“玲龙之心”正在吊装中。刘玄 摄

　　8月10日，海南昌江，在碧海蓝天的辉映下，全球首个陆上商用模块式小型核反应堆“玲龙一号”核心模块被高高吊起，向着核岛方向移动。历时5时48分，这颗“玲龙之心”被稳稳地安放在核岛中央。

　　“玲龙一号”是继“华龙一号”后我国核电自主创新的重大成果，此次吊装的“玲龙一号”反应堆核心模块也被称作“玲龙之心”，是“玲龙一号”的核心部件。这是“玲龙一号”核岛设备安装关键路径上的第一个里程碑节点，是核反应堆模块化制造和安装的“首秀”，代表核能装备小型化迈出了历史性一步，也标志着我国在模块式小型堆建造上走在了世界前列。

　　“玲龙一号”的“玲珑”之处在哪里？与其他大型压水堆相比，它有哪些独特的优势和技术亮点？让我们一起走近这个核能装备小型化的关键之作，寻找“核能充电宝”的奥秘。

　　安全性高、建造周期短、部署灵活

　　把核电站的“肺”提前装在“心脏”里

　　一提到核电机组，人们的脑海里总会联想到庞然大物，但“玲龙一号”如它命名所喻，是个“小块头”，其反应堆厂房体积只有传统大堆的四分之一。“玲龙一号”是由中核集团研发并具有自主知识产权的多功能模块式小型压水堆，也是全球首个开工的陆上商用模块式小堆。

　　除了体积小，“小堆”还有哪些特征？核反应堆是核电站的核心能源组件，它可以将核燃料核裂变产生的能量稳定可控地输出为热能，进一步转化为我们需要的电能等。根据国际原子能机构给出的定义，小堆是指电功率在30万千瓦以下的反应堆。

　　“如果说传统的大堆可以看作一个家用的台式电脑，包括了显示器、主机、键盘等，那么就可以把小堆当作一个笔记本电脑，它的显示器、主机、键盘等都集中到了一起。”海南核电有限公司副总经理邓晓亮介绍，区别于传统大型反应堆，模块式小型堆技术具有小型化、模块化、一体化、非能动的特点，它安全性高、建造周期短、部署灵活，所以也被称为“移动充电宝”。

　　在核电站精密复杂的各类设备中，反应堆压力容器是核心设备之一，也是反应堆中唯一不可更换的主设备，被誉为核电站的“心脏”；而蒸汽发生器则被称为“核电之肺”。传统的核反应堆不仅要把核心设备安装进核岛内，还需要通过现场主管道焊接等一系列工作将主设备连接起来，过程十分繁琐，而相比之下，“玲龙一号”的施工过程显得十分便捷。

　　原因就是一体化设计、工厂化制造、模块化施工。吊装前，“玲龙一号”的蒸汽发生器就已经在工厂与反应堆压力容器完成了组装焊接，相当于把核电站的“肺”装在了“心脏”里面。这是制造难度最大、最具代表性的“工厂化预制、模块化施工”核电主设备，其设计创新既提高了核电站安全性和可靠性，又极大地缩短了工期，提高了经济性。

　　安全可控，是衡量一个核反应堆能否投入使用的重要标准。“堆芯固有安全性高和完全非能动的安全系统也是‘玲龙一号’的重要特征。”海南核电有限公司设计管理处副处长鲁万乾表示，相对于传统大型压水堆，“玲龙一号”的堆芯燃料棒线功率密度更低，堆芯水装量相对更大，堆内冷却剂流速更低，整个反应堆抵御异常工况的能力更强，安全裕量相对更大。除此之外，“玲龙一号”的安全系统不需要外部提供能源就可以在必要的时候运转，将反应堆维持在安全可控状态。

　　从头开始的自主创新设计

　　研发过程中形成340多项专利

　　从大堆发展到小堆，并不像“把大象关进冰箱”、等比例缩小那么简单。

　　据记者了解，“玲龙一号”是一个正向设计的反应堆。何为“正向设计”？

　　“‘玲龙一号’没有现成堆型可以作为参考，从概念设计、方案设计、关键技术试验验证，到关键设备研制、初步设计、施工图设计，都是完全从头开始的自主创新设计，可以说是从零开始。”回想起这条自主研发之路，鲁万乾感触颇深。

