大家好久不见,根据管理兔子的安排,今天我来跟大家聊聊兔家核能领域目前的进展和成就。不过呢,在聊具体故事之前,我想先简单说下咱们兔家的核能研究领域。怎么说呢?我们这个行当吧,外行看热闹,内行看门道,但更多时候是连热闹都没人看,默默干活,默默挨骂…
说句实话,多年前我刚入行那会儿,出去跟人吃饭都不好意思说自己是搞核能的。一说核能,对面第一反应就是切尔诺贝利、福岛,第二反应就是“你们那玩意是不是特别危险?”我解释半天,人家最后来一句:“那为什么不去搞风电光伏?”
实话说,那时候我们自己心里也没底。我记得某年参加一个蓝星核能论坛,国外的同行在上面讲第四代堆型的技术路线,我们在底下记笔记,举手问个问题都得斟酌半天,生怕问得太低级。人家高卢鸡搞EPR,鹰家搞AP1000,大毛有VVER,我们有什么?我们有大亚湾,关键技术是人家的;有秦山,那是我们拼了老命自己搞的CNP300,三十万千瓦,放到蓝星上就是个弟弟。
那时候业内有个段子,说兔家核电是“引进、消化、吸收、再引进”,像一个永远毕不了业的学生,消化了三十年还在消化。我们自己也急,领导每次开会都拍桌子,说关键技术买不来,可转头一看,大型锻件做不出来,主泵密封搞不定,仪控系统得靠进口,一根焊条都得从高卢鸡空运…大家说这活干得憋屈不憋屈?
真正的转折,可能要从“华龙一号”说起。这名字不是我们起的,是上面定的,说是要有兔家气派。但我跟你们讲,这玩意背后的故事,比名字给力一百倍。简单科普一下,核电站的心脏是反应堆,反应堆里头最核心的就是堆芯设计。燃料组件怎么排列、控制棒怎么布置、冷却剂怎么流动,每一个参数都是多少代工程师拿命算出来的。你没有自主的堆芯技术,就永远是个组装厂。
“华龙一号”难在哪?它要同时满足三代+的安全标准,要能动加非能动安全系统,要能抗大飞机撞击,要72小时无需人工干预…这些要求放在一起,就像让你一边跑马拉松一边做奥数题还不许出汗一样,既要又要,千难万难。
我有个同事,在“华龙一号”堆芯设计组待了好几年。他说最无奈的一段时间,是某个关键热工参数怎么算都对不上,团队连续三个月没休息,最后发现是某个原始数据采集的时候,传感器放歪了零点几毫米…他说起这事的时候一脸平静,但我看它头发白了至少一半。
2015年“华龙一号”在福清落地,首堆建设期间,高卢鸡的同行来参观,在安全壳里转了一圈出来,带队的那个老头沉默了好一会儿,跟他同事说了句法语,翻译没翻给我们听,后来我们一个留法回来的工程师偷偷说,他讲的是:“他们现在真的会了。”那一刻,说实话,在场好多人都想哭…
但这只是开始。真正的炸裂操作,来自一个听起来像火锅吃法的名字——高温气冷堆。这个事我必须好好讲讲,因为它太特么有意思了!大家都知道切尔诺贝利和福岛,本质上都是一个毛病:堆芯熔化。温度失控了,堆芯烧化了,放射性物质跑出来了,周围老百姓倒了大霉。那有没有一种堆,它怎么都烧不化?
有的,必须有的,这就是高温气冷堆。它的原理不复杂,燃料不是传统那种棒状的,而是做成一个个小米粒大小的颗粒,外面包好几层陶瓷和碳,像包汤圆似的。这个“汤圆”扔到一千六百度高温里,什么事没有。然后把这些包着燃料的小球堆在一个石墨做的反应堆里,用氦气冷却,出口温度能搞到七百多度甚至更高。
这个技术路线的宗门老祖是汉斯猫,他们上世纪八十年代搞了个AVR实验堆,后来因为种种原因不玩了。鹰家玩了一段时间也不玩了,短腿鸡玩了一阵也停了。为什么?因为太难了,氦气这玩意儿太调皮,到处漏,密封技术能把人逼疯。
但我们没停。某研院那帮兔,从七十年代开始搞高温气冷堆,一搞就是半个世纪。几代兔就干这一件事,经费断断续续,人才走了又来。有一位大佬,我见过一次,瘦瘦小小的,穿个旧夹克,怎么看都像个退休中学物理老师。结果人家是高温气冷堆的总师,一辈子就钻这一个事。他跟我说,当年最困难的时候,他们自己拿手磨燃料球,一颗一颗磨,磨得指甲都秃了。
2021年,山东石岛湾,高温气冷堆示范工程并网发电。这是蓝星首座投入商业运行的第四代核电站,没有之一。老外们还在画PPT发论文的阶段,我们一声不吭,把实物搞出来了…
