相(xiang)比三代(dai)(dai)核(he)能(neng)系(xi)(xi)(xi)統,四(si)代(dai)(dai)核(he)能(neng)系(xi)(xi)(xi)統具(ju)有更高(gao)的(de)(de)安全性(xing)、經濟性(xing)。根據杜祥(xiang)琬《核(he)能(neng) 技術方(fang)向研究及發(fa)(fa)展路線圖》,美國(guo)于 2000 年(nian)發(fa)(fa)起“第四(si)代(dai)(dai)核(he)能(neng)系(xi)(xi)(xi)統國(guo)際(ji)論壇(tan) (GIF)”,希望(wang)能(neng)更好地解決(jue)核(he)能(neng)發(fa)(fa)展中的(de)(de)可(ke)持續性(xing)(鈾(you)資源利用(yong)與(yu)廢物管理(li))、安 全與(yu)可(ke)靠性(xing)、經濟性(xing)、防擴散與(yu)實體保護等問(wen)題。第四(si)代(dai)(dai)核(he)能(neng)系(xi)(xi)(xi)統最顯著(zhu)的(de)(de)特點是 強調固(gu)有安全性(xing),是解決(jue)核(he)能(neng)可(ke)持續發(fa)(fa)展問(wen)題的(de)(de)關(guan)鍵環(huan)節。GIF 提出六種堆(dui)(dui)(dui)(dui)型:鈉(na) 冷(leng)快堆(dui)(dui)(dui)(dui)、鉛冷(leng)快堆(dui)(dui)(dui)(dui)、氣冷(leng)快堆(dui)(dui)(dui)(dui)、超(chao)臨界水堆(dui)(dui)(dui)(dui)、超(chao)高(gao)溫(wen)氣冷(leng)堆(dui)(dui)(dui)(dui)和(he)熔鹽(yan)堆(dui)(dui)(dui)(dui),其中鈉(na)冷(leng)快 堆(dui)(dui)(dui)(dui)將核(he)燃料的(de)(de)使用(yong)效率(lv)提高(gao)約 50 倍(bei),是最接近滿足商業核(he)電廠(chang)需要的(de)(de)堆(dui)(dui)(dui)(dui)型(可(ke)將 天然鈾(you)資源利用(yong)率(lv)從目(mu)前的(de)(de)約 1%提高(gao)至 60%以上(shang),并(bing)實現放(fang)射性(xing)廢物最小(xiao)化,可(ke) 解決(jue)鈾(you)礦資源枯竭(jie)、核(he)材料利用(yong)率(lv)低(di)和(he)核(he)廢料難以處理(li)等問(wen)題)
中長期來(lai)看,預計我國將發展(zhan)以(yi)鈉(na)冷(leng)快堆(dui)(dui)、超高(gao)溫氣冷(leng)堆(dui)(dui)等(deng)為(wei)主(zhu)(zhu)的第(di)四(si)(si)代核(he)能(neng)系統。 根據杜(du)祥琬《核(he)能(neng)技術方向研究(jiu)及(ji)發展(zhan)路線(xian)圖》,我國核(he)能(neng)發展(zhan)近(jin)中期目標(biao)是優(you)化(hua)自 主(zhu)(zhu)第(di)三(san)代核(he)電技術;中長期目標(biao)是開發以(yi)鈉(na)冷(leng)快堆(dui)(dui)為(wei)主(zhu)(zhu)的第(di)四(si)(si)代核(he)能(neng)系統,積極開 發模(mo)塊化(hua)小堆(dui)(dui)、開拓核(he)能(neng)供(gong)熱和核(he)動力等(deng)利用領(ling)域;長遠目標(biao)則(ze)是發展(zhan)核(he)聚變技術。
根據核(he)能技術發(fa)(fa)展路線圖,在第四代核(he)能系(xi)統中,鈉冷快(kuai)堆(dui)(dui)、超高(gao)溫(wen)氣(qi)(qi)冷堆(dui)(dui)的(de)示(shi)(shi)范(fan)(fan)(fan)(fan)(fan) 推廣(guang)、商業化進程相對較(jiao)快(kuai),有望在 2020-2030 年期間適當(dang)推廣(guang): 1. 