技術(shù)含量高、質(zhì)量要求嚴(yán)的核島設(shè)備，設(shè)備制造國(guó)產(chǎn)化率高達(dá)93.4%，研發(fā)首臺(tái)（套）設(shè)備2200余臺(tái)、世界首創(chuàng)型設(shè)備超660臺(tái)……諸多成果助力我國(guó)在第四代先進(jìn)核能技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了從“0到1”大批核心關(guān)鍵技術(shù)突破。
清華核能人數(shù)十年磨一劍
奮斗者攻堅(jiān)克難，成在勇挑重?fù)?dān)、堅(jiān)持不懈。從實(shí)驗(yàn)堆階段的“跟跑”到示范工程階段的“領(lǐng)跑”，再到跨入可轉(zhuǎn)化為先進(jìn)生產(chǎn)力的商用階段，背后是清華核能人數(shù)十年的砥礪奮進(jìn)。
2021年9月，吳宗鑫（左）、王大中（中）、張作義（右）在石島灣高溫氣冷堆示范工程現(xiàn)場(chǎng)
其間，以王大中、吳宗鑫為代表的老一輩清華核能人懷揣對(duì)祖國(guó)的無(wú)限熱愛(ài)和責(zé)任，毅然瞄準(zhǔn)“固有安全”，任憑困難重重，仍百折不撓。
核研院高溫氣冷堆團(tuán)隊(duì)部分成員
在他們的言傳身教下，清華大學(xué)核研院院長(zhǎng)、示范工程總設(shè)計(jì)師張作義帶領(lǐng)年輕一代，在自主科研、自主設(shè)計(jì)、自主建造的征途上奮勇拼搏、篤行不怠，歷盡千辛萬(wàn)苦，最終把“沒(méi)有先例”變成“成功案例”。2021年，作為實(shí)現(xiàn)反應(yīng)堆固有安全的帶頭人王大中院士榮獲國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。同年12月，石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程實(shí)現(xiàn)首次并網(wǎng)發(fā)電，至今在調(diào)試過(guò)程中已累計(jì)發(fā)電超過(guò)3.5億度。與此同時(shí)，以石島灣核電站商運(yùn)為標(biāo)志，高溫氣冷堆商業(yè)化推廣的大幕徐徐拉開(kāi)，新的商業(yè)化高溫氣冷堆項(xiàng)目已在我國(guó)若干省份啟動(dòng)。
張作義
“模塊式高溫氣冷堆可提供高參數(shù)工業(yè)蒸汽，實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)，也可多模塊并聯(lián)，在工業(yè)供熱、制氫等領(lǐng)域?qū)l(fā)揮戰(zhàn)略性作用。”張作義介紹。依托高溫氣冷堆技術(shù)，清華大學(xué)已經(jīng)開(kāi)展了制氫研發(fā)等工業(yè)化推廣前景研究。“在我國(guó)工業(yè)蒸汽應(yīng)用市場(chǎng)，它已具備商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，有望成為助力我國(guó)及世界碳達(dá)峰碳中和的重大創(chuàng)新性產(chǎn)業(yè)。”
商業(yè)化高溫氣冷堆后續(xù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)圖
面向未來(lái)，高溫氣冷堆技術(shù)將為中國(guó)乃至世界能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)貢獻(xiàn)更多“綠色力量”，清華核能人也將繼續(xù)知難而進(jìn)，在推動(dòng)科技創(chuàng)新的征途上揚(yáng)帆破浪、“核”力前行！
（清華新聞網(wǎng)12月6日電）
編輯：段穎 李華山
審核：劉蔚如 郭玲
