日前，位于海南昌江的全球首個陸上商用模塊化小型反應堆“玲龍一號”核島安裝工程正式開工。“玲龍一號”是由中核集團研發并具有自

日前，位于海南昌江的

全球首個陸上商用模塊化小型反應堆

“玲龍一號”

核島安裝工程正式開工。

“玲龍一號”是由中核集團研發

并具有自主知識產權的

多功能模塊化小型壓水堆，

也是全球首個開工的陸上商用模塊化小堆。

全世界，

這也是頭一個！

此次開始安裝工程的核島，

是整個核電站的核心。

后續，核電站的壓力容器、

蒸汽發生器等主要設備

都將在核島內進行安裝。

那么問題來了，

什么是小堆？

01 什么是小堆

優勢突出的「小」可愛

所謂小型堆

根據國際原子能機構（IAEA）給出的定義，

是電功率在30萬千瓦以下的反應堆。

要搞懂小堆，

先搞懂核反應堆。

核反應堆是核電站的核心能源組件，

它可以將核燃料核裂變產生的能量

穩定可控地輸出為熱能，

進一步轉化為我們需要的電能等。

世界上第一臺反應堆“芝加哥一號”的功率

僅有0.5瓦，

這樣的功率勉強可以點亮一個小夜燈。

而經過70多年的發展，

反應堆的功率已經可以達到百萬千瓦級，

并且發展出了多種多樣的堆型。

從0.5瓦到百萬千瓦級別，

萬物都要“Plus版”的趨勢下，

為何作為能量之源的反應堆

如今又要小型化？

因為它

更靈活、更安全、更靠近用戶，

堪稱“超級充電寶”，

小而巧！

中國工程院院士葉奇蓁曾說：

“小堆是游戲的改變者，

能夠以高安全水平

提供不同的核電聯產解決方案。”

