四代核電技術都有哪些特點?

　　隨著“雙碳”目標的提出，核電作為一種清潔能源，其戰略意義不言而喻，核電行業迎來了全新的發展機遇。根據《“十四五”規劃和2035遠景目標綱要》，至2025年，我國核電運行裝機容量將達到7000萬千瓦。下面，我們就一起了解下不斷發展的核電技術。

　　第一代

　　人類對核電站的開發與建設始于上世紀50年代。1954年，前蘇聯建成電功率為五千千瓦的奧布涅斯克實驗性核電站；1956年，英國建成卡德豪爾石墨氣冷堆原型核電站;1957年，美國建成電功率為九萬千瓦的希平港壓水堆原型核電站。在冷戰和美蘇爭霸的大背景下，核電站技術得到快速發展，這些實驗性核電站，證明了利用核能發電的技術可行性。國際上把這些實驗性和原型核電機組，稱為第一代核電機組(技術)。

▲希平港核電站是世界上第一座“專一民用大型核電站”，位于美國賓夕法尼亞州希平港，1958年開始服役，1982年停運(圖片來源/wiki)

　　第二代

　　第二代核電站是指上世紀60年代末，在實驗性和原型核電機組基礎上，陸續建成電功率在30萬千瓦以上的壓水堆、沸水堆、重水堆等核電機組。它證明了核電站在商業運行上的可行性，具備與火電、水電競爭的實力。

　　上世紀70年代，石油漲價引發的能源危機，進一步促進了核電的發展，目前世界上商業運行的四百多座核電機組絕大部分是在七八十年代時期建成的，例如目前備受關注的扎波羅熱核電站、韓國最大的古里核電站、加拿大的布魯斯核電站等。

▲扎波羅熱核電站是目前歐洲最大核電站(圖片來源/Reuters)

　　第三代

　　第三代核電站的技術標準，大體上分為改進型核電站和非能動型核電站兩類。改進型核電站配備有獨立的交流電源與電網并網，可以保證停水后2小時內、斷電后8小時內燃料堆不損壞。非能動型核電站的安全性要更高，它不需要額外為安全系統配備交流電源，且特定情況下在3天內不需要人為操作，可以自動處理一些潛在的安全事故。

　　我國已建成投運的“華龍一號”和在建的“國和一號”，都是具有自主知識產權的第三代核電技術(核電站)。

▲2021年1月30日，“華龍一號”全球首堆——福建福清核電5號機組正式投入商業運行。圖為福清核電全景圖(攝影/過東海)

　　第四代

　　第三代核電技術在安全性上得到了提升，在此基礎之上，為了強化戒備核擴散的要求、進一步改善經濟性，由此提出了第四代核電技術，目前仍處在開發和驗證階段。

　　第四代核電技術有六種設計概念，包括三種快中子堆和三種熱中子堆。我國自主研發的第四代核電技術—高溫氣冷堆，設備國產化率高達93.4%，首個示范工程已經完成并網發電。這也是全球首座具有第四代核電技術主要特征的球床模塊式高溫氣冷堆核電站。

▲石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程項目，是全球首座具有第四代核電技術主要特征的球床模塊式高溫氣冷堆核電站(圖片來源/國家原子能機構)