最近大家肯定都刷到了这样一则消息:“世界第一环”发货。 但这个“环”的配送待遇可是和其他货物不同,它得占用高速公路单向全部的4条车道,因为这个“环”的直径就有近16米,光运输它的车就多达106个车轮。

这个庞然大物是什么呢? 没错,它就是创下全新吉尼斯世界纪录、世界最大的不锈钢环形锻件、承载中国第四代核电站的核电支承环

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这个核电支承环作为核电站的核心锻件,也代表着当前全世界的最高水平。 如果是其他国家想要锻造如此大的锻件,通常需要分批制造,然后再将这些锻件统一焊接起来,可是这样一来这个环形锻件上就会有很多焊缝,这些焊缝就会导致这件锻件的使用性能下降,并且伴随着一定的安全风险。

再回头看我们国家的这个外形酷似“乾坤圈”的支承环,它是没有任何焊接点,一个近50米的圆周是如此的平滑,因为其是一体成型的。

这样锻造的原因是:这个支承环是核反应堆的“底座”,上面要承受整个反应堆7000多吨的重量。一旦安装,在核电站运行的60年里不可更换。 所以为了最大限度保证核电站的安全,首先就要提高这个“底座”自身的可靠性。

一方面,要尽量减少焊缝,避免出现裂缝,导致核泄漏,所以最好一体成型。 另一方面,部件所用材料的内部化学成分要尽可能均匀,避免因为偏折导致的强度差异。

没错,这就是要装配到我国第四代核电机组上的组件。 如果说一体成型的支承环,只能说明“中国制造”更上一层楼的话,那么第四代核电站就是具有划时代意义的了。

说到核电站,虽然核能是属于清洁能源,但人们每每谈及于此,不免都有种心惊胆战的感觉。 因为害怕一个不小心就可能会发生爆炸从而导致核泄漏,就如前苏联时期的切尔诺贝利因反应堆温度失控导致发生爆炸,使那一片区域变成了无人区,再到后来的日本福岛核电站,因为地震海啸导致的核泄漏,人们的担忧是合理的,这也是世界各国都在致力于不断提升核电站的原因。

目前世界上的核电站总共分为4代。

第一、二代核电站

其中前两代核电站的代表就是前苏联以及欧美国家在上世纪50年代到80年代建造的。

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但由于当时技术的局限,当这些核电站出现极端情况时,都必须由人工操作来干预,注入冷却水,并且这个人工干预的时间窗口是非常短的,只有10-30分钟。这样就只能在核电站危在旦夕时,期望有人能逆流而上,按下注水按钮,暂时阻止反应堆爆炸,就像我们经常能在电影里看到的画面。

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第三代核电站

为了不再出现切尔诺贝利那样的悲剧,人们研发出了第三代核电站。 它比前两代核电站更安全的点在于,第三代核电站在反应堆的上方放置了数个千吨级的水箱,一旦反应堆温度过高,电力系统失灵,上方的冷却水不用动力驱动,仅靠重力就可自动注入反应堆中,反应堆便可得以冷却,并且不像前两代那样只能依赖人工干预。

但局限性还是有的, 首先,就得避开所有的自然灾害带; 其次,需要杜绝所有的爆炸源,甚至核电站上空都不能规划飞机航线; 最后也是最重要的,必须远离人群,有天然屏障

前三代都有个共同的缺点,就是反应堆温度过高时,就必须注水使其降温,不仅会影响生产进度,而且也有安全风险。 就像前不久法国遇到有记录以来的最严重干旱情况,使得很多用于冷却的河水温度过高,核电站不得不停工。

第四代核电站

第四代就不存在这些问题。 第四代核电站不仅核燃料反应充分使得发电效率大大提升,安全方面也做出了不小改变。

第四代反应堆会把核燃料分成一颗颗非常小的颗粒,再用耐高温的石墨把它们分别包裹起来。

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值得注意的是这些核燃料里是添加了铀238(uranium238),在正常的核反应发电过程中,不会有任何影响,但当温度过高时,铀238的作用就展现出来了,利用铀238不活泼的特性,直接抑制铀235(uranium235)的核裂变反应,这是一个天然的阻断机制,不需要任何人为干预。 清华大学的研究人员通过实验得出结论,在严重事故的情况下,也就是所有冷却能力全部丧失,没有任何人为和机器干预的情况下,第四代核反应堆可以一直保持安全状态,并顺利将剩余热量排出,最终自主停堆,没有发生任何危险。

这就是第四代核电站的厉害之处,并且选址要求不苛刻,想建在哪,只需考虑当地的能源需求而定。 等到第四代真正普及时,再结合其他清洁能源的发展,可能这就是中国勇于向世界承诺,2030碳达峰,2060碳中和的底气。 

文案:林子滢  钱丁灿  石可

排版/美工:星河光芒编辑部

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