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发帖数: 30882 | 1 中国高温气冷堆技术发展历程
在20世纪70年代，清华大学核研院的工程技术人员就已开始对高温气冷堆进行探索。
1980年初德国科学家提出了新的模块式高温气冷堆的概念，模块式高温气冷堆具有安全
性好，效率高，多用途的特点。清华大学核研院敏锐地认识到，这种堆型代表着国际核
能发展的方向，立即开展了前期的探索性研究工作。
1986年高温气冷堆列入国家八六三计划，以清华大学核能研究院为主体，组织国内有关
单位在“七五”期间进行了系统、深入的开发论证和单项关键技术的实验研究。
1992年3月，国务院批准在清华大学核研院建造10MW高温气冷实验堆（HTR-10）。
1992年3月至1994年12月，相继完成了该堆的厂址选择报告、环境影响报告、可行性研
究报告、初步安全分析报告、消防专篇、职业卫生专篇、设计准则和初步设计，并先后
通过了有关部门的审查和批准，取得了该堆的设计资格和北京市与国家核安全局颁发的
建造许可证。
1995年6月14日，HTR-10正式动工，浇灌第一罐混凝土。
1997年底，核岛主厂房封顶。
1998年底，反应堆压力壳、蒸汽发生器及其压力壳、热气导管及其压力壳吊装就位。
1999年底，完成反应堆堆芯安装和常规岛施工。
2000年底完成全部系统的安装调试，实现首次临界。
2003年1月，该气冷堆实现了72小时满功率并网发电运行。这是世界上第一座投入运行
的模块化球床高温气冷堆。
2004年9月30日,清华大学核研院来自30多个国家的60多名核能专家和国际原子能机构的
官员纷纷屏住呼吸，静静地察看着 10兆瓦高温气冷实验堆开始的核安全演示。工作人
员通过操作让核反应堆冷却剂循环风机停止工作，立刻反应堆向外传输热量的能力丧失
了。循环风机刚一停止工作，报警声便剌耳地响起，中外宾客瞪大眼睛盯住显示屏上的
变化，只见正常运行的曲线急剧下降，反应堆的热功率由3000多千瓦降为几百千瓦，最
后反应堆发热维持在正常运行时的1.5%%左右。这表明热量通过反应堆压力壳的表面自
动散发到周围环境中，而不需要任何附加的冷却系统。核研院的这一实验展示了模块式
高温气冷堆的一个最重要特性：在任何事故情况下，包括丧失所有冷却的情况下，不采
取任何人为的和机器的干预，反应堆能保持安全状态。也表明了中国的高温气冷堆技术
走在了世界的前列。
高温气冷堆具有固有安全性
高温气冷堆是目前世界上各种反应堆中最安全的一种堆型，有人戏称它为“傻瓜”堆，
意指这种堆在技术上能够保证在任何情况下都不会发生堆芯熔毁、放射性外泄、危害公
众和环境安全、必须厂外应急的严重事故，哪怕是位“傻瓜”去操作，也绝不会发生安
全问题。高温气冷堆之所以能具有所谓的固有安全性，是采用了以下一些特殊的设计：
1采用全陶瓷包覆颗粒燃料元件
实验表明，在2100℃的高温下，全陶瓷包覆颗粒燃料仍能保持其完整性，破损率在10－
6以下，这一温度大大超过高温气冷堆事故工况下的最高温度，换言之，就是这种元件
即使在事故条件下，也不会发生放射性物质外泄、危害公众和环境安全的情况。
2 采用全陶瓷堆芯结构材料
高温气冷堆用石墨作慢化剂，堆芯结构材料由石墨和碳块组成，不含金属。石墨和碳块
的熔点都在3000℃以上，因此，即使在事故条件下，也绝不会发生像美国三哩岛和前苏
联切尔诺贝利核电站那种堆芯熔毁的严重事故。
3 采用氦气作冷却剂
氦气是一种惰性气体，不与任何物质起化学反应，与反应堆的结构材料相容性好，避免
了以水作冷却剂与慢化剂的反应堆中的各种腐蚀问题，使冷却剂的出口温度可达950℃
甚至更高，这就显著提高了高温气冷堆核电站的效率，并为高温堆核工艺热的应用开辟
了广阔的领域。
4 阻止放射性的多重屏障
模块式高温气冷堆采取纵深防卸的安全原则，设置了阻止放射性外泄的四道屏障。全陶
