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“玲龍一號”內部結構混凝土澆筑。海南核電有限公司 供圖

預制廠房內，焊接機器人正在進行埋件焊接作業。海南核電有限公司 供圖

“玲龍一號”建設現場，工人正在進行鋼筋綁扎。劉玄 攝

“玲龍之心”正在吊裝中。劉玄 攝

8月10日，海南昌江，在碧海藍天的輝映下，全球首個陸上商用模塊式小型核反應堆“玲龍一號”核心模塊被高高吊起，向著核島方向移動。歷時5時48分，這顆“玲龍之心”被穩穩地安放在核島中央。

“玲龍一號”是繼“華龍一號”后我國核電自主創新的重大成果，此次吊裝的“玲龍一號”反應堆核心模塊也被稱作“玲龍之心”，是“玲龍一號”的核心部件。這是“玲龍一號”核島設備安裝關鍵路徑上的第一個里程碑節點，是核反應堆模塊化制造和安裝的“首秀”，代表核能裝備小型化邁出了歷史性一步，也標志著我國在模塊式小型堆建造上走在了世界前列。

“玲龍一號”的“玲瓏”之處在哪里？與其他大型壓水堆相比，它有哪些獨特的優勢和技術亮點？讓我們一起走近這個核能裝備小型化的關鍵之作，尋找“核能充電寶”的奧秘。

安全性高、建造周期短、部署靈活

把核電站的“肺”提前裝在“心臟”里

一提到核電機組，人們的腦海里總會聯想到龐然大物，但“玲龍一號”如它命名所喻，是個“小塊頭”，其反應堆廠房體積只有傳統大堆的四分之一?！傲猃堃惶枴笔怯芍泻思瘓F研發并具有自主知識產權的多功能模塊式小型壓水堆，也是全球首個開工的陸上商用模塊式小堆。

除了體積小，“小堆”還有哪些特征？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。根據國際原子能機構給出的定義，小堆是指電功率在30萬千瓦以下的反應堆。

“如果說傳統的大堆可以看作一個家用的臺式電腦，包括了顯示器、主機、鍵盤等，那么就可以把小堆當作一個筆記本電腦，它的顯示器、主機、鍵盤等都集中到了一起?！焙Ｄ虾穗娪邢薰靖笨偨浝磬嚂粤两榻B，區別于傳統大型反應堆，模塊式小型堆技術具有小型化、模塊化、一體化、非能動的特點，它安全性高、建造周期短、部署靈活，所以也被稱為“移動充電寶”。

在核電站精密復雜的各類設備中，反應堆壓力容器是核心設備之一，也是反應堆中唯一不可更換的主設備，被譽為核電站的“心臟”；而蒸汽發生器則被稱為“核電之肺”。傳統的核反應堆不僅要把核心設備安裝進核島內，還需要通過現場主管道焊接等一系列工作將主設備連接起來，過程十分繁瑣，而相比之下，“玲龍一號”的施工過程顯得十分便捷。

原因就是一體化設計、工廠化制造、模塊化施工。吊裝前，“玲龍一號”的蒸汽發生器就已經在工廠與反應堆壓力容器完成了組裝焊接，相當于把核電站的“肺”裝在了“心臟”里面。這是制造難度最大、最具代表性的“工廠化預制、模塊化施工”核電主設備，其設計創新既提高了核電站安全性和可靠性，又極大地縮短了工期，提高了經濟性。

安全可控，是衡量一個核反應堆能否投入使用的重要標準?！岸研竟逃邪踩愿吆屯耆悄軇拥陌踩到y也是‘玲龍一號’的重要特征?！焙Ｄ虾穗娪邢薰驹O計管理處副處長魯萬乾表示，相對于傳統大型壓水堆，“玲龍一號”的堆芯燃料棒線功率密度更低，堆芯水裝量相對更大，堆內冷卻劑流速更低，整個反應堆抵御異常工況的能力更強，安全裕量相對更大。除此之外，“玲龍一號”的安全系統不需要外部提供能源就可以在必要的時候運轉，將反應堆維持在安全可控狀態。

從頭開始的自主創新設計

研發過程中形成340多項專利

從大堆發展到小堆，并不像“把大象關進冰箱”、等比例縮小那么簡單。

據記者了解，“玲龍一號”是一個正向設計的反應堆。何為“正向設計”？

“‘玲龍一號’沒有現成堆型可以作為參考，從概念設計、方案設計、關鍵技術試驗驗證，到關鍵設備研制、初步設計、施工圖設計，都是完全從頭開始的自主創新設計，可以說是從零開始?！被叵肫疬@條自主研發之路，魯萬乾感觸頗深。