去年有个汉斯猫的能源专家来参观,就是当年搞AVR堆那个团队的后辈。他站在石岛湾的反应堆大厅里,看着那个正在安静运行的大家伙,突然就哭了。翻译吓了一跳,以为出了什么事。结果他说,这是他爷爷辈设计的路线,他们自己放弃了,没想到兔家把它做成了。
听着挺感人对吧?但更攒劲的还在后头。同行们都在说第四代堆型好,熔盐堆、钠冷快堆、超高温气冷堆,都是概念。可我们比较实在,不吵吵,直接搞了个“囊括”…
目前蓝星公认的六种第四代核能系统,我们除了气冷快堆还在预研,其他五种全有示范工程或已经商运。钠冷快堆在福建霞浦,熔盐堆在甘肃武威,超临界水堆在规划中,铅冷快堆有了实验装置。别人是选一条路走,我们是我全都要。
于是这个事儿直接把蓝星原子能机构都整不会了,有一期内部报告里专门提了一嘴,说兔家在第四代核能领域的全面布局“前所未见”。
最有趣的是熔盐堆。这玩意的原理是拿熔融的盐当冷却剂和燃料载体,好处是常压运行不会炸,烧过的废料还少,而且能烧钍。钍这玩意储量是铀的三四倍,兔家探明的钍储量够用几千年…
鹰家曾在六十年代搞过熔盐堆实验,后来不搞了,因为技术太难,而且当时他们忙着搞核潜艇,压水堆路线已经定了。现在有个鹰家富豪掏钱搞了个公司想重启熔盐堆,到处融资。结果一打听,我们在甘肃武威,一座钍基熔盐实验堆已经临界了。
但这还不是最绝的,最绝的是我们搞快堆那帮兔的神操作。快堆的全称是快中子增殖反应堆,它能一边发电一边生产新的核燃料,理论上能让铀资源的利用率从现在的不到百分之一,提高到百分之六十以上。这是什么概念?就是把核燃料从一次性的打火机,变成了可以反复充电的电池。
高卢鸡搞了几十年的“凤凰”快堆,后来又搞“超凤凰”,结果反复出问题,最后关了。短腿鸡搞“文殊”快堆,搞了二十年,花了上万亿日元,也关了。大毛家有快堆在运行,但功率不大。蓝星搞快堆的,就没几家顺心的。
为什么难?因为快堆里用的是液态钠当冷却剂,钠遇水就炸,跟鞭炮似的。你得保证十几吨液态钠在一个大池子里安安稳稳地流动,不出一点岔子。就这么说吧,全蓝星被钠泄漏坑过的团队能塞满一个礼堂…
然后我们搞了个霞浦快堆,不但搞成了,还搞的是池式结构,安全系数更高。去年夏天有个蓝星核能组织的人去参观,回来发了个推,就一句话:“兔家把快堆搞成了,而我们还在争论该不该建。”
我身边有个师兄是搞快堆材料的,他们在研发一种耐钠腐蚀的特种钢。师兄说最疯的时候,他们在材料辐照装置前一蹲就是三天三夜,因为那个实验窗口就给你那么短时间,错过了要等半年。那种钢的配方他们试了两百多种,最后搞出来的时候,数据显示性能比高卢鸡的同类产品还强一截,所以高卢鸡自己后来都跑来买他们的样品回去研究…说起来都是泪,但也都是底气。
当然我也不会粉饰太平,这个行业的问题依然很多。比如核燃料这块,我们现在用的铀矿大部分还是依赖进口,铀矿勘探和开采进度跟不上下游需求。再比如核废料处理,高放废物的最终地质处置库选址,吵了多少年了还没定下来,技术上我们实验室里没问题,但一到社会层面就是另一回事了…但总体来说,兔家在核能上的棋局,已经跟二十年前完全不是一个维度了。
以前我们是追着别人的背影跑,人家搞什么我们跟着学。现在是别人有的我们有,别人没有的我们也有,别人还在纠结要不要搞的,我们已经并网发电了…
除此之外,我们还在憋一个大招,叫“人造太阳”。学名叫可控核聚变,这个要是搞成了,人类能源问题直接进入终结模式。这事现在到哪一步了呢?合肥那边有个全超导托卡马克装置EAST,前两年搞了个等离子体运行403秒的世界纪录。简单说,就是把上亿度的“火球”用磁场关在一个大铁圈里,让它老老实实烧着,别碰到壁。这个难度好比用手掌托着一团岩浆还不许烫伤,同时要保持稳定。
当然,可控聚变离真正商用估计还得二三十年。但你们想,如果高温气冷堆我们能用五十年时间从一张白纸做到蓝星第一,那聚变这个事情,我们这代人看不到,下一代人或许大概率是看得到的…所以每次有人问我,兔家核能到底发展到什么地步了,我只想说,嗯,还行吧。
而后转身离去,深藏功与名…


