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9月17日,海南昌江,一台120万千瓦的核电机组正式商运。

它是华能昌江核电二期3号机组。

它是海南自贸港头一台商运的华龙一号。

华能来说,这也是头一回控股运营大型压水堆。

但这台机组真正有意思的地方有两个。

一是它所在的海湾,并排摆着三代核反应堆

二是它8月1日就已并网送电,却足足等了47天。

直到9月17日,它才算正式上岗。

这47天它在等什么?一个厂址为什么要摆三代机组?这篇把两件事一起讲清。

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核电基地全景丨来源:央广网

海南这个海湾,并排站着三代核电机组

昌江核电基地在海南岛西部、北部湾边,三面环海。

官方给这里的说法是“三堆共建、双龙齐飞”。

说直白点,就是一个厂址里挤了三代技术。

先上岗的是一期1号、2号机组。

两台65万千瓦压水堆,2015年底和2016年夏天先后商运。

它们属于引进消化后改进的二代技术。

刚商运的3号和在建的4号,是第三代华龙一号,单台120万千瓦。

离它们不远,还有12.5万千瓦的玲龙一号小堆,正在冲刺并网。

65万、120万、12.5万千瓦,老中青三代挤在同一个海湾。

这不是摆谱,而是每一代要解决的问题都不一样,后面逐个说。

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3号机组商运丨来源:中国华能

8月就送电,为什么到9月才叫商运

很多人以为核电站一并网就算建成,其实并网和商运是两道坎。

从并网到商运,中间隔着47天。

并网,只说明发电机能和电网同步、具备了送电的资格。

刚并网时机组远没有满负荷,功率要从低到高一级级往上爬。

一路上还要做功率调节、甩负荷、孤岛运行等试验,故意造出各种工况甚至故障,看机组能不能稳住。

压轴的一关,是连续168小时满功率运行。

说白了,就是满发七天七夜,中途不能出岔子。

为什么非要盯着满功率考?因为核电承担的是电网基荷,设计目标是一年到头稳定满发,不像风电光伏看天吃饭。

它得先用七天七夜证明,自己长时间顶着满负荷也能稳稳运行。

这套168小时满发考核,是核电机组商运的通行前置条件,防城港的华龙机组当年也是考完才具备商运条件。

考过之后,还要办完发电业务许可等手续,才能正式转入商业运行。

打个比方,并网像拿到实习资格,168小时满功率是转正考核,商运才算正式上岗。

这47天里它发的电并不浪费,已经实实在在送进了电网,差的只是一道转正手续。

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华龙安全壳穹顶丨来源:中核集团

华龙一号的安全,靠两套不偷懒的设计

华龙一号是国产三代核电技术。

核电安全上,有一个场景尤其要命:一旦全厂断电,冷却系统跟着瘫痪。

常规的“能动”安全系统,靠泵和电源主动打水冷却,能力强,但前提是得有电、泵得转。

华龙又加了一套“非能动”系统,专门对付全厂断电这种极端情况。

它利用重力、温差、水位差这些自然力量,不靠外部电源,也能把水送进堆芯、把热带走。

高位水箱架在高处,停电了水靠重力也能注进堆芯。

这套思路冲着“全厂断电、泵打不了水”的极端情况去,等于给能动系统再加一道不靠电的保险,不让整套安全只系在“电不能断”这一个前提上。

最外面还套着双层安全壳,内层是钢壳,外层是几米厚的钢筋混凝土。

它设计上要能扛住大飞机撞击,把放射性牢牢封在里面。

堆芯里装177组燃料组件,比上一代主流堆型多20组。

换料周期拉长到18个月,设计寿命60年,可利用率约90%。

燃料装得多、停堆换料次数少,一年里能发电的时间自然更长。

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一期两台机组丨来源:中国新闻网

从65万到120万千瓦,三代大在哪

一期用的是CNP650机型,属引进消化后改进的二代压水堆。

到华龙一号,单台功率提到120万千瓦,堆芯、安全系统、安全壳全部重新设计,关键设备国产。

核电站里有个设备叫蒸汽发生器,它相当于核电站的锅炉。

带放射性的一回路热水,在这里把二回路的水烧成蒸汽去推汽轮机,两路水始终不直接接触。

就靠这层隔离,放射性被关在一回路里,跑到汽轮机那侧的水是干净的。

给3号供蒸汽发生器、堆内构件、稳压器等关键设备的是东方电气,土建安装由中核二二、中核五完成。

华龙全球头一台机组,当年国产化率约88%。

到昌江这台升到约98.1%,背后是86项技改和整条产业链的成熟。

从福建福清、广西防城港到浙江三澳,华龙已在多地批量开工、投运,昌江这台是这条生产线上的新一件。

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3号机组建设丨来源:昌江融媒体

旁边的“核能充电宝”,专门接大堆干不了的活

玲龙一号个头不大,差不多是华龙的十分之一,被叫作“核能充电宝”。

它是模块化小堆,大件在工厂造好,运到现场像搭积木一样拼。

项目2021年7月开工,目前在做热态性能试验,计划年内并网。

大堆和小堆不是替代关系,而是分工。

120万千瓦的大堆适合常年满发、撑起电网基荷,但启停不灵活,选址也挑剔。

小堆胜在灵活,可以放到海岛、工业园区、数据中心旁边,除了发电还能供热、供工业蒸汽。

数据中心一年到头不能停电,对供电稳定性极其挑剔,小堆正好能就近直供稳定绿电。

昌江就在探索“小堆加算力”,一座玲龙可支撑超5000P算力。

大堆负责撑起电网基荷,小堆负责灵活打零工、就近喂算力,这是核电分工的新打法。

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玲龙一号核心模块丨来源:中核集团

一个岛,为什么要攒这么多核电机组

海南在建自贸港,用电一年比一年多。

电网里的电源大致分两种。

一种跟着天气时段波动,一种常年按恒定功率垫在底下,后者就是基荷电源。

华龙这种百万千瓦大堆,设计目标就是常年满发当基荷。

这也回扣前面的168小时考核:连七天七夜满发都扛不住,就没资格垫这个底。

昌江二期两台华龙全部投运后,每年发电超180亿度,约合年节标煤632万吨、减排二氧化碳1160万吨。

隔壁4号机组9月上旬刚完成冷态功能试验,计划2027年8月商运;玲龙也在冲刺年内并网。

为什么47天后才商运?因为并网只是能送电,考完168小时满发大考、办完手续才算真正毕业。

为什么一个海湾摆三代?因为它们正好是一部中国核电升级史,从引进改进,到自主三代批量建设,再到小堆和四代多点探索。

老机组稳定供电,新机组抬高安全和功率上限,小堆去开辟算力、供热这些新场景。

当然,玲龙能否如期并网、4号能否2027年商运,还要看后续调试的实测结果。