相比三代核(he)(he)(he)能(neng)(neng)系(xi)(xi)統(tong),四代核(he)(he)(he)能(neng)(neng)系(xi)(xi)統(tong)具有更(geng)高(gao)(gao)的安(an)全(quan)性(xing)、經(jing)濟(ji)性(xing)。根據杜祥琬《核(he)(he)(he)能(neng)(neng) 技術方向研究及發展路線圖》,美(mei)國于 2000 年發起“第四代核(he)(he)(he)能(neng)(neng)系(xi)(xi)統(tong)國際論壇(tan) (GIF)”,希(xi)望能(neng)(neng)更(geng)好地解(jie)決核(he)(he)(he)能(neng)(neng)發展中的可(ke)持(chi)續(xu)性(xing)(鈾(you)資源利用與廢物(wu)管理(li))、安(an) 全(quan)與可(ke)靠性(xing)、經(jing)濟(ji)性(xing)、防(fang)擴散與實體保護等問題。第四代核(he)(he)(he)能(neng)(neng)系(xi)(xi)統(tong)最(zui)顯著的特(te)點是 強調固有安(an)全(quan)性(xing),是解(jie)決核(he)(he)(he)能(neng)(neng)可(ke)持(chi)續(xu)發展問題的關鍵(jian)環節。GIF 提出六種堆(dui)(dui)型:鈉(na) 冷快堆(dui)(dui)、鉛冷快堆(dui)(dui)、氣(qi)(qi)冷快堆(dui)(dui)、超臨界水堆(dui)(dui)、超高(gao)(gao)溫(wen)氣(qi)(qi)冷堆(dui)(dui)和熔鹽堆(dui)(dui),其中鈉(na)冷快 堆(dui)(dui)將(jiang)核(he)(he)(he)燃(ran)料(liao)的使用效率提高(gao)(gao)約(yue) 50 倍(bei),是最(zui)接(jie)近(jin)滿足商業核(he)(he)(he)電廠需要(yao)的堆(dui)(dui)型(可(ke)將(jiang) 天然鈾(you)資源利用率從(cong)目前(qian)的約(yue) 1%提高(gao)(gao)至 60%以上,并實現放射(she)性(xing)廢物(wu)最(zui)小化,可(ke) 解(jie)決鈾(you)礦(kuang)資源枯竭、核(he)(he)(he)材料(liao)利用率低(di)和核(he)(he)(he)廢料(liao)難以處(chu)理(li)等問題)
中長期來看,預計我(wo)國將發展以鈉冷快堆(dui)(dui)、超高溫氣冷堆(dui)(dui)等(deng)為(wei)主的第(di)(di)四代(dai)核(he)(he)(he)能(neng)系統。 根據(ju)杜(du)祥(xiang)琬《核(he)(he)(he)能(neng)技術方向研究及發展路線(xian)圖》,我(wo)國核(he)(he)(he)能(neng)發展近中期目(mu)標是(shi)優化自 主第(di)(di)三代(dai)核(he)(he)(he)電技術;中長期目(mu)標是(shi)開(kai)發以鈉冷快堆(dui)(dui)為(wei)主的第(di)(di)四代(dai)核(he)(he)(he)能(neng)系統,積極開(kai) 發模塊化小(xiao)堆(dui)(dui)、開(kai)拓核(he)(he)(he)能(neng)供(gong)熱(re)和核(he)(he)(he)動(dong)力等(deng)利用領域;長遠目(mu)標則是(shi)發展核(he)(he)(he)聚變技術。
根據(ju)核(he)(he)能(neng)技術發(fa)展路線圖,在(zai)第(di)四代核(he)(he)能(neng)系統中,鈉冷(leng)(leng)快(kuai)堆(dui)(dui)、超高溫(wen)(wen)氣冷(leng)(leng)堆(dui)(dui)的示(shi)(shi)(shi)范(fan)(fan) 推廣(guang)(guang)、商業(ye)化(hua)(hua)進程(cheng)(cheng)(cheng)相對(dui)較快(kuai),有望在(zai) 2020-2030 年(nian)期間適(shi)當(dang)推廣(guang)(guang): 1. 