في 6 كانون الأول/ديسمبر، تم تشغيل المشروع الوطني الكبير للعلوم والتكنولوجيا في بلدي مع حقوق الملكية الفكرية المستقلة تماما وأول محطة للطاقة النووية من الجيل الرابع في العالم رسميا في التشغيل التجاري في رونغتشنغ بمقاطعة شاندونغ، مما يشير إلى أن بلدي قد وصل إلى المستوى الرائد على مستوى العالم في البحث والتطوير وتطبيق تكنولوجيا الجيل الرابع للطاقة النووية. تعد تكنولوجيا المفاعلات المبردة بالغاز ذات درجة الحرارة العالية أحدث جيل من تكنولوجيا الطاقة النووية.
ما هو المفاعل المبرد بالغاز ذو درجة الحرارة العالية؟
يتضمن المفاعل عالي الحرارة المبرد بالغاز الكلمتين الرئيسيتين "درجة حرارة عالية" و"مبرد بالغاز". "درجة الحرارة المرتفعة" تعني أن قلب المفاعل يستخدم مواد مقاومة لدرجة الحرارة العالية مثل الجرافيت، مما يسمح لدرجة حرارة مخرج قلب المفاعل بالوصول إلى ارتفاع يصعب الوصول إليه بالنسبة لأنواع المفاعلات الأخرى. فهي لا تستطيع توليد الكهرباء بكفاءة فحسب، بل يمكنها أيضًا استخدام درجات الحرارة العالية لتحقيق الاستخدام الشامل للطاقة النووية وتحقيق أهداف متعددة بحجر واحد. ويعني "تبريد الغاز" أن المفاعل يستخدم غاز الهيليوم الخامل لتبريد قلب المفاعل ونقل الحرارة، بدلاً من طريقة "تبريد الماء" المتبعة في محطات الطاقة النووية التقليدية التي تعمل بمفاعل الماء المضغوط. ولا يتفاعل الهيليوم بسهولة مع المواد الأخرى الموجودة في المفاعل عند درجات حرارة عالية، لذلك يطلق عليه "مفاعل عالي الحرارة ومبرد بالغاز".
مفاعل ذو درجة حرارة عالية ومبرد بالغاز: مفاعل نووي آمن "بطبيعته".
السلامة هي شريان الحياة لتطوير الطاقة النووية. وباعتبارها نوعًا متقدمًا من المفاعلات من الجيل الرابع لتكنولوجيا الطاقة النووية، تتمتع المفاعلات عالية الحرارة والمبردة بالغاز بسلامة "طبيعية". ومن أين يأتي هذا الأمان؟
يسمى المفاعل المبرد بالغاز ذو درجة الحرارة العالية "مفاعل مقاوم للانصهار" وسلامته هي سلامة متأصلة تتحقق من مرحلة مبدأ التصميم.
السلامة المتأصلة = عدم وجود تسرب، عدم فقدان السيطرة، عدم الانهيار
تشانغ زويي، عميد معهد تكنولوجيا الطاقة النووية والطاقة الجديدة في جامعة تسينغهوا: بحكم التعريف، لا يعتمد المفاعل الآمن جوهريا على التدخل البشري أو الطاقة الخارجية في ظل أي حادث أو ظروف كارثة طبيعية. يمكن أن يبرد المفاعل بشكل طبيعي وفقًا للقوانين الطبيعية ولن يذوب قلب المفاعل.
سلاح الأمان السحري الأول: أربع طبقات من "الدرع" المقاوم لدرجات الحرارة العالية
الكرة السوداء التي بحجم قبضة اليد التي أمامك هي كرة الوقود الخاصة بالمفاعل المبرد بالغاز ذي درجة الحرارة العالية.
وانغ روي، مصحح الأخطاء في المشروع التجريبي لمفاعل Huaneng Shidaowan عالي الحرارة والمبرد بالغاز: الطبقة الخارجية هي الجرافيت، ويوجد حوالي 12000 جزيء وقود بالداخل. يحتوي كل جزيء وقود على الوقود النووي المستخدم لإجراء تفاعلات الانشطار النووي وإطلاق الطاقة. وخلافا لأنواع الوقود الأخرى، فإن الوقود النووي هنا مغلف بأربع طبقات من "الدروع" الخزفية المقاومة للحرارة العالية، والتي يمكن أن تمنع بشكل فعال تسرب المواد المشعة.
السلاح السحري المتأصل الثاني: محطة الطاقة النووية المصنوعة من "لبنات البناء"
يعتمد المشروع التجريبي للمفاعل المبرد بالغاز ذو درجة الحرارة العالية تصميمًا معياريًا ويتكون من مفاعلين معياريين. كل وحدة عبارة عن مفاعل صغير يمكن أن يعمل بشكل مستقل ويمكنه تحميل وتفريغ الوقود النووي بشكل مستمر في أي وقت.
الدخول إلى "المنطقة الحرام" لتصحيح أخطاء المفاعلات المبردة بالغاز ذات درجة الحرارة العالية
لقد تم تنفيذ قدر كبير من أعمال البحث والتصميم على المستوى الدولي بشأن تكنولوجيا المفاعلات المبردة بالغاز ذات درجة الحرارة العالية، ولكن محطات الطاقة التجارية لم يتم بناؤها بنجاح على الإطلاق. دخل المشروع التجريبي للمفاعل عالي الحرارة والمبرد بالغاز مرحلة التصحيح في يوليو 2020 ودخل حيز الإنتاج رسميًا اليوم. لقد اجتازت العديد من العقبات في تصحيح الأخطاء وتشغيل الوحدة ودخلت "المنطقة الحرام" لتكنولوجيا الطاقة النووية في العالم.
إن أعمال تصحيح الأخطاء في محطة الطاقة النووية تعادل "إزالة الألغام" للوحدة. بالنسبة لمشروع تجريبي لمفاعل مبرد بالغاز عالي الحرارة يتضمن أكثر من 2200 مجموعة أولى من المعدات، لا توجد خبرة يمكن اتباعها، وهو أمر صعب للغاية. تمتلك محطة شيداووان للطاقة النووية أكبر وأثقل وعاء ضغط للطاقة النووية في العالم. وهو عبارة عن خزان معدني كبير يستخدم لتغليف قلب المفاعل والهيليوم. جزيئات الهيليوم صغيرة وسهلة التسرب، لذا فإن المهمة الأولى لتصحيح الأخطاء هي التحقق من إغلاق وعاء الضغط.
وانغ روي، مصحح أخطاء المشروع التجريبي لمفاعل Huaneng Shidaowan عالي الحرارة والمبرد بالغاز: يمكن القول أن هذا اختبار نادر كبير الحجم وعالي الضغط وينطوي على مخاطر محتملة كبيرة. نحن بحاجة إلى مراقبة أكثر من 100 نقطة خطر على وعاء الضغط الذي قد يتسرب، وفي نفس الوقت التحكم في درجة حرارته لتجنب تلف المعدات.
بعد ما يقرب من 30 شهرًا من أعمال التصحيح، أكمل موظفو الهندسة أكثر من 700 اختبار تصحيح، وطوروا ستة تقنيات أساسية رئيسية لتصحيح الأخطاء والتشغيل الفريد للمفاعلات المبردة بالغاز ذات درجة الحرارة العالية، ونجحوا في التحقق من السلامة الكامنة وقدرات التشغيل المستمر للمفاعلات المبردة بالغاز ذات درجة الحرارة العالية، وحققوا تشغيلًا آمنًا ومستقرًا للوحدة.