据财联社消息,我国自主研发的全球首个陆上商用小型反应堆“玲龙一号”示范工程正抓紧建设。“玲龙一号”是全球首个通过国际原子能机构安全审查的小型反应堆,标志着我国在模块化小型堆技术上走在世界前列。
按照国际原子能机构的定义,小型堆是指电功率30万千瓦以下的反应堆,也被人称为核能“充电宝”。
它的体积只有常规核反应堆的1/3左右,而且采用模块化设计,将蒸汽发生器、反应堆、主泵、主管道等集合为一体,能够在工厂内模块化制造并组装好,运到现场直接进行安装和调试,可以缩短建造周期,提高经济效应。
玲龙一号(ACP100)是中核集团通过十余年自主研发并具有自主知识产权的多功能模块化小型压水堆堆型,是继三代核电华龙一号后的又一自主创新重大成果,采取一体化布置,电功率12.5万千瓦。
2016年4月,“玲龙一号”成为全球首个通过国际原子能机构(IAEA)通用安全审查的小堆技术。
那么,玲珑一号小型核反应堆能不能作为航母的核反应堆呢?
很可惜,并不能!
虽然玲珑一号小型核反应堆是压水堆,和航母采用的核反应堆是同一个类型的,但是由于其采用的民用核燃料,核燃料丰度仅4.2%,每隔2年就要更换核燃料棒,根本不适合作为军用核反应堆。如果强行用在航母上,那就需要每隔2年对航母开膛破肚,更换核燃料。因此,虽然“玲珑一号”性能不错,但却不适合作为航母核反应堆。
不过,也不用灰心丧气,因为“玲珑一号”出身不凡,“玲珑一号”也称为模块式小堆(ACP100)。按照以往的经验来看,我国都是优先研制军用型号,然后再从军用型号衍生出民用型号的。据了解,“玲珑一号”整体技术来源于军用压水堆,我们甚至可以将其看成是军用核反应堆的“民用衍生型号”。
报道称,“玲珑一号”具有一体化反应堆技术、高效直流蒸汽发生器技术、屏蔽主泵技术、固有安全加非能动安全技术、模块化技术等技术特征;具有技术先进及成熟、多用途、部署灵活、设备成熟度高、工程可实施性好等突出优势。因此,虽然我们不知道我国的军用核反应堆性能怎么样,但是通过“玲珑一号”我们就能推测出很多关键信息。
“玲珑一号”的两个主要优点。
第一,“玲珑一号”采用“一体化”设计,体积小巧,功率足够大。“玲珑一号”单台热功率385兆瓦,输出电功率为125兆瓦,高度小于14米,直径小余10米,完全可以放进航母的动力舱。美军现役“尼米兹级”核动力航母使用的两台A-4W反应堆,单堆热功率为550兆瓦,输出功率为97.5兆瓦,总输出功率为195兆瓦。虽然单堆功率不够大,但已经超过美国第一代核动力航母采用的A2W核反应堆(热功率245兆瓦),已能满足核动力航母的需求。
“玲珑一号”核反应堆结构示意图
第二,“玲珑一号”安全性非常高,采用非能动设计,无需冷却剂泵不间运行带走热量就能自然冷却。据报道,“玲珑一号”采用完全非能动的安全系统,即便发生事故也不用担心会发生“融堆事故”。“玲珑一号”完全依靠空气自然对流就能将热量从堆芯导入钢制安全壳内,然后从安全壳导入大气,完美实现了自然冷却,不会发生融堆事件。由于安全性特别高,“玲珑一号”还是世界上首个通过IAEA安全审查的小堆技术。
如果我们把“玲珑一号”与核动力航母的联系看得不那么紧密,就会发现它体积小、能模块化安装等特点,可以让它的应用十分广泛。
如今我们一些超大型城市,供电供热可能会有些压力,一些偏远地区或城市供电也比较困难,玲珑一号都能为解决这些问题提供助力,除了解决电力问题,它还能对海水进行淡化,为缺乏淡水的沿海城市提供淡水。如果要是把它搭载到船上放进海里,这艘船就变成了个“移动充电宝”,走到哪里就可以为哪里提供电和热量,假如它靠近海岛,就能给岛上的小区提供暖气和电,假如是经过海上钻井平台,也能为其提供电力和能源。
不管怎么样,“玲珑一号”都能称得上是国之重器,它的问世不仅增加了我们建造核动力航母的信心,更重要的是,它让我们看到了小型核反应堆能带来的的更多可能性,让我国在核动力技术上更上一层楼。
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