高溫(wen)(wen)氣冷(leng)(leng)堆(dui)(dui)核(he)(he)電(dian)(dian)站(zhan)示(shi)(shi)(shi)范(fan)(fan)工(gong)程(cheng)(cheng)(cheng):根據(ju)科技部 2021 年(nian) 12 月 23 日(ri)《我(wo)國高溫(wen)(wen)氣冷(leng)(leng)堆(dui)(dui) 核(he)(he)電(dian)(dian)站(zhan)示(shi)(shi)(shi)范(fan)(fan)工(gong)程(cheng)(cheng)(cheng)首次(ci)并(bing)網(wang)發(fa)電(dian)(dian)成(cheng)功(gong)》,2021 年(nian) 12 月 20 日(ri),高溫(wen)(wen)氣冷(leng)(leng)堆(dui)(dui)核(he)(he)電(dian)(dian)站(zhan)示(shi)(shi)(shi)范(fan)(fan) 工(gong)程(cheng)(cheng)(cheng) 1 號(hao)反應堆(dui)(dui)完成(cheng)發(fa)電(dian)(dian)機初始負荷運行試驗評價,首次(ci)并(bing)網(wang)成(cheng)功(gong),發(fa)出(chu)第(di)一度電(dian)(dian)。 該(gai)核(he)(he)電(dian)(dian)站(zhan)裝機容量(liang) 20 萬千瓦(wa),設(she)備國產(chan)化(hua)(hua)率達(da)到 93.4%,其中包(bao)括全球首臺(tai)高溫(wen)(wen) 氣冷(leng)(leng)堆(dui)(dui)螺旋(xuan)盤管式(shi)直流蒸汽發(fa)生(sheng)器(qi)等(deng)。 2. 霞浦(pu)核(he)(he)電(dian)(dian) 600MW 示(shi)(shi)(shi)范(fan)(fan)快(kuai)堆(dui)(dui):根據(ju)福建(jian)省政府 2021 年(nian) 2 月 2 日(ri)《霞浦(pu)示(shi)(shi)(shi)范(fan)(fan)快(kuai)堆(dui)(dui) 工(gong)程(cheng)(cheng)(cheng) 2 號(hao)機組(zu)開工(gong)建(jian)設(she)》,寧德市霞浦(pu)核(he)(he)電(dian)(dian) 600MW 示(shi)(shi)(shi)范(fan)(fan)快(kuai)堆(dui)(dui)工(gong)程(cheng)(cheng)(cheng) 2 號(hao)機組(zu)正式(shi)開 工(gong)建(jian)設(she)。
第四代(dai)核(he)能(neng)系統將延續核(he)電用管(guan)(guan)需(xu)求(qiu),中(zhong)長(chang)期(qi)(qi)核(he)電用管(guan)(guan)需(xu)求(qiu)具備剛性。根據寶銀特種鋼管(guan)(guan)有限公司(si)官網,在第四代(dai)核(he)能(neng)系統中(zhong),高(gao)溫氣冷(leng)堆(dui)(dui)、快(kuai)中(zhong)子(zi)反應堆(dui)(dui)將延續特 殊(shu)管(guan)(guan)材(cai)需(xu)求(qiu),例(li)如螺旋盤(pan)管(guan)(guan)(高(gao)溫氣冷(leng)堆(dui)(dui))、六(liu)方(fang)管(guan)(guan)及包殼管(guan)(guan)(快(kuai)中(zhong)子(zi)反應堆(dui)(dui))等。 綜上,以蒸(zheng)汽發生器傳熱管(guan)(guan)為代(dai)表的管(guan)(guan)材(cai)作為核(he)能(neng)系統關鍵(jian)部件,長(chang)期(qi)(qi)需(xu)求(qiu)穩健。 中(zhong)長(chang)期(qi)(qi)來看(kan),第三代(dai)、四代(dai)核(he)能(neng)建設(she)均有望持續帶動核(he)電用管(guan)(guan)需(xu)求(qiu)。