2016年，“玲龍一號”成為全球首個通過國際原子能機構通用反應堆安全審查的小型堆。這簡簡單單一句話背后，是無數個日夜的討論、推翻、重來。

由于是全球首創，在項目初期的核安全審評階段，“玲龍一號”面臨沒有成熟且適用于小型堆的核安全審評相關標準規范的情況，這一度影響安全審評工作的開展。

魯萬乾告訴記者：“為解決這個問題，我們積極組織設計院與審評技術單位、監管部門以及外部專家多次開展小堆設計特點溝通。針對‘玲龍一號’與傳統大堆的差異之處進行詳細對比分析，并在此基礎上協助審評方對小堆的高安全性及特殊應用場景單獨制定小型壓水堆核動力廠安全審評原則（試行），以指導審評工作?！笔聦嵶C明，這種方式行之有效，為未來小型堆審評開創了路徑，積累了經驗。

篳路藍縷，以啟山林。圍繞“玲龍一號”這一開創性堆型，中核集團組織開展了15項大型實驗，研發了20多項關鍵設備，完成了78項關鍵技術攻關，使“玲龍一號”的安全性得到了充分驗證。在研發過程中，共形成了340多項專利。

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100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。

暢想未來，隨著小堆研發技術的不斷迭代升級，核反應堆會不會變得像充電寶那么??？在魯萬乾看來，小型堆“體型”的小型化是一種趨勢，國內外正在開展各種微型反應堆的研發，將來實現隨車攜帶“核能充電寶”是完全有可能的。

適配海水淡化、城市區域供熱等多種應用場景

讓核能“貼近城市、靠近用戶”成為可能

小堆雖小，作用不少。

“玲龍一號”發電功率12.5萬千瓦，建成后年發電量可達10億千瓦時，滿足52.6萬戶家庭生活所需。同時，每年可減少二氧化碳排放量約88萬噸，相當于植樹750萬棵。不僅將以穩定可靠的清潔能源助力國家“雙碳”目標實現和海南“清潔能源島”建設，更將以先進反應堆技術的示范效應，推動世界核能的發展。

“玲龍”之妙用，不止于發電。熱電聯供、水電聯供、城市區域供熱、海水淡化、工業工藝供熱、自備電廠等，都是“玲龍一號”的發展空間。

“例如，海南昌江小堆已規劃為附近的昌江清潔能源高科技產業園內的碳酸鋰項目提供工業蒸汽?！编嚂粤两榻B，作為高安全的分布式清潔能源，“玲龍一號”可類似常規燃煤熱電廠，靠近城鎮及工業園區部署，讓核能“貼近城市、靠近用戶”成為可能。而且它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。

記者了解到，9月4日至8日，小型模塊堆技術發展和應用跨地區研討會在海南舉辦，“玲龍一號”將面向全球進行展示。

自設計研發以來，“玲龍一號”前進的每一步都備受國際關注。據國際原子能機構統計，全球范圍內正在開發的小型堆技術超過80種，美、俄、英、日、韓等核電大國均將小型堆技術列入國家戰略，越來越多的國家競相加入模塊式小堆研發的行列。

“小型堆因其安全性、部署靈活性及多用途等方面的獨特優勢，在新一輪核能技術變革和國際產業競爭中的作用日益凸顯?！编嚂粤帘硎?，全球氣候變暖帶來的極端氣候讓人們意識到碳減排的重要性，核能正是當前最穩定、清潔的綠色能源。而且由于大部分中小國家和地區沒有大電網、無法容納大型核電機組，因此，安全性高、部署相對靈活、可實現多功能應用、總投資規模小的小型堆自然成為全球關注的對象。

“玲龍一號”落址海南也有這一層的考量。鄧曉亮表示，選在海南昌江，除了這里原先就有核電基地的廠址外，最主要的還是支持海南自貿港的建設?！拔覀冊谶@里建好首堆示范工程，以后出口可以利用自貿港的便利條件，更有助于‘玲龍一號’技術的輸出?！?/p>

未來，“玲龍一號”將與我國百萬千瓦級自主三代核電“華龍一號”完美配合，形成華龍、玲龍“雙龍出?！备窬?，為我國“雙碳”目標的實現以及“一帶一路”倡議的推廣貢獻重要力量。