　　2016年，“玲龙一号”成为全球首个通过国际原子能机构通用反应堆安全审查的小型堆。这简简单单一句话背后，是无数个日夜的讨论、推翻、重来。

　　由于是全球首创，在项目初期的核安全审评阶段，“玲龙一号”面临没有成熟且适用于小型堆的核安全审评相关标准规范的情况，这一度影响安全审评工作的开展。

　　鲁万乾告诉记者：“为解决这个问题，我们积极组织设计院与审评技术单位、监管部门以及外部专家多次开展小堆设计特点沟通。针对‘玲龙一号’与传统大堆的差异之处进行详细对比分析，并在此基础上协助审评方对小堆的高安全性及特殊应用场景单独制定小型压水堆核动力厂安全审评原则（试行），以指导审评工作。”事实证明，这种方式行之有效，为未来小型堆审评开创了路径，积累了经验。

　　筚路蓝缕，以启山林。围绕“玲龙一号”这一开创性堆型，中核集团组织开展了15项大型实验，研发了20多项关键设备，完成了78项关键技术攻关，使“玲龙一号”的安全性得到了充分验证。在研发过程中，共形成了340多项专利。

　　小堆从图纸走进现实，标志着我国在模块式小型堆技术上走在了世界前列。这是中核集团科技创新成果的工程应用，涉及100多个系统从建造、安装、调试到运行维护的成套技术，带动整个产业链向高层次发展。

　　畅想未来，随着小堆研发技术的不断迭代升级，核反应堆会不会变得像充电宝那么小？在鲁万乾看来，小型堆“体型”的小型化是一种趋势，国内外正在开展各种微型反应堆的研发，将来实现随车携带“核能充电宝”是完全有可能的。

　　适配海水淡化、城市区域供热等多种应用场景

　　让核能“贴近城市、靠近用户”成为可能

　　小堆虽小，作用不少。

　　“玲龙一号”发电功率12.5万千瓦，建成后年发电量可达10亿千瓦时，满足52.6万户家庭生活所需。同时，每年可减少二氧化碳排放量约88万吨，相当于植树750万棵。不仅将以稳定可靠的清洁能源助力国家“双碳”目标实现和海南“清洁能源岛”建设，更将以先进反应堆技术的示范效应，推动世界核能的发展。

　　“玲龙”之妙用，不止于发电。热电联供、水电联供、城市区域供热、海水淡化、工业工艺供热、自备电厂等，都是“玲龙一号”的发展空间。

　　“例如，海南昌江小堆已规划为附近的昌江清洁能源高科技产业园内的碳酸锂项目提供工业蒸汽。”邓晓亮介绍，作为高安全的分布式清洁能源，“玲龙一号”可类似常规燃煤热电厂，靠近城镇及工业园区部署，让核能“贴近城市、靠近用户”成为可能。而且它不仅可以布置在陆地上，还可以布置在海上平台、偏远岛礁等，实现供热供电、热电联产等多领域多场景多需求应用。

　　记者了解到，9月4日至8日，小型模块堆技术发展和应用跨地区研讨会在海南举办，“玲龙一号”将面向全球进行展示。

　　自设计研发以来，“玲龙一号”前进的每一步都备受国际关注。据国际原子能机构统计，全球范围内正在开发的小型堆技术超过80种，美、俄、英、日、韩等核电大国均将小型堆技术列入国家战略，越来越多的国家竞相加入模块式小堆研发的行列。

　　“小型堆因其安全性、部署灵活性及多用途等方面的独特优势，在新一轮核能技术变革和国际产业竞争中的作用日益凸显。”邓晓亮表示，全球气候变暖带来的极端气候让人们意识到碳减排的重要性，核能正是当前最稳定、清洁的绿色能源。而且由于大部分中小国家和地区没有大电网、无法容纳大型核电机组，因此，安全性高、部署相对灵活、可实现多功能应用、总投资规模小的小型堆自然成为全球关注的对象。

　　“玲龙一号”落址海南也有这一层的考量。邓晓亮表示，选在海南昌江，除了这里原先就有核电基地的厂址外，最主要的还是支持海南自贸港的建设。“我们在这里建好首堆示范工程，以后出口可以利用自贸港的便利条件，更有助于‘玲龙一号’技术的输出。”

　　未来，“玲龙一号”将与我国百万千瓦级自主三代核电“华龙一号”完美配合，形成华龙、玲龙“双龙出海”格局，为我国“双碳”目标的实现以及“一带一路”倡议的推广贡献重要力量。