高(gao)溫(wen)氣(qi)(qi)冷堆(dui)(dui)核(he)電(dian)(dian)(dian)站示(shi)(shi)范(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)工(gong)(gong)(gong)程:根據科技部(bu) 2021 年 12 月(yue) 23 日《我國(guo)高(gao)溫(wen)氣(qi)(qi)冷堆(dui)(dui) 核(he)電(dian)(dian)(dian)站示(shi)(shi)范(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)工(gong)(gong)(gong)程首(shou)(shou)次(ci)并網發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)成功》,2021 年 12 月(yue) 20 日,高(gao)溫(wen)氣(qi)(qi)冷堆(dui)(dui)核(he)電(dian)(dian)(dian)站示(shi)(shi)范(fan)(fan)(fan)(fan)(fan) 工(gong)(gong)(gong)程 1 號(hao)反(fan)應堆(dui)(dui)完成發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)機初(chu)始負荷運行試驗(yan)評價,首(shou)(shou)次(ci)并網成功,發(fa)(fa)出第一度電(dian)(dian)(dian)。 該核(he)電(dian)(dian)(dian)站裝機容量 20 萬(wan)千(qian)瓦,設(she)備(bei)國(guo)產化率(lv)達到 93.4%,其(qi)中包括全球首(shou)(shou)臺(tai)高(gao)溫(wen) 氣(qi)(qi)冷堆(dui)(dui)螺旋盤管式(shi)直(zhi)流蒸(zheng)汽發(fa)(fa)生器(qi)等。 2. 霞浦核(he)電(dian)(dian)(dian) 600MW 示(shi)(shi)范(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)快(kuai)堆(dui)(dui):根據福建省政府 2021 年 2 月(yue) 2 日《霞浦示(shi)(shi)范(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)快(kuai)堆(dui)(dui) 工(gong)(gong)(gong)程 2 號(hao)機組(zu)(zu)開工(gong)(gong)(gong)建設(she)》,寧德(de)市霞浦核(he)電(dian)(dian)(dian) 600MW 示(shi)(shi)范(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)快(kuai)堆(dui)(dui)工(gong)(gong)(gong)程 2 號(hao)機組(zu)(zu)正式(shi)開 工(gong)(gong)(gong)建設(she)。
第(di)四代(dai)(dai)核(he)能(neng)(neng)(neng)系(xi)統將(jiang)延(yan)續(xu)核(he)電(dian)用管(guan)(guan)(guan)需(xu)求(qiu)(qiu)(qiu),中(zhong)長(chang)期(qi)核(he)電(dian)用管(guan)(guan)(guan)需(xu)求(qiu)(qiu)(qiu)具備(bei)剛性。根據寶銀特種鋼管(guan)(guan)(guan)有限公司官網(wang),在第(di)四代(dai)(dai)核(he)能(neng)(neng)(neng)系(xi)統中(zhong),高溫氣冷堆、快(kuai)中(zhong)子反應堆將(jiang)延(yan)續(xu)特 殊管(guan)(guan)(guan)材需(xu)求(qiu)(qiu)(qiu),例(li)如螺旋盤管(guan)(guan)(guan)(高溫氣冷堆)、六方管(guan)(guan)(guan)及包殼管(guan)(guan)(guan)(快(kuai)中(zhong)子反應堆)等(deng)。 綜上,以蒸汽發(fa)生器傳熱管(guan)(guan)(guan)為代(dai)(dai)表的管(guan)(guan)(guan)材作為核(he)能(neng)(neng)(neng)系(xi)統關鍵部件,長(chang)期(qi)需(xu)求(qiu)(qiu)(qiu)穩健。 中(zhong)長(chang)期(qi)來看,第(di)三代(dai)(dai)、四代(dai)(dai)核(he)能(neng)(neng)(neng)建設(she)均有望持(chi)續(xu)帶動(dong)核(he)電(dian)用管(guan)(guan)(guan)需(xu)求(qiu)(qiu)(qiu)。