隨著“雙碳”目標(biāo)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(lái)了全新的發(fā)展機(jī)遇。根據(jù)《“十四五”規(guī)劃和2035遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》，至2025年，我國(guó)核電運(yùn)行裝機(jī)容量將達(dá)到7000萬(wàn)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(lèi)對(duì)核電站的開(kāi)發(fā)與建設(shè)始于上世紀(jì)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(shí)驗(yàn)性核電站;1956年，英國(guó)建成卡德豪爾石墨氣冷堆原型核電站;1957年，美國(guó)建成電功率為九萬(wàn)千瓦的希平港壓水堆原型核電站。在冷戰(zhàn)和美蘇爭(zhēng)霸的大背景下，核電站技術(shù)得到快速發(fā)展，這些實(shí)驗(yàn)性核電站，證明了利用核能發(fā)電的技術(shù)可行性。國(guó)際上把這些實(shí)驗(yàn)性和原型核電機(jī)組，稱(chēng)為第一代核電機(jī)組(技術(shù))。

▲希平港核電站是世界上第一座“專(zhuān)一民用大型核電站”，位于美國(guó)賓夕法尼亞州希平港，

1958年開(kāi)始服役，1982年停運(yùn)(圖片來(lái)源/wiki)

第二代

第二代核電站是指上世紀(jì)60年代末，在實(shí)驗(yàn)性和原型核電機(jī)組基礎(chǔ)上，陸續(xù)建成電功率在30萬(wàn)千瓦以上的壓水堆、沸水堆、重水堆等核電機(jī)組。它證明了核電站在商業(yè)運(yùn)行上的可行性，具備與火電、水電競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力。

上世紀(jì)70年代，石油漲價(jià)引發(fā)的能源危機(jī)，進(jìn)一步促進(jìn)了核電的發(fā)展，目前世界上商業(yè)運(yùn)行的四百多座核電機(jī)組絕大部分是在七八十年代時(shí)期建成的，例如目前備受關(guān)注的扎波羅熱核電站、韓國(guó)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(lái)源/Reuters)

第三代

第三代核電站的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，大體上分為改進(jìn)型核電站和非能動(dòng)型核電站兩類(lèi)。改進(jìn)型核電站配備有獨(dú)立的交流電源與電網(wǎng)并網(wǎng)，可以保證停水后2小時(shí)內(nèi)、斷電后8小時(shí)內(nèi)燃料堆不損壞。非能動(dòng)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(dòng)處理一些潛在的安全事故。

我國(guó)已建成投運(yùn)的“華龍一號(hào)”和在建的“國(guó)和一號(hào)”，都是具有自主知識(shí)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(hào)”全球首堆——福建福清核電5號(hào)機(jī)組正式投入商業(yè)運(yùn)行。圖為福清核電全景圖(攝影/過(guò)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(qiáng)化戒備核擴(kuò)散的要求、進(jìn)一步改善經(jīng)濟(jì)性，由此提出了第四代核電技術(shù)，目前仍處在開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證階段。

第四代核電技術(shù)有六種設(shè)計(jì)概念，包括三種快中子堆和三種熱中子堆。我國(guó)自主研發(fā)的第四代核電技術(shù)—高溫氣冷堆，設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率高達(dá)93.4%，首個(gè)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(xiàng)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(lái)源/國(guó)家原子能機(jī)構(gòu))