近年来,我国在核技术领域取得的显著进步引起了国内外的广泛关注。 20世纪50年代以来,我国始终高度重视并积极推动核能的研究与应用,取得了一系列令人瞩目的成就。 我们特别自豪的是,2024年12月6日,中国成功实现了全球第一座第四代核电站——山东省荣成市石岛湾高温气冷堆实验电站的商业运行。
这一成绩的背后,是我国科研人员多年来不断追求和努力的结果。 他们在大型复杂的高温气冷堆系统中进行了无数次的实验、调整和改进,最终达到了长期稳定运行的核心指标。 此外,该项目还成功挑战了168小时连续作业的艰巨任务,再次证明了我国在该领域的技术实力已达到国际先进水平。
该项目的成功商业运营不仅对中国自身具有重要意义,也将对全球核能产业产生深远影响。 此外,中国国家能源局在近日的一份声明中也强调,我们将继续保持开放包容的态度,愿与各国加强合作,共同推动全球核能产业的可持续发展。 这无疑为主要核能国家树立了负责任的榜样。
连日来,中国在核能领域取得了一些重要进展。 首先,12月6日,中国国家能源局宣布,世界上第一座由中国自主研发建设的核电站——山东荣成石岛湾高温气冷堆核电站,顺利完成168小时安全稳定连续运行,同日正式进入商业运行阶段。 值得注意的是,该项目是世界上第一个此类项目。 这意味着中国在核能利用和核技术应用领域一直走在世界前列。
说到高温气冷堆,相信大家并不陌生。 此前,关于这种反应堆是否有可能成为舰船动力的研究已经有很多,甚至有人散布虚构的说法,例如在中国新型核潜艇中使用高温气冷堆。
然而,中国大型水面舰艇使用的新型核反应堆的明确形式现在已经开始出现。 12月5日,中国船舶重工集团公司旗下江南船舶集团有限公司在2023中国国际海事技术大会暨展览会上公布了全球首艘、全球最大2.4万TEU核动力集装箱船设计方案。
这艘大型船舶能够运载高达24,000个标准箱,不仅速度可达每小时24节,而且还由世界领先的钍基熔盐反应堆**提供动力,并配备了超临界二氧化碳发电机组。
在这里,让我给大家深入了解一下熔盐反应堆。 众所周知,我们过去看到的核电机组主要依靠反应堆堆芯产生的热能对一次回路中的水进行加热,而一次回路水的最高温度在高压环境下通常只能达到300摄氏度左右。
然后,这些热水像传统的热水器一样通过管道流出,将管道外的二次水加热到更高的温度,这反过来又充当蒸汽发生器来驱动汽轮机并驱动发电机。
在熔盐反应堆中,堆芯不是由传统的水源供应,而是由熔融氟化物盐供应。 该物质在相对较低的外部压力下可以加热到约700摄氏度。 如果温度继续升高,可能会损坏容纳熔盐的运行管道材料。 顾名思义,熔盐反应堆的主要优点是操作极其安全,不受高压影响,从而降低了**发生的风险。
在不幸发生熔盐泄漏时,熔化的盐会迅速冷却凝固,不像大量高速流动的水的不可控冲击那样不可控。 预计这艘远洋船舶将利用反应堆产生的大量废热来驱动超临界二氧化碳发电机组,该发电机组比传统蒸汽机组小约十五分之一,运行效率比蒸汽机组高近5%。
早在2024年,中国科研人员就成功研制并测试了世界上参数最高、容量最大的超临界CO2发电实验装置,不仅在国内而且在世界上都处于领先水平。 发电机组产生的电力将以全电动模式驱动这艘满载排水量近24万吨的巨轮,时速约24节。
让我们与英国最新建造的伊丽莎白女王级航空母舰做一个简单的比较。 它还采用全电力推进系统,标准排水量超过60,000吨,但可以达到每小时25至27节的速度。 相信读者们已经明白了选择这艘航母作为比较对象的原因。 当然,如果考虑到最重要的潜艇类型和其他空间需求极其紧张的类型,这种新型设备会更有前途吗?
目前,虽然没有关于该船完工的信息,但中船集团已经发布了详细的总体设计方案。 值得注意的是,该报告获得了挪威知名DNV船舶注册协会原则上高度认可的批准证书,充分证明了该技术的成熟度和可行性。 可以预见,在不久的将来,我们将看到这种创新设计从图纸变为现实。
熔盐堆具有安全可靠、结构紧凑、运行高效、动力充足等优点,对海军极具吸引力。
也许,这种反应堆将成为中国未来核动力海军事业的基础工作。
此外,这些反应堆的紧凑尺寸使其适用于不需要太高功率输出的小型船舶甚至飞机。 这样一来,我们是否应该开始期待各种配备定向能**的核动力作战平台逐步加入到庞大而繁荣的海上军事力量中来?