我国核能领域的又一里程牌！——“玲龙一号”模块化小型核反应堆

核能的和平应用堪称20世纪人类最伟大的里程碑之一，核电作为一种高效、清洁、可再生可持续发展的能源形式，可以说在我国正发挥着极为重要的角色。核能在我国已经被安全使用了超过三十年。1991年，中国完成了第一座核电厂的建设并投入运营，这标志着我国无核电历史的终结。随后，1994年我国开始投产大型核电站，紧接着在1996年，中国自主设计并建设了二代和三代核电站。

如今我国的核电行业正在蓬勃发展，拥有15个正在运行的核电站，同时还有6个核电站正在建设中。这些核电站遍布全国各地，包括秦山核电站、海阳核电站、岭澳核电站等在内。根据统计数据显示，2023年1月到3月期间，全国范围内的发电设备累计平均利用时长达到了3147小时，较去年同期增加了19小时；全国发电总量达到了20711.8亿千瓦时，同比增长了619.1亿千瓦时。2021年，我国核电发电量等效减少燃煤1.2亿吨，减少二氧化碳排放3.0亿吨，减少二氧化硫排放98.24万吨。这些数据清晰地展示了我国核电站在减少碳排放上面的卓越表现和可靠运行方面取得的成就。

而就在近期，随着中核集团旗下中国核电投资控股的中核海南多用途模块式小型堆科技示范工程“玲龙一号”反应堆核心模块在海南昌江吊装成功。“玲龙一号”的成功建设，标准着我国核工业的发展迎来了又一次里程牌，我国已经在在模块式小型堆建造上走在世界前列。

对于“玲龙一号”来说，其最重要的特点主要集中在两个方面，第一是“小型堆”，第二是“模块化”，在本篇文章之中，我们分别来聊一聊。

先来说一说这个“小型堆”，按照国际原子能机构的定义，小型堆是指电功率30万千瓦（300MW）以下的反应堆。根据国际原子能机构的数据统计，现阶段全球涌现了80多种不同的小型核反应堆设计方案。在这些方案中，压水堆技术方案的成熟度相对较高，然而大多数小型压水堆方案仍处于设计研发阶段，真正实际落地应用的并不多见，而“玲龙一号”便是这其中的一个案例。

所谓压水堆，其全称是全称“加压水慢化冷却反应堆”，简单来说就是以加压的、未发生沸腾的轻水(即普通水)作为慢化剂和冷却剂的反应堆。它的冷却系统由两个循环回路构成。

首先，一个回路连接着反应堆芯和第二个回路中的蒸汽发生器。在这个回路内，压力被维持在大约150个大气压，这个压力条件下，冷却水可以被加热到约343℃而不会沸腾。接着，冷却水流经第二个回路中蒸汽发生器的传热管道，其压力约为70个大气压左右，将第二个回路中的水加热至沸腾点（大约260℃），形成水蒸气。

这些水蒸气经过滤除混杂的液态水后，被输送至第二个回路的汽轮机，从而推动涡轮发动机启动运转。在释放热能后，第一个回路中的水以约290℃的温度返回至反应堆芯，完成第一个回路的循环。而从汽轮机流出的第二个回路水在经过冷凝器后会凝结成液态水，然后重新回流至蒸汽发生器，完成第二个回路的循环，而第二回路的水在蒸汽发生器里被加热后变成饱和蒸汽用来驱动汽轮发电机，提供电源。

在“玲龙一号”一号之前，全球正在建设和运行的百万千瓦级压水堆核电反应堆，每一个都是占地巨大的工程。以法国的M310和EPR、美国的AP1000为例，这些反应堆的布局都是分散型的，整个反应堆所需的布置空间直径约为45米，要想放下这种庞然大物，需要的场地大小接近4个篮球场。

美国西屋 AP1000压水核反应堆

而本次我国的“玲龙一号”与大型压水堆不同，小型压水堆采用了一体化技术，使系统结构更加紧凑。反应堆冷却剂系统完全集成在压力容器内，整个直径大约只有7米左右。反应堆变小了，其功率也会自然变小，“玲龙一号”的功率仅相当于“华龙一号”的十分之一，后者的功率达到百万千瓦级，而“玲龙一号”则是一种功率为十万千瓦级的小型核电堆。但是相对小的功率在核电上并不一定是坏事，较低的功率降低了核燃料装载量，与大堆相比，小堆更加安全、部署也更加灵活。根据总设计师宋丹戎表示：“大堆可以看作台式电脑，包括显示器、主机、键盘等，小堆可以当作笔记本电脑，显示器、主机、键盘等都集中到一起了。”

既然谈到了部署灵活，这就引出了“玲龙一号”第二个特点——模块化。

“玲龙一号”的最大创新在于将反应堆和反应堆冷却剂系统集成为一个整体模块，实现了反应堆冷却剂系统的一体化和模块化，从而实现了制造和运输的模块化，以及现场快速装配的特点。

所有的核心模块都将统一在工厂中的流水线中生产组装完毕，将核心模块运到现场后马上就能装配使用，这也就意味着，在不远的未来，核反应堆的使用，很有可能会变得和消费家电市场的空调、电视一样，顾客买回家插上电就可以直接用。

想象一下，基于较小的功率和体积，以及可以灵活部署在居民区和工厂附近的特点，小型核堆不仅适用于陆地设置，还可以应用于海上平台、偏远岛屿等场所。在未来，只要沿海地区或海岛缺乏电力，就有可以将搭载了小型反应堆的核能海上平台移至那里用来解决当地的电力问题。甚至还可以再大胆一点，目前，许多发展中国家都受限于经济发展，难以解决建设核电站的资金问题，我们就可以将搭载了“玲龙一号”海上平台出租出去，去非洲，南美这些沿海城市发电，直接省去在当地建设的各种征地、施工问题，一旦有局势动荡的情况发生，也能及时撤回国，在帮助了当地发展的同时，也能将我国的投资风险降到最低。

“玲龙一号”将作为中国核电一张新的名片，实现核电技术的国际推广，助力相关国家促进经济发展，加深国际间的文化交流与合作，为世界和平稳定贡献中国的力量。