固有安全的模块式高温气冷堆
完成单位:清华大学

支撑项目(平台):国家高技术研究发展计划(863计划),国家科技重大专项

参与单位:清华大学

所属学科:核科学与技术

主要贡献者:王大中,张作义,吴宗鑫,董玉杰,李富

成就简介:从跟踪到引领,从技术研发到商业示范,在国家863计划及重大专项的持续支持下,固有安全的模块式高温气冷堆先后完成关键技术攻关、实验堆建设、示范电站设计、主设备制造等,正在建设世界首座商业示范电站HTR-PM。

模块式高温气冷堆是国际公认的第四代先进核能系统,因其固有安全、多用途以及功率规模灵活的突出技术优势,被世界核能界广泛关注。40年来,在国家“863计划”及科技重大专项的持续支持下,我国高温气冷堆技术在清华大学孕育,并逐步实现商业化。我国自上世纪七八十年代开始进行高温气冷堆技术研发,在“863计划”的支持下,于1992年批准在清华大学核研院建设一座热功率为10MW的高温气冷堆实验堆HTR-10。该实验堆于1995年6月开工建造,2000年12月实现首次临界,2003年1月成功完成72小时满功率并网发电,运行参数达到设计要求。随后,完成了系列运行试验和安全试验。该反应堆是我国自行研究开发、自主设计、自主制造、自主建设、自主运行的世界上第一座具有非能动安全特性的模块式球床高温气冷堆,标志我国在高温气冷堆技术领域已经达到世界先进水平。该反应堆获得2007年国家科技进步一等奖。以建成并成功运行的HTR-10为技术基础,2006年初,高温气冷堆核电站项目列入国家科技重大专项,并且是唯一由高校牵头研发的国家科技重大专项。该专项的工程目标是在山东荣成石岛湾建设一座电功率为20万千瓦的球床模块式高温气冷堆示范工程HTR-PM。以HTR-PM建设为牵引,清华大学与国内核电及装备制造龙头企业协同创新,突破示范电站全部核心技术、完成工业放大与工程技术试验验证、建成世界首条球形燃料元件商业生产线、研制完成电磁轴承主氦风机、压力容器等首台套设备2200台,创新型设备660台,设备国产化率达到90%,HTR-PM已进入调试阶段,预计2019年首个模块并网发电。该技术后续可广泛用于燃煤替代、热电联产、核能制氢等。40年来,从技术研发到商业示范,高温气冷堆探索了一条政产学研协同创新、高度融合的管理和运行模式,实现了科研成果从高校实验室向产业发展应用的转化,实现了从跟踪追随到引领世界的跨越,示范工程的成功建成将使我国成为第一个完整掌握商用核心技术,并可提供全部成套设备的国家。

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