玲龙一号“充电宝”：“华龙”之后的中国核电新名片｜寻找临界点[gf]2022[/gf]世说新语③
封面新闻记者 边雪
11月3日，海南晨色微亮，夜幕减退，椰林被天边渐起的一抹橙红勾上金边，在多数人都沉睡的时刻，多用途模块式小型堆科技示范工程“玲龙一号”钢制安全壳顶封头顺利吊装就位。
这次吊装完成了钢制安全壳形成整体的最后一步，为已经先期引入的反应堆核心模块、堆内构件、稳压器等重要设备提供了更加完整、可靠的保护屏障，也标志着“玲龙一号”的关键结构封顶，全面进入内部安装高峰期，预计于2026年上半年并网发电。“到正式发电那天，就更令人高兴了。”“玲龙一号”总设计师、中国核动力研究设计院设计总师宋丹戎告诉封面新闻记者。
作为全世界的头一个，“玲龙一号”是由中核集团研发并具有自主知识产权的多功能模块化小型压水堆，也是全球首个开工的陆上商用模块化小堆。中国工程院院士叶奇蓁曾直言：“小堆是游戏的改变者，能够以高安全水平提供不同的核电联产解决方案。”
“我们应该想一想，核能除了发电以外，还能干什么？”2003年，中国核动力研究设计院就开始了核能综合利用的探索研究，以海水淡化、核能供热等需求为目标，完成了概念方案和安全性及经济性评估。据宋丹戎介绍，抱着“人无我有，人有我优”的心态，核动力院踏上了小堆技术攻关之路。“国外都在做，我们也不能落后。”
玲龙一号。（受访者供图）“
抢跑：
全球首个陆上商用模块化小堆开工建设
尽管玲龙一号是一个小型堆，但这并不是单纯把大型核电小型化。
“玲龙一号是一个涉及多需求多目标多技术耦合的新堆型，没有现成的堆型可以作为参考。设计过程中遇到的最大的问题是以往可以直接用的一些大型压水堆技术理论，包括数据等，对于它都不适用，必须从头开始。”宋丹戎告诉封面新闻记者，玲龙一号目前是全球唯一通过国际原子能机构官方审查的三代核能小堆，由于是全球首座商业三代核小堆项目，此前没有经验可循，边实践、边总结、边调整，成为了建设者们的“必修课”。“我们开始小堆研发的时间跟国际基本同步，有些研发甚至更靠前，因此，我们也没有可以借鉴的成熟经验，只能摸着石头过河。”
据国际原子能机构认定，电功率30万千瓦以下的核反应堆即为小型堆。为取得“全球通行证”，玲龙一号主动接受了国际原子能机构通用反应堆安全审查，“在材料递交完后，我们到国际原子能机构的总部去过三次进行交流，评审团也到中国现场进行过两次审核，每一次都要进行好多轮技术答辩，算下来整个流程历时2年。”宋丹戎告诉封面新闻记者，评审会针对安全性提出各种问题，团队需要给出安全性证据、计算分析和实验结果来证明小堆的安全。
从2014年至2015年，玲龙一号研发团队完成了4000多份报告，最终，在2016年，它成为全球首个通过IAEA安全审查的小型压水堆技术。相比全世界很多国家开发的小堆都还停留在纸上，我国率先迈出了模块化小堆工程落地这关键一步。
“玲龙一号”总设计师、中国核动力研究设计院设计总师宋丹戎。（受访者供图）“
逐梦：
为什么要把核反应堆做得“小”？
核动力院许多人的心中都有一个色彩斑斓、光彩夺目的小堆梦，正是在这个小堆梦的指引下，这群人一直执著向前。
但为什么要把核反应堆做得越来越小呢？
答案是：它更小巧、更灵活、更安全、更靠近用户，号称“移动充电宝”。
“传统大堆的组件一般采用分散式的分布方式，需要分别安装，而‘玲龙一号’最突出的特征是一体化、模块化的反应堆结构：蒸汽发生器、主泵、堆内构件、驱动机构等反应堆的部件都集中在压力容器上，不需要主管道的连接。反应堆是一个模块，运到现场直接进行后续装配调试。”宋丹戎向封面新闻记者解释道，一体化、模块化的设计不仅使反应堆更紧凑、占地面积更小，而且还取消了传统大堆中的主管道，从设计上就消除了主管道断裂造成冷却剂丧失事故的可能性，使反应堆更安全。
