12月20日，国家科技重大专项——华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程1号反应堆首次并网成功，标志着全球首座具有第四代先进核能系统特征的球床模块式高温气冷堆，实现了从“实验室”到“工程应用”质的飞跃，我国实现了高温气冷堆核电技术的“中国引领”。
中国华能介绍，目前示范工程机组各项运行指标正常，反应堆、汽轮发电机及相关系统设备运行稳定，1号反应堆正稳步向单堆满功率推进，2号反应堆并网发电前各项试验有序开展。双堆有望于2022年年中全面投入商运。
作为我国自主设计、建造、调试和运营的新一代核电项目，高温气冷堆核电站示范工程由中国华能联合清华大学、中核集团共同建设，装机容量20万千瓦，2006年被列入十六个国家科技重大专项之一，于2012年底在山东荣成开工建设。
中核集团发布的信息显示，高温气冷堆被称为“不会熔毁的反应堆”，其核燃料元件是耐高温全陶瓷包覆颗粒球形核燃料元件，也可以叫做燃料球。在石岛湾高温气冷堆示范电站，燃料球直径6厘米，最外层是石墨层，里面是弥散在基体石墨粉中的大约12000个四层全陶瓷材料包覆的、直径约0.9毫米的核燃料颗粒。实验表明，这种燃料球在1620℃高温条件下，仍能够保持完好并有效地阻挡放射性的泄漏。而且，由于良好的温度负反馈性，即便遇到极限事故，反应堆的堆内温度也不可能达到1620℃的高温限值。
此外， 除了燃料球的保障，高温气冷堆在设计理念上采用模块式设计。相比大型压水堆，高温气冷堆每一个小模块都可以采用很低的功率密度（约为大型压水堆核电站的1/30）。因此，反应堆停堆后产生的余热处于较低水平，意味着发生任何意外时，即使不进行人为干预，反应堆也能自动停堆并将余热安全地散发出去，避免堆芯熔化。
记者了解到，高温气冷堆核电站示范工程先后攻克了核电领域多项世界性、行业性“卡脖子”关键技术，使设备国产化率达到93.4%，仅首次使用的设备就有2200多台（套），创新型设备600余个，其中包括全球首台高温气冷堆螺旋盘管式直流蒸汽发生器等，并初步搭建起我国自主创新的第四代高温气冷堆核电标准体系和知识产权保护体系，有助于推动我国在第四代先进核能技术领域抢占世界“高地”。
中国华能介绍，高温气冷堆固有安全性好、发电效率高、环境适应性强、用途广泛，在核能发电、热电冷联产及高温工艺热等领域商业化应用前景广阔，对优化我国能源结构、保障能源供给安全、实现降碳目标意义非凡。目前，中国华能山东石岛湾、海南昌江、福建霞浦三大沿海核电基地发展格局已全面形成，华能核能技术研究院（华能高温堆技术研究中心）进入实体化运行。
出品 | 中国能源报（ID：cnenergy）
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