瓷的包覆颗粒燃料的热解碳和碳化硅包覆层，是阻止放射性外泄的第一道屏障。球形燃
料元件外层的石墨包壳，是阻止放射性外泄的第二道屏障。由反应堆压力壳、蒸汽发生
器压力壳和连接这两个压力壳的热气导管压力壳组成的一回路压力边界，是阻止放射性
外泄的第三道屏障。一回路舱室外由混凝土墙构成的安全包容体是阻止放射性外泄的第
四道屏障。
5 非能动的余热排出系统
模块式高温气冷堆根据“非能动安全性”原则进行热工设计，使得在事故停堆后，即使
在堆芯冷却剂完全流失、主传热系统的功能完全丧失的极端事故条件下，保证堆芯燃料
元件的最高温度不超过1600℃的设计限值，远低于其包覆颗粒燃料的破损温度2200℃。
6 反应性瞬变的固有安全性
模块式高温气冷堆的设计具有负的反应性温度系数，在正常运行工况下燃料元件的最高
温度距最高容许温度尚有约700℃的裕度，借助负反应性温度系数可以提供5.6%的反应
性补偿能力，大于各类正反应性事故引入的最大反应性当量，因而具有反应性瞬变的固
有安全性。
高温气冷堆用途广泛
高效发电：高温气冷堆氦气冷却剂的出口温度（即气轮机的入口温度）可以高达950℃
，由于冷却剂的出口温度高，高温气冷堆用来发电其效率就大为提高
提供高温工艺热：高温气冷堆可以提供900～950℃的高温工艺热和540℃以下各种参数
的工艺蒸汽，在核供热方面具有广泛的应用领域。
高温气冷堆经济性好
高温气冷堆的经济性随着模块式堆型的提出及核电设备制造经验的成熟逐渐显现出越来
越强的竞争力。高温气冷堆没有压水堆系统具有应急给水系统、安全注入系统的设计，
且其安全壳也不承压，无气密性要求，系统简化。可以连续装卸燃料，使每个燃料元件
都得到充分的利用，同时换料还不用停堆，提高了可利用因子。可通过标准化和系列化
生产部件设备，增加工厂预装配份额，降低现场安装工作量，缩短建造时间，减少建造
期的利息，有利于降低造价。高温气冷堆单堆功率不大，可通过多模块组合的方式逐步
扩大容量，降低一次投资，增强其对市场变化的灵活反应能力。
高温气冷堆可以使用钍作为燃料，钍被中子照射、经过一系列反应 可以变成233U，将
钍铀混在一起制成核燃料放入反应堆中，在消耗235U的同时，还会生产233U，这就是所
谓的增殖。高温气冷堆由于本身的结构特点，能够放入较多的钍，具有较高的转化效率
，生产较多的233U。我国钍资源丰富，发展钍－铀燃料循环的高温气冷堆具有雄厚的资
源基础。利用钍转化生产233U，节省天然铀资源的消耗，是有效利用和增加我国核燃料
资源的一个重要途径，不仅在经济上具有效益，而且对发展我国核能事业具有极其长远
的战略意义。
南非曾对其计划建造的高温气冷堆做了相关的经济分析后发现：南非高温气冷堆的基础
价与成本电价大大低于目前国际上大型压水堆核电站的基础价与成本电价，这表明高温
气冷堆氦气汽轮机电站是经济上非常有竞争力的一种核电站。
高温气冷堆市场前景
90年代后期，美国麻省理工学院从安全性、经济性、建造周期、效率、寿命、退役费用
、废料处理、投资回收、防止核扩散、政府与公众的支持等29个方面对几种先进核动力
堆进行了综合评估，球床高温气冷堆以遥遥领先的总得分获得第一名，被认为是21世纪
最有发展前景的堆型。
正是看到了高温气冷堆良好的发展前景，目前美、俄都有发展高温气冷堆的计划。核电
占其总发电量75％以上的法国，对这一技术也相当重视，很快给予了投入。南非ESKOM
电力公司经过多年的分析比较后决定放弃压水堆，选择模块式球床高温气冷堆作为下一
代核电站堆型并计划建造11座高温气冷堆电站。这一计划，像一股强劲的东风，吹响了
高温气冷堆产业化的号角。
显然，中国在高温气冷堆产业化的道路上已经迈出了坚实的步伐。山东石岛湾高温气冷
堆示范核电站已经开始了土建方面的工作。该工程的业主是华能山东石岛湾核电有限公
司，由华能集团、中国核工业建设集团公司和清华大学分别以50％、35％、15％的投资
比例共同建设运营，核电站厂址位于山东省荣成市南部的石岛湾，电站远期规划总容量