下面咱就來詳細嘮嘮

小堆的優勢——

1.小堆的“小”：

體積小、占地少、工期短

“玲龍一號”最突出的特征

是一體化、模塊化的反應堆結構：

蒸汽發生器、主泵、堆內構件、

驅動機構等反應堆的部件

都集中在壓力容器上，

不需要主管道的連接。

反應堆是一個模塊，

運到現場直接進行后續裝配調試。

而大堆是壓力容器和蒸汽發生器分別要安裝，

還要在現場焊接主管道。

“一體化”就像什么呢？

大堆可以看作一個家用臺式電腦，

包括顯示器、主機、鍵盤。

小堆就可以看作一個筆記本電腦，

它的顯示器、主機、鍵盤都集中到一起了。

采用模塊化建造安裝模式，

可縮短現場施工時間及建造工期，

初投資低、建造周期短，

提高經濟性。

2.小堆的“巧”：

多用途——可供電、熱、汽、水

小堆雖小，

作用不小。

做小堆的初衷

其實不是和大堆一樣去發電，

而是要實現核能的多用途。

“玲龍一號”更小的功率和體積，

適配更多的應用場景。

不僅可以布置在陸地上，

還可以布置在海上平臺、偏遠島礁等，

實現供熱供電、熱電聯產等

多領域多場景多需求應用。

城市供熱：

隨著城鎮化發展、人民生活水平提升，

北方甚至南方城市需要供熱的面積不斷增長。

小堆憑借先進的安全設計理念，

具有安全性好、應急要求大大簡化等特點，

特別適宜于作為供熱領域的能源。

海水淡化：

我國北方和部分沿海地區水資源嚴重不足，

北方缺水總面積達58萬平方公里，

全國有300多座城市不同程度缺水，

每年缺水量58億立方米。

利用小堆實現海水淡化，

在未來的能源市場有廣泛應用。

海洋開發能源供給：

我國海島基數多，發展需求大。

小堆能同時提供電力和高溫高壓蒸汽，

也可用來進行海水淡化；

投資規模小，配置靈活，

無須場外電源保障，

適合孤島運行，

是實現海島能源供應的重要選擇。

3.小堆的固有安全性：

滿足最高安全標準

小堆具有更高的固有安全性。

怎么理解這個“固有”呢？

就像一個內在品質優秀、

行為習慣非常好的學生，

老師不用去督促和鞭策，

他自己就很自律。

小堆采用非能動的堆芯冷卻系統

和余熱冷卻系統。

因為功率小，

小堆完全依靠空氣自然對流

就能將熱量從堆芯導入鋼制安全殼內，

然后從安全殼導入大氣這一最終熱阱。

小堆的輻射應急計劃區范圍在300米左右，

而大堆一般是10公里。

小堆可以建在離城市、離人口密集區

更近的地方，

與多用途的應用場景相契合。

02小堆的誕生

從0到1的原始創新

早在20世紀七八十年代，

國際原子能機構就開始倡導發展

中小型反應堆。

包括美國、俄羅斯、日本、韓國、英國等

在內的越來越多的國家，

競相加入模塊式小堆研發的行列。

雖說“玲龍一號”是一個小型堆，

卻不是單純地把大型核電小型化。

以往設計大堆可以直接用的一些理論及數據，

對于小堆都不適用，

必須從頭開始。

小堆尺寸變了，

比如它的燃料組件相對大堆要短，

短了以后燃料組件壓緊力要多少？

變形量是多少？

包殼管氣腔高度定為多少？

這些量都得重新算，

要從源頭上開始研究。

中核集團“玲龍一號”總設計師宋丹戎說：

“小堆設計是有可能遇到‘翻車’問題的。

走到一半，有可能設定的目標達不到，

必須完全推倒重來。”

經過十幾年的刻苦攻關，

中核集團研發出了具有完全自主知識產權的

小堆“玲龍一號”，

成為繼華龍一號后的又一自主創新重大成果，

填補了國內空白。

為取得全球通行證，

“玲龍一號”主動接受了國際原子能機構通用反應堆安全審查。

2014年至2015年，

“玲龍一號”研發團隊完成了4000多份報告，

并先后到維也納、北京

完成三輪次的技術答辯，

最終在2016年，

它成為全球首個通過IAEA安全審查的

小型壓水堆技術。

2020年10月下旬，

12位核電行業專家聚在一起，

舉行為期一周的“玲龍一號”項目沙盤推演活動，

活動現場并沒有真正的沙盤，

專家們對“玲龍一號”施工中可能遇到的問題

進行詳細的分析與研討，

甚至細到核島中的一顆螺絲釘。

2021年7月13日，

中核集團海南昌江多用途模塊式小型堆科技示范工程

（小堆示范項目）

在海南昌江核電現場正式開工。

海南昌江已形成了一個成熟的核電基地，

能夠為小堆首堆建設提供支撐和保障體系。

海南自由貿易港+小堆，

將使“走出去”更加便捷。

小堆從圖紙走進現實，

標志著我國在模塊式小型堆技術上走在了世界前列。

這是中核集團科技創新成果的工程應用，

涉及一百多個系統

從建造、安裝、調試到運行維護的成套技術，

帶動整個產業鏈向高層次發展。

03 小堆將如何“改變游戲”？

充滿可能性的應用場景

電力系統的脫碳

是全社會實現零碳發展的關鍵，

供熱是全球最大的終端能源消費領域。

隨著小地區或偏遠山區供電、

城市冬季集中供熱、工業園區集中供熱、

島礁供電、海上石油開采等領域

對清潔能源的需求進一步提升，

以及實現“美麗中國”對構建綠色能源體系的強烈需求，

小堆憑借自身綜合優勢，

具有廣闊的應用前景。

小堆在全球市場也顯示出良好前景。

沿著南海出去，

“一帶一路”沿線的一些國家，

如菲律賓、印度尼西亞、馬來西亞等，

小島很多。

中東的沙特、阿聯酋、約旦等國家，

也不約而同地表示出對小堆的興趣。

要開拓“一帶一路”乃至全球市場，

示范工程的示范效應非常關鍵。

IAEA發布的《2050核能技術路線圖》表示，

建立一個小堆市場，

首要條件是供應商在自己國家

首先成功地建造第一座小型堆，

然后其他國家才會考慮在本國推廣。

小堆是當前國際核能領域競爭的焦點之一。

相比很多國家開發的小堆都還停留在紙上，

我國率先邁出了

模塊化小堆工程落地這關鍵一步，

必將對國際上的推廣應用產生重要推動。

再往前暢想一步，

未來小堆還可以更小型化、緊湊化，

更加先進、安全。

比如——

裝到人造衛星、太空飛船上，

提供強大的、穩定的、長期的能源。

或者，車載的核電源？

再或者……下面這樣？

對于小堆這一核能“游戲的改變者”，

你還能想到什么應用場景？

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