El 6 de diciembre, el principal proyecto nacional de ciencia y tecnología de mi país con derechos de propiedad intelectual completamente independientes y la primera central nuclear de cuarta generación del mundo se puso oficialmente en operación comercial en Rongcheng, provincia de Shandong, lo que marcó que mi país ha alcanzado el nivel líder mundial en investigación, desarrollo y aplicación de tecnología de energía nuclear de cuarta generación. La tecnología de reactores refrigerados por gas de alta temperatura es la última generación de tecnología de energía nuclear.
¿Qué es un reactor refrigerado por gas de alta temperatura?
El reactor de alta temperatura refrigerado por gas incluye las dos palabras clave "alta temperatura" y "refrigerado por gas". "Alta temperatura" significa que el núcleo del reactor utiliza materiales resistentes a altas temperaturas, como el grafito, lo que permite que la temperatura de salida del núcleo del reactor alcance una altura que es difícil de alcanzar para otros tipos de reactores. No solo puede generar electricidad de manera eficiente, sino también utilizar altas temperaturas para lograr una utilización integral de la energía nuclear y lograr múltiples objetivos de un solo tiro. "Enfriamiento por gas" significa que el reactor utiliza helio como gas inerte para enfriar el núcleo y transferir calor, en lugar del método de "enfriamiento por agua" de las centrales nucleares tradicionales con reactores de agua a presión. El helio no reacciona fácilmente con otros materiales en el reactor a altas temperaturas, por lo que se le llama "reactor refrigerado por gas de alta temperatura".
Reactor nuclear de alta temperatura refrigerado por gas: reactor nuclear "intrínsecamente" seguro
La seguridad es el sustento del desarrollo de la energía nuclear. Como tipo de reactor avanzado de la cuarta generación de tecnología de energía nuclear, los reactores de alta temperatura refrigerados por gas tienen una seguridad inherente "natural". ¿De dónde viene tanta seguridad?
El reactor de alta temperatura refrigerado por gas se denomina "reactor a prueba de fusión" y su seguridad es inherente a la seguridad que se logra desde la etapa del principio de diseño.
Seguridad inherente = sin fugas, sin pérdida de control, sin fusión
Zhang Zuoyi, decano del Instituto de Nuevas Tecnologías Energéticas y Nucleares de la Universidad de Tsinghua: Por definición, un reactor intrínsecamente seguro no depende de la intervención humana ni de la energía externa en ningún caso de accidente o desastre natural. El reactor puede enfriarse naturalmente según las leyes naturales y el núcleo no se derretirá.
Arma mágica de seguridad inherente uno: cuatro capas de “armadura” resistente a altas temperaturas
La bola negra del tamaño de un puño frente a ti es la bola de combustible del reactor refrigerado por gas de alta temperatura.
Wang Rui, depurador del Proyecto de demostración del reactor de alta temperatura refrigerado por gas de Huaneng Shidaowan: La capa más externa es grafito y en su interior hay alrededor de 12.000 partículas de combustible. Cada partícula de combustible contiene el combustible nuclear utilizado para sufrir reacciones de fisión nuclear y liberar energía. A diferencia de otros combustibles, el combustible nuclear aquí está envuelto en cuatro capas de "armadura" cerámica resistente a altas temperaturas, que puede prevenir eficazmente la fuga de materiales radiactivos.
Segunda arma mágica de seguridad inherente: central nuclear hecha de “bloques de construcción”
El proyecto de demostración del reactor refrigerado por gas de alta temperatura adopta un diseño modular y está compuesto por dos reactores modulares. Cada módulo es un pequeño reactor que puede funcionar de forma independiente y puede cargar y descargar combustible nuclear de forma continua en cualquier momento.
Entrando en la "tierra de nadie" de la depuración de reactores refrigerados por gas de alta temperatura
Se ha llevado a cabo una gran cantidad de trabajos de investigación y diseño a nivel internacional sobre la tecnología de reactores refrigerados por gas de alta temperatura, pero nunca se han construido con éxito plantas de energía comerciales. El proyecto de demostración del reactor de alta temperatura refrigerado por gas entró en la etapa de depuración en julio de 2020 y hoy se puso oficialmente en producción. Ha superado muchos obstáculos en la depuración y operación de la unidad y ha entrado en la "tierra de nadie" de la tecnología de energía nuclear mundial.
El trabajo de depuración de una central nuclear equivale a "limpiar minas" de la unidad. Para un proyecto de demostración de un reactor de alta temperatura refrigerado por gas con más de 2.200 primeros conjuntos de equipos, no hay experiencia que seguir y es extremadamente difícil. La central nuclear de Shidaowan tiene el recipiente a presión de energía nuclear más grande y pesado del mundo. Es un gran tanque metálico que se utiliza para envolver el núcleo del reactor y el helio. Las moléculas de helio son pequeñas y fáciles de filtrar, por lo que la primera tarea de depuración es verificar el sellado del recipiente a presión.
Wang Rui, depurador del Proyecto de demostración del reactor de alta temperatura refrigerado por gas de Huaneng Shidaowan: Se puede decir que esta es una prueba poco común de gran volumen y alta presión con altos riesgos potenciales. Necesitamos monitorear más de 100 puntos de riesgo en el recipiente a presión que puedan tener fugas, y al mismo tiempo controlar su temperatura para evitar daños al equipo.
Después de casi 30 meses de trabajo de depuración, el personal de ingeniería completó más de 700 pruebas de depuración, desarrolló seis tecnologías centrales clave para la depuración y operación exclusivas de los reactores enfriados por gas de alta temperatura, verificó con éxito la seguridad inherente y las capacidades de operación continua de los reactores enfriados por gas de alta temperatura y logró una operación segura y estable de la unidad.