据介绍，玲龙一号具有安全性高、一体化、模块式、多用途的特点，尤其是福岛核事故之后，在固有安全性上下足了功夫，一体化布置、堆芯全埋、非能动氢复合器、自动卸压系统、重力注水堆腔淹没、非能动安全壳热量导出、非能动安全系统、多重放射性包容屏障等多项措施，保证了其先进性和安全性能达到更高的高度。
“以应急计划区为例。应急计划区是指在发生核事故后可采取隐蔽、服碘和撤离等应急响应行动的区域。一般大堆应急计划区的半径为5公里至10公里，玲龙一号的应急计划区半径从设计角度可以做到小于500米。基于此，“玲龙一号”可以建造在离城市、人口密集区更近的地方，非常适合城市冬季集中供热、工业园区集中供热等场景。”宋丹戎举例介绍道。
值得注意的是，小型反应堆有广阔的市场前景、开发的成本低、潜在的财务风险小、客户多元化，其中包括具有大型电网的工业化国家和无法负担及容纳大型核电机组的发展中国家，一部分革新型小型反应堆已进入工程研究开发阶段。近年来，世界核电技术发达国家如美国、法国、日本、俄罗斯等越来越多的公司积极致力于研发安全性好、又有经济竞争力的中小型多用途核反应堆。
据封面新闻记者查阅公开资料显示，国外也提出了很多中、小型先进反应堆方案，例如，俄罗斯的VBER150、VBER300、KLT-40，韩国的SMART和阿根廷的CAREM等。俄罗斯于2007年开建的世界上第一艘浮动核电站就是利用KLT-40S小型反应堆为热源，于2011年投入使用；2006年6月开始利用两座KLT-40S水冷堆建造一个300MWt/70MWe核能热电联供中试厂，已宣布计划为俄罗斯联邦的用户建造5个这样的联供厂以及另外两个拥有11MWeABV反应堆的工厂。阿根廷已完成功率为27MWe的CAREM原型堆的设计，并于2014年开始建造。
玲龙一号俯拍。（受访者供图）“
创新：打造又一“国家名片”
作为清洁能源，核能发电具有安全友好、绿色低碳、经济高效等多重优势。玲龙一号发电功率12.5万千瓦，建成后年发电量可达10亿千瓦时，满足52.6万户家庭生活所需。它的推广应用可以大大减少我国化石能源的消耗、促进节能减排。同时，每台玲龙一号机组每年发电相当于减少二氧化碳排放88万吨，相当于植树造林750万棵。面向我国“2030年要碳达峰，2060年实现碳中和”目标，安全积极有序地批量发展核电，可以连续、稳定地承担碳达峰、碳中和任务，助力我国深入推进能源转型，优化能源结构。
看似寻常最奇崛，成如容易却艰辛。回顾中国核电的技术源流，不难发现：以“华龙”和“玲龙”为代表的中国三代核电技术，其设计基础是秦山二期核电站，而开发秦山二期核电机组的技术能力起源于中国开发核潜艇动力堆的过程。
如今，“华龙”“玲龙”，一大一小，差异互补，中国核电“双龙出海”的格局正在形成。
根据应用范围不同，“玲龙一号”可分为陆上小堆和海上浮动堆，可为城市区域、工业园区、偏远地方、海洋开发、海岛建设等提供热电水汽等多元化能源需求。
“小堆还可应用于中小电网和区域电网，许多领土、人口较少的中小国家和发展中国家对此极为感兴趣。”宋丹戎告诉封面新闻记者，“玲龙一号”成为全球首个通过国际原子能机构（IAEA）通用安全审查的小型堆，更为“玲龙一号”的安全性树立了信心。“我相信‘玲龙一号’将成为中国核电的一张新名片，为人类和平利用核能贡献中国力量。”