2021年7月13日，中国小型核反应堆“玲龙一号”在海南昌江核电站正式开工，成为全球首个陆上商用多功能小型模块化核反应堆科技示范工程。“玲龙一号”示范工程建设周期为58个月，主体工程的结构建设已于2024年2月建成，整体工程预计2026年建成投运。2025年3月13日，“玲龙一号”装卸料机调试试验（干式）提前完成，并实现“零偏差、零隐患”目标。“玲龙一号”将以其领先世界的工程设计、建造技术和示范应用，为中国和世界其他国家提供可靠的清洁能源。

一体化设计的核能“充电宝Plus”

乍听“玲龙一号”这个名字，你是否会马上想到它来自“小巧玲珑”这个成语？恭喜你，猜对了，可以说，相对传统核电站反应堆，它就是小巧玲珑的核能“充电宝Plus”。一般来说，传统核反应堆的功率都是大于100万千瓦的，而根据国际原子能机构的定义，功率小于30万千瓦的核反应堆动力装置即可被称为小型核反应堆，简称小型堆。作为全球第一个问世的小型堆，“玲龙一号”完全由中国自主研发，工程设计独具匠心，最突出的创新特点就是一体化设计和模块化建造。传统大型核反应堆的设备组件一般采用分散型的分布方式，不同设备组件之间需要用管道连接，而“玲龙一号”的设计施工理念走在了世界前列，把反应堆、蒸汽发生器、主泵等关键组件集成在一起，呈现三大优势。

一是更小。一体化设计理念使“玲龙一号”实现了设备组件紧凑化和小型化，减少了占地面积，提高了设备组件的集成度。在“玲龙一号”诞生之前，全球正在建设和运行的百万千瓦级大型反应堆，每一个都是占地巨大的工程。例如，中国的“华龙一号”蒸汽发生器体积巨大，高度约为21米，而“玲龙一号”的高度仅为2米左右；“华龙一号”占地面积非常大，相当于71个标准篮球场，而“玲龙一号”占地面积大约只有24个标准篮球场，还没有传统核电站的一座冷却塔大。

二是更安全。核反应堆有两大关键设备—反应堆压力容器和蒸汽发生器，分别相当于核电站的“心脏”和“肺”。在传统的大型核反应堆中，一般是将压力容器和蒸汽发生器彼此独立，需要现场安装并焊接主管道连通二者。“玲龙一号”的设计直接去掉了复杂的主管道，采用一体化布置，例如，核心模块“玲龙之心”摆脱了传统的压力容器样式，将直流蒸汽发生器，主管道冷段、热段、过渡段，主泵泵壳都整合融入了压力容器之中，相当于把核电站的“肺”装在了“心脏”里面，形成一体化模块，从根本上消除了传统核电站事故假设中最重要的风险之一。新设计采用半埋布置方案，将反应堆本体、乏燃料（反应堆中使用过的核能燃料）及安全系统布置在地面以下，并利用岩体土壤作为天然的“防弹衣”—放射性隔离屏障，更有利于抵抗外部自然灾害（如地震）和恐怖袭击等人为事件的威胁。这种设计对环境友好，能极大地减少事故发生的概率，从而保障公众安全、投资者利益及电站的长期可用性。

三是更经济。“玲龙一号”采用模块化设计，简单说就是把小型堆当作一个巨大的乐高积木来建造，它可以由一块块“小积木”—各种设备、管道和钢结构模块等集约拼装而成。而这许多“小积木”都可以按照标准设计，预先在工厂批量化制造出来，经过模块化运输，直接在现场快速装配施工。例如，反应堆核心模块、安全壳、厂房等均可全部或部分在工厂内制造组装并完成测试，直接运输到现场进行安装。这样的工程设计不但易于控制产品质量，还能大大提高安装效率和质量，大幅缩短工程现场施工时间和建造周期，降低工程造价，使得“玲龙一号”通过批量化、快速建造和灵活布局，实现规模经济效益，加强其商用价值。

自主创新的核电建造技术突破

“玲龙一号”基于一体化、模块化的设计理念，打破国外技术封锁，做到技术的创新性与成熟性相结合，拥有完全自主知识产权，其中最为突出的创新性技术有三项。

直流蒸汽发生器：能源利用效率的革命

“玲龙一号”放弃了传统大型核反应堆成熟但缺点颇多的自然循环式或强制循环式蒸汽发生器技术（如立式U形管自然循环技术），创新采用了高效直流蒸汽发生器，并将其内置于反应堆压力容器之中。该设备结构形式和制造技术与传统类型完全不同，其零件种类数量多、焊接结构多、焊缝数量多、检验项目多、检验指标高，是制造难度最高的核电主设备。针对这一系列难点，研发团队开展了对特种零件近净成型、精密加工、精密焊接、特种结构无损检测等多种工艺方法的研究，经过长时间攻关，最终掌握了以小径厚壁管焊接与密排管板焊接、多构件精密装配为代表的全套制造工艺，提高了换热效率和传热系数，缩减了蒸汽发生器的体积和重量，节省了空间和材料。

