能源安全事关经济社会发展全局，积极发展清洁能源等新型能源技术，为推动我国经济社会绿色低碳转型，实现“双碳”目标提供了有力支撑。大力推动我国新能源高质量发展，习近平总书记强调，加强关键核心技术联合攻关，强化科研成果转化运用，把能源技术及其关联产业培育成带动我国产业升级的新增长点，促进新质生产力发展。
如何实现关键核心技术突破？如何让能源技术带动产业升级？近日，“学习强国”记者走访山东、江苏等地，寻找新能源领域中的新技术、新模式和新动能。
高温气冷堆：三道防线构筑“天生”安全核电站
眼下，在山东省荣成市的华能石岛湾核电基地内，樱花正绚烂绽放。对于华能石岛湾核电人来说，这个春天格外令人赏心悦目。就在4个月前，2023年12月6日，作为全球首座第四代核电站，华能石岛湾高温气冷堆示范工程圆满完成168小时连续运行考验，正式投入商业运行，标志着中国在第四代核电技术研发和应用领域达到世界领先水平。
高温气冷堆，“高温”指的是堆内核燃料和其他材料均采用耐高温材料，这使得高温气冷堆的工作温度和冷却剂的堆芯出口温度可以达到其他堆型难以企及的高度——900至1000摄氏度。“气冷”则是区别于“水冷”，通过使用惰性气体氦气进行堆芯冷却和热交换。
高温气冷堆最大的优势就是“安全”。华能石岛湾核电公司运行值长仝礼允用“四不怕”形容其安全性：不怕没有电、不怕没有水、不怕没有气、不怕没有人。“在最极端的情况下，即使反应堆突发故障或遭遇自然灾害，一切操作系统都失灵的情况下，不依靠任何外界干预，反应堆仍然可以依靠自身的物理特性，保持安全状态。”仝礼允说。因此，高温气冷堆也被称为“不会熔毁的核反应堆”，可谓是“天生”安全。
为了实现“天生”安全，示范工程设置了三道防线。第一道防线是耐高温的球形燃料元件。一个燃料元件有如鸡蛋大小，它由5毫米的石墨包裹着约1.2万颗燃料颗粒，这些燃料颗粒又由四层耐高温的陶瓷“盔甲”包裹着，可以承受最高1620摄氏度的高温。
第二道防线是反应堆具有自稳特性，简言之，在最极端的事故情况下，所有控制手段都失效了，反应堆可以自己“刹车”，降低功率。
第三道防线是非能动的余热排出系统，不需要任何外界动力，堆芯余热能够借助热传导、自然对流换热和热辐射等自然机制的非能动方式，将热量释放到大气中，避免堆芯过热发生熔毁。
“有了这三道防线，反应堆在事故情况下可实现自动停堆并排出余热，堆芯温度不超过1620摄氏度。”仝礼允说。
为了确保示范工程成功运行，科研和建设人员一起攻克了三道难关，从设备制造，到建设安装，再到调试运行，带动产业链上下游500余家单位，先后攻克了多项世界级关键技术，成功研制出2200多套世界首台套设备，设备国产化率达到93.4%。
高温气冷堆还可以适用多种应用场景，华能石岛湾核电公司总经理张延旭向记者介绍，高温气冷堆可以充分利用火电场地设施，进一步探索“厂址替代”“容量替代”和“电热汽综合能源服务功能替代”，为能源绿色低碳转型发展作出积极贡献。
