双11前夕,央企国家队淘宝店开业,国资小新(国务院国有资产监督管理委员会官媒)将 16 款代表中国智造的新一批“大国重器”集中上架淘宝!
其中,一款名为移动核能充电宝“玲龙一号”的商品尤为亮眼,这是全球首个陆上商用小型核反应堆,总价 52 亿元!
“玲龙一号”是我国具有自主知识产权的全球首个陆上模块化小型核反应堆,是继“华龙一号”后,我国核电自主创新的重大成果;实现了我国在模块化小型堆技术创新和核电重大技术装备国产化方面“零”的突破,标志着我国在模块式小型堆建造上走在了世界前列!
众所周知,核电站的核心就是反应堆,它可以把核燃料核裂变产生的能量,稳定可控地输出并转化为热能,然后再进一步转化为电能等,而顾名思义,小型核反应堆(small modular nuclear reactors,SMRs)就是功率更小的核反应堆。
一般来说,传统核电站反应堆功率都是大于1000兆瓦的,根据国际原子能机构(IAEA)给出的定义,核能小堆是电功率在30万千瓦以下的反应堆。 目前全球各地运行中的核电站以第二代和第三代压水堆为主,核电站发电其实跟火电站基本原理一样,都是靠烧开水用水蒸气带动汽轮机转动变成机械能,汽轮机再带动发电机组运行转化为电能。 国外比较典型的大堆是法国M310和美国的AP1000,这些的压水堆一回路系统就包含压力容器、蒸汽发生器、冷却系统等,采用分散型布置所需空间的直径45米,大概三个标准篮球场。打个比方,核电站就像一台台式电脑,包括了显示器、主机、键盘等等,并有各种连接线将其连接在一起才能工作。而核能小堆则是一台轻薄的笔记本电脑,它的显示器、主机、键盘等都集成到了一起,占地更小,移动起来也非常方便。一体化、模块化的反应堆结构正是玲龙一号的突出特征,其蒸汽发生器、主泵、堆内构件、驱动机构等反应堆的部件都集中在压力容器上,直径是大型堆的1/6只有大约7米,不需要主管道的连接,小巧灵活安全可靠可以更靠近用户。而在建造上,玲龙一号采用了模块化设计,主要设备组件可以实现标准化、批量化生产,在车间完成生产后直接运送到工地进行组装使用,能极大地缩短建设的时间和经济成本。而且作为核反应小堆的玲龙一号辐射应急计划区范围只有300米左右,相比大堆普遍的10公里禁区,小堆完全可以建在离城市、离人口密集区,更近的地方,与多用途的应用场景相契合!其实,早在上世纪七八十年代,国际原子能机构就开始倡导发展中小型反应堆。包括美国、俄罗斯、日本、韩国、英国等在内的众多国家,都竞相加入到模块化小堆研发的行列。可小型堆并不是单纯地把大型核电小型化。以往设计大堆可以直接用的理论及数据,对于小堆都不适用,一切必须从头开始,其研发难度可想而知。全世界开发小型堆有三、四十个国家,开发的堆形也有七八十种了,但大部分国家开发的小堆都还停留在图纸上,真正落地的只有俄罗斯的浮动核电站,是已经建成了的,阿根廷有一个2.5万千瓦的小型堆还在建设中。玲龙一号作为全球第一个落地的、实现商用的小型堆,标志着中国已经率先迈出了模块化小堆工程落地这关键一步,或将对国际上的推广应用产生重要推动! 2023年7月13日,全球首个陆上商用模块化小堆“玲龙一号”反应堆核心模块完成出厂验收,“玲龙一号”在海南核电多用途模块式小型堆科技示范工程首秀,并正式吊装。
“玲龙一号”发电功率12.5万千瓦,年发电量可达10亿千瓦时,可提供52.6万户家庭生活所需,而且完全可以根据用户需求就近布置,为城镇居民和工业园区“充电”。如果用来充手机,按照一天充满 2 次计算,它每天的发电量可为手机充 20 万年。
除了核能发电之外,“玲龙一号”在非电领域,包括工业工艺蒸汽、区域供热、海水淡化等的应用也有广阔的市场需求。还可以应用于广大内陆地区、海岛、海上油气钻井平台的供电、供汽、供热。目前,“玲龙一号”团队已经开发了一种浮动核电站,在陆上堆示范完成以后,可以把小型堆装到浮动平台上,在沿海地区就可以拉着小型堆到需要的地方去给居民供电,给工业、企业提供电力或者蒸汽,真正实现这种移动的充电宝的作用!相信在不远的将来,我们一定会在偏远地区孤网供电供热、海水淡化、石油开采等领域,在远离大陆的岛礁上,甚至在北冰洋上,见到这个“核能移动充电宝”的身影!