为780万千瓦，包括380万千瓦高温气冷堆核电机组和400万千瓦压水堆核电机组。其中
高温气冷堆核电机组的规划为19×20万千瓦级高温气冷堆核电机组，一期工程建设1×
20万千瓦级高温气冷堆核电机组，投资30亿元，预计2013年建成发电。20万千瓦高温气
冷堆示范核电站得到了国家高度重视与大力支持，国家成立了高温气冷堆重大专项领导
小组，由国务院副总理亲自担任领导小组组长，实施办公室设在国防科工委。
从专项领导小组架设上可以看出，中国对高温气冷堆商业化的重视，而这却是具有非常
大的价值意义。正如在2008年进行的高温气冷堆核电站重大专项示范工程揭牌暨华能山
东石岛湾核电厂核岛EPC总承包协议和主设备供货合同签字仪式上，原国家能源局副局
长孙勤（现为中核集团总经理）用一句话点明了威海石岛湾核电站在全国核电发展中的
重要地位。高温气冷堆核电站重大专项的实施，我国将很有可能成为世界上首个建成20
万千瓦级模块式商业示范电站的国家，并形成一批具有自主知识产权的核心技术。这对
于开发第四代核电技术，提升我国核电自主创新能力具有积极意义。
结论
石岛湾“高温气冷堆核电站”重大专项的目标是建设一座20万千瓦级的高温气冷堆示范
电站，进行关键技术研发，建成相关产业配套工程，为高温气冷堆产业化打好基础，并
保持我国在国际上的技术优势和领先地位。实施这一重大专项，是我国具有自主知识产
权的高温气冷堆技术向产业化方向迈出的关键一步。对于有力实施“高温气冷堆”国家
重大科技专项，推动高温气冷堆技术的产业化进程，实现我国能源的可持续发展，必将
起到积极的促进作用。
石岛湾荣成高温气冷堆核电站工程示范项目2013年建成后，将率先实现高温气冷堆电站
的产业化，为中国带来难得的战略机遇，其全局性和全球性的战略利益和意义将远超过
行业范畴。一旦电站成功运行，在今后续建的高温气冷堆中，5个模块就是100万千瓦，
相当于一个火电站，有80%—90%的国产化率，中国完全的知识产权，堆芯不会熔化，这
样好的产业现在正在变成现实，也将为中国在未来世界新能源为核心的竞争中奠定坚实
的基础 |
p******u
发帖数: 14642 | 2 一直在yy核能炼油和海水淡化：）
【在 w*********g 的大作中提到】
: 中国高温气冷堆技术发展历程
: 在20世纪70年代，清华大学核研院的工程技术人员就已开始对高温气冷堆进行探索。
: 1980年初德国科学家提出了新的模块式高温气冷堆的概念，模块式高温气冷堆具有安全
: 性好，效率高，多用途的特点。清华大学核研院敏锐地认识到，这种堆型代表着国际核
: 能发展的方向，立即开展了前期的探索性研究工作。
: 1986年高温气冷堆列入国家八六三计划，以清华大学核能研究院为主体，组织国内有关
: 单位在“七五”期间进行了系统、深入的开发论证和单项关键技术的实验研究。
: 1992年3月，国务院批准在清华大学核研院建造10MW高温气冷实验堆（HTR-10）。
: 1992年3月至1994年12月，相继完成了该堆的厂址选择报告、环境影响报告、可行性研
: 究报告、初步安全分析报告、消防专篇、职业卫生专篇、设计准则和初步设计，并先后
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x****u
发帖数: 44466 | 3 这个东西也是骗钱的，还不如钠冷的安全便宜。
【在 w*********g 的大作中提到】
: 中国高温气冷堆技术发展历程
: 在20世纪70年代，清华大学核研院的工程技术人员就已开始对高温气冷堆进行探索。
: 1980年初德国科学家提出了新的模块式高温气冷堆的概念，模块式高温气冷堆具有安全
: 性好，效率高，多用途的特点。清华大学核研院敏锐地认识到，这种堆型代表着国际核
: 能发展的方向，立即开展了前期的探索性研究工作。
: 1986年高温气冷堆列入国家八六三计划，以清华大学核能研究院为主体，组织国内有关