通俗来讲，核电站和火电站的发电原理大致相似，本质上都是烧开水—利用水烧开后产生的蒸汽能推动汽轮机旋转，进而带动发电机产生电力。不同的是，火电站烧水用的是煤，核电站用的则是核能燃料。直流蒸汽发生器技术的创新应用能够提供高品质蒸汽，使得“玲龙一号”在发电效率上有了显著提升。比如，一座30万千瓦的火电厂，它每年需要消耗的原煤大约是100万吨，需要2万节火车皮才能运送到位，而“玲龙一号”设计发电功率为12.5万千瓦，却只需不到8吨核能燃料，而且每两年才换一次料，运料仅需一辆卡车即可。“玲龙一号”建成后预计每年发电量可达10亿度，可满足海南52.6万户家庭用电需求，每年可减少二氧化碳排放量约88万吨，相当于一年植树750万棵。这一技术不仅提高了能源利用效率，还降低了运行成本，为核电站的长期稳定运行提供了有力保障。

屏蔽式主泵：核电站安全的守护者

在核电站中，主泵（反应堆冷却剂泵）是反应堆冷却剂系统的重要组成部分，是核电设备国产化的瓶颈问题和最后一道屏障。传统大型核反应堆通常采用的是较成熟的轴密封式主泵技术，但在密封可靠性、运行效率、维护复杂性及事故工况下的适应性等方面存在局限性。“玲龙一号”采用紧凑型设计，将主泵与马达集成在一个密封容器内，并在容器外壁设置屏蔽层，形成全封闭结构，这样一来，不但体积小，重量轻，而且性能高效，有效地隔离了泵内部的放射性介质。这一技术创新不仅减少了辐射剂量，避免了冷却剂泄露的风险，还降低了维护成本，使得“玲龙一号”在反应堆冷却剂系统的设计和运行上更加先进，确保了反应堆在veErCgs/Y2s1z7RMih/h6ggxFdnNGkoyRRzufrWj9EY=极端情况下仍能稳定运行，为核电站的安全运行提供了坚实保障。同时，这一技术还降低了操作人员的被辐射风险，提高了核电站的整体安全性。

完全非能动安全技术：自然规律的智慧应用

传统大型核反应堆采用的是能动安全技术，依赖外部能源（如电力或柴油发动机）驱动相关设备和组件，以维持反应堆的安全状态，在某些异常情况下，则依赖人工干预来启动或操作安全系统。“玲龙一号”创新采用了高可靠性的完全非能动安全技术，利用自然界物质固有的规律，如物质的重力、流体的自然对流、扩散、蒸发、冷凝以及蓄压势能等非能动原理来确保反应堆安全，不依赖人工动力、人员的干预和辅助系统支持。若不幸发生事故，“玲龙一号”可在不依靠电力的情况下，通过重力和自然循环等非能动方式将堆芯热量导出，实现长期冷却，使反应堆温度保持在正常范围。这意味着在失去供能的极端情况下，“玲龙一号”也能利用自然规律“自己照顾好自己”，确保自身的安全，无需外界人工干预。在此基础上，研发团队还对安全壳做了适当的放大，消除了氢气聚集爆炸的风险，进一步提高了反应堆的安全性和可靠性。

“玲龙一号”的多功能示范应用：核能新生态的探索

模块化建造技术使得“玲龙一号”可以灵活布局在离城市或人口密集区更近的地方，让清洁核能更“贴近城市、贴近用户”。作为多功能示范项目，“玲龙一号”就是为了满足核能的多用途需求而建造的，除了要发挥传统核电站所具备的发电功能外，还要验证核能在城市供热、工业供汽、海水淡化、石油开采、偏远地区及孤网热电联供、燃煤热电机组替代等方面系统应用的可行性、经济性和优越性。“玲龙一号”示范工程的多功能应用，不仅对我国国防建设、海洋经济发展和大气污染防治具有重要意义，同时也为全球核反应堆小型化发展提供了重要示范。

作为中国自主研发的小型模块化核反应堆，“玲龙一号”以一体化强、安全性高、经济性好的特点，正逐步展现其作为全球首个陆上商用多功能示范核工程的独特魅力。我们期待它的成功建设和运行，为中国在核能技术领域取得更多重大应用性突破，也为全球核反应堆的小型化、多功能化发展提供更多宝贵经验和启示。