●記者 段穎
2023年12月6日，世界的目光又一次聚焦中國山東半島最南端的沙灘海岸。在這里，我國具有完全自主知識產權的國家科技重大專項高溫氣冷堆核電站示范工程順利完成168小時持續(xù)運行考核，開始商業(yè)運行，標志著我國建成并運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家持續(xù)數十年，知難而進、眾志成城、牽頭研發(fā)的以固有安全為主要特征的先進核能技術實現了從跟跑、并跑到領跑世界的飛躍。
高溫氣冷堆核電站示范工程正式商運投產，清華大學副校長曾嶸（右三）與參會嘉賓共同見證
從這一刻起，通過雙反應堆持續(xù)穩(wěn)定運行匯聚成的綠電將順著特高壓線源源不斷地送到千家萬戶！
全球首次實現“固有安全”
1979年美國三哩島核電站事故、1986年蘇聯切爾諾貝利核電站事故、2011年日本福島核電站事故……在核能開發(fā)歷程中，諸多影響巨大的災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”，不斷吸引著各國目光。上世紀80年代以來，國際上針對模塊式高溫氣冷堆開展了大量研究和設計工作，但均止步于工程實施。清華大學核研院團隊瞄準實現反應堆固有安全的學術理念，于世紀之初在清華“200號”建成世界首座10兆瓦高溫氣冷實驗堆。
2006年，高溫氣冷堆核電站被列入國家科技重大專項。清華大學作為唯一牽頭實施國家科技重大專項的高等學校與技術研發(fā)主體，攜手合作伙伴華能集團、中核集團成功建成石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程，通過系列實堆安全驗證試驗證明了反應堆即使突發(fā)故障或遭遇嚴重外部事件，不靠人為干預和應急冷卻，堆芯不會熔化、放射性不會大量外泄的本質安全特性。在全世界首次于商業(yè)規(guī)模核電站上實現“固有安全”，首次在科學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難題。
從“0到1”大批核心技術突破
從零開始是爬坡過坎的韌勁，是始終堅持自立自強的骨氣，更是矢志登頂的決心。在石島灣高溫氣冷堆示范工程設計、建設到商運的整個過程中，國內外無任何先例可循，許多關鍵技術、設備、材料創(chuàng)新都是難啃的硬骨頭。
核研院高溫氣冷堆團隊部分成員
清華大學核能團隊勇闖“無人區(qū)”，創(chuàng)新提出并突破一系列關鍵核心技術，成功研發(fā)出國際上性能最優(yōu)的核燃料元件，開發(fā)出國際上產能最大的生產工藝和設備技術體系，著力突破大型反應堆高溫氦氣冷卻與密封、高溫核級系統(tǒng)與設備制造等重大技術挑戰(zhàn)。工程設計建造共積攢5萬張圖紙、10萬頁文件，研制出15000余臺（套）技術含量高、質量要求嚴的核島設備，設備制造國產化率高達93.4%，研發(fā)首臺（套）設備2200余臺、世界首創(chuàng)型設備超660臺……諸多成果助力我國在第四代先進核能技術上實現了從“0到1”大批核心關鍵技術突破。
清華核能人數十年磨一劍
奮斗者攻堅克難，成在勇挑重擔、堅持不懈。從實驗堆階段的“跟跑”到示范工程階段的“領跑”，再到跨入可轉化為先進生產力的商用階段，背后是清華核能人數十年的砥礪奮進。
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場
其間，以王大中、吳宗鑫為代表的老一輩清華核能人懷揣對祖國的無限熱愛和責任，毅然瞄準“固有安全”，任憑困難重重，仍百折不撓。
核研院高溫氣冷堆團隊部分成員
在他們的言傳身教下，清華大學核研院院長、示范工程總設計師張作義帶領年輕一代，在自主科研、自主設計、自主建造的征途上奮勇拼搏、篤行不怠，歷盡千辛萬苦，最終把“沒有先例”變成“成功案例”。2021年，作為實現反應堆固有安全的帶頭人王大中院士榮獲國家最高科學技術獎。同年12月，石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程實現首次并網發(fā)電，至今在調試過程中已累計發(fā)電超過3.5億度。與此同時，以石島灣核電站商運為標志，高溫氣冷堆商業(yè)化推廣的大幕徐徐拉開，新的商業(yè)化高溫氣冷堆項目已在我國若干省份啟動。
張作義
“模塊式高溫氣冷堆可提供高參數工業(yè)蒸汽，實現熱電聯產，也可多模塊并聯，在工業(yè)供熱、制氫等領域將發(fā)揮戰(zhàn)略性作用。”張作義介紹。依托高溫氣冷堆技術，清華大學已經開展了制氫研發(fā)等工業(yè)化推廣前景研究。“在我國工業(yè)蒸汽應用市場，它已具備商業(yè)競爭力，有望成為助力我國及世界碳達峰碳中和的重大創(chuàng)新性產業(yè)。”
商業(yè)化高溫氣冷堆后續(xù)項目設計圖
面向未來，高溫氣冷堆技術將為中國乃至世界能源結構優(yōu)化升級貢獻更多“綠色力量”，清華核能人也將繼續(xù)知難而進，在推動科技創(chuàng)新的征途上揚帆破浪、“核”力前行！
（清華新聞網12月6日電）
編輯：段穎 李華山
審核：劉蔚如 郭玲