: 单位在“七五”期间进行了系统、深入的开发论证和单项关键技术的实验研究。
: 1992年3月，国务院批准在清华大学核研院建造10MW高温气冷实验堆（HTR-10）。
: 1992年3月至1994年12月，相继完成了该堆的厂址选择报告、环境影响报告、可行性研
: 究报告、初步安全分析报告、消防专篇、职业卫生专篇、设计准则和初步设计，并先后
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w*********g
发帖数: 30882 | 4 20万千万级的高温气冷反应堆可以用在航母上了，相当于260000马力。两台足够，轮替
使用。再配4座蒸汽轮机，足够推动排水量十万吨级的航母了 |
w*********g
发帖数: 30882 | 5
份特，都热火朝天的干上了，还YY
【在 p******u 的大作中提到】
: 一直在yy核能炼油和海水淡化：）
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x****u
发帖数: 44466 | 6 气冷堆的一大问题就是功率密度低，而水上舰艇需要的是比常规电站更大的功率密度。
【在 w*********g 的大作中提到】
: 20万千万级的高温气冷反应堆可以用在航母上了，相当于260000马力。两台足够，轮替
: 使用。再配4座蒸汽轮机，足够推动排水量十万吨级的航母了
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p******u
发帖数: 14642 | 7 这东东也不需要蒸汽轮机，直接用氦气推动涡轮的，但太大陀了，没盐堆紧凑，上船不
靠谱
另外尼米兹也就200MW，你没事要400MW这么变态的干嘛？
【在 w*********g 的大作中提到】
: 20万千万级的高温气冷反应堆可以用在航母上了，相当于260000马力。两台足够，轮替
: 使用。再配4座蒸汽轮机，足够推动排水量十万吨级的航母了
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p******u
发帖数: 14642 | 8 木有听说我鳖在搞核能炼油和海水淡化啊，都是烧煤炭的吧
【在 w*********g 的大作中提到】
:
: 份特，都热火朝天的干上了，还YY
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x****u
发帖数: 44466 | 9 对于轮船来说，压水堆是唯一选择。
【在 p******u 的大作中提到】
: 这东东也不需要蒸汽轮机，直接用氦气推动涡轮的，但太大陀了，没盐堆紧凑，上船不
: 靠谱
: 另外尼米兹也就200MW，你没事要400MW这么变态的干嘛？
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d**********i
发帖数: 2036 | 10 高温气冷堆用于城市供热或者海水淡水一点问题都没有，北方城市冬天完全可以不用烧
煤了 |
w*********g
发帖数: 30882 | |
w*********g
发帖数: 30882 | |
x****u
发帖数: 12955 | 13
这样的航母除了那个反应堆也就装不下什么了。
【在 w*********g 的大作中提到】
: 20万千万级的高温气冷反应堆可以用在航母上了，相当于260000马力。两台足够，轮替
: 使用。再配4座蒸汽轮机，足够推动排水量十万吨级的航母了
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S**r
发帖数: 496 | 14 不仅是功率密度的问题，氦气轮机位于一回路，定期检修，部件更换都是大问题。 |
