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向智向绿向未来——中核集团大力推进核能技术革命纪实

2025-03-14 08:54     来源:科技日报     核能技术 中核集团 核技术
在巴基斯坦卡拉奇市天堂角,我国自主三代核电“华龙一号”首个海外工程全面建成投产;在有着“东方夏威夷”美誉的山东荣成石岛湾,我国自主四代核电实现从试验堆向商业堆的跨越,目前运营良好;在椰林婆娑的海南昌江,全球首个陆上商用模块化小堆“玲龙一号”安装工作进入高峰期,预计2026年建成投运……

“中核集团2024年基础研究投入占研发投入比例超过15%,保障了基础性、前沿性、颠覆性技术研发。”在近日中核集团举行的全国两会代表委员记者见面会上,全国政协委员,中核集团党组成员、副总经理辛锋在回答记者提问时表示,中核集团正加快实施“热堆—快堆—聚变堆”核能三步走发展战略,以科技创新引领产业创新,积极探索具有核工业特色的新质生产力发展路径。

向智发力

操作员轻轻点击几下鼠标,数百公里外的铀矿生产现场情况便一目了然。

在位于呼和浩特的中核内蒙古矿业有限公司,铀矿远程开采场景不仅让记者开了眼,也让从事了30多年地浸工作的公司副董事长(主持工作)阳奕汉感慨万千:“这种智能化的生产方式以前想都不敢想!”

地浸铀矿山一般地处偏远,工作环境恶劣,面临“招人难、留人更难”的窘境,要引进高层次人才更是难上加难。对包括阳奕汉在内的管理者来说,地浸铀矿山的智能化改造不仅连接着小家的幸福,更关乎行业发展。

2021年5月,中核内蒙古矿业有限公司数字化地浸远程控制中心成立,这也是国内首个地浸铀矿山远程自控中心。2022年9月,国内首个地浸采铀大数据智能分析中心在呼和浩特落地,通过大数据深度挖掘地浸采铀的“沉睡”数据潜在价值,铀矿开采向着智能化进一步迈进。

不仅是铀矿采冶,在核电站建设、运维等核工业产业链多个环节,中核集团正铆足劲头,向智能化发力。

2024年,由中核武汉与福清核电联合研发的“华龙一号”数字孪生电厂创新成果在福清核电站陆续亮相。该成果包括三维数字孪生系统、反应堆在线仿真系统和核电厂智能诊断及预测分析系统等,标志着数字孪生技术助力核电数字化转型迈出了坚实的步伐。

“灯塔工厂”被认为是全球“工业4.0技术应用”和“数字化制造”最佳实践工厂。当地时间2024年10月8日,世界经济论坛在官网公布最新一批获评“灯塔工厂”企业名单,中核集团三门核电有限公司在全球上千家候选工厂中脱颖而出,成为全球核电行业首个入选企业,同时也是中核集团首家获评“灯塔工厂”称号的企业。

大力推进产业数字化、数字产业化,中核集团不断向智能化发力,加快应用人工智能,塑造发展新动能,培育发展新优势。

向绿生长

石油被誉为“工业血液”。在炼化厂里,原油经过一系列物理和化学过程,转化为石油产品和基础化工原料。在这一系列工艺过程中,高温高压的蒸汽必不可少。

为了得到高温高压的蒸汽,炼化厂往往需要配备一套燃煤锅炉。但在“双碳”目标下,碳排放较高的传统燃煤锅炉被逐渐叫停,探索蒸汽供应的低碳新途径成为迫切需求。

2024年6月,中核集团打造的我国首个工业用途核能供汽项目——“和气一号”项目正式建成投产。该项目的成功投运,为我国核能工业供汽提供了先行先试案例,也开创了核能助力传统产业绿色升级的新路径。

两个月后,中核集团江苏徐圩核能供热发电厂一期工程获国务院常务会议核准。该工程在全球首次实现高温气冷堆与压水堆耦合,创新采用“核反应堆—汽轮发电机组—供热系统”协同运行模式,建成后将同时具备高品质蒸汽供应能力和发电能力,为加快形成新质生产力,建设现代化产业体系提供了新方案。

经计算,一期工程投产后,年供应工业蒸汽3250万吨,每年可以减少消耗标准煤726万吨,减少二氧化碳排放约1960万吨。

除了供汽,在供暖、同位素生产、制氢、海水淡化等诸多领域,我国核能综合利用正呈现多样化发展局面。

每到寒冬,供暖成为社会关注的热点。在南方首个核能集中供暖的浙江省海盐县,从2021年至2024年,已开展核能供暖4个年头,供暖区域从原来的3个小区拓展到了包括公共建筑、办公楼宇、商务酒店、工业企业等在内的众多区域和应用场景。

在核能综合利用、核医学、核环保等领域,中核集团持续强化科技成果转化应用,培育一批有市场需求、发展潜力、竞争优势的战略性新兴产业。

领跑未来

天下武功,唯快不破!作为四代核电技术主力堆型,快堆之“快”,首先体现在核燃料增殖能力高,即核燃料能快速倍增;其次体现在核燃料的快速循环,可以将铀资源的利用率提高到60%以上。

在中核集团中国原子能科学研究院副总工程师、一体化快堆项目总设计师周培德看来,快堆的发展除了能有效利用热堆发展过程积累的贫铀,在某种意义上也让相对较贫的铀矿有了开采的价值。

“快堆的另一个突出特点是在实现核燃料增殖的同时,还可以嬗变热堆乏燃料中分离出的长寿命次锕系核素,实现高放废物的减容降毒,降低高放废物深地质处置的环境风险。”周培德告诉记者。

2024年8月底,中核集团正式牵头成立一体化快堆创新联合体,瞄准2035年建成一体化快堆示范工程目标,推动我国在快堆领域的全面领跑。

地球万物生长所依赖的光和热,源于太阳核聚变反应后释放的能量。如今,中核集团核工业西南物理研究院(以下简称“西物院”)院长助理、聚变科学所所长钟武律正带领团队,借助人造太阳装置,将童谣里唱的“种太阳”梦想一点点变成现实。

“西物院是我国最早从事核聚变能源开发的专业研究院。”钟武律介绍,西物院目前已在聚变装置运行控制、特殊材料研发、关键设备制造等方面取得多项突破成果,为培育壮大可控核聚变这一未来能源产业奠定了坚实技术支撑。

党的二十届三中全会提出,健全相关规则和政策,加快形成同新质生产力更相适应的生产关系,促进各类先进生产要素向发展新质生产力集聚,大幅提升全要素生产率。

“核工业是高科技战略产业、国家安全重要基石,具有发展新质生产力的深厚底蕴和独特优势。”辛锋表示,未来,中核集团要聚焦主责主业,大力推动核能科技创新领域发展,在推动产业高质量发展中,充分发挥、释放新质生产力的作用和潜力。



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