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最近，大连造船厂在为某航母举行的启动仪式显示：该模型上的号码是20，模型上没有烟囱，专业人士一看就是核动力航母的典型特征。

核动力航母模型

与此同时，有媒体曝光了玲珑一号的海用型号。这个核反应堆的直径为10米，高度仅有15米，各项参数完全适合装备在航母上。该型号的输出功率达到125兆瓦，比目前美国核动力航母尼米兹100兆瓦的输出功率还高出25兆瓦。在功率方面，玲珑一号是更胜一筹。

通常核动力装置在装备航母前，必须先建造核反应堆并进行测试。让我们一起来看看建造在海南昌江的全球首个陆上商用模块化小型核反应堆玲珑一号。

一体化反应堆压力容器与蒸汽发生器组件焊接后，一次侧水压试验圆满成功

(本文中讲的都是教科书级的科普知识，不涉及任何机密或保密的资料，请放心阅读!)

㈠ 关于玲珑一号

玲珑一号也称为ACP100，于2021年7月13日在海南昌江开工建造，是在中核集团华龙一号(ACP1000)基础上进行开发研制，具有自主知识产权的多功能模块化小型压水堆型。它也是全球首个陆上商用模块化小型压水堆。

它主要由核反应堆、蒸汽发生器、汽轮发电机及相关系统设备组成。

普通压水堆工作原理图

玲珑一号使用加压的轻水（普通水）作为冷却剂和慢化剂，保证水在堆内不沸腾。反应堆燃料采用丰度为3%的低浓缩铀。反应堆高14米，宽10米。

根据发电功率的大小，压水堆可以分为大、中、小三类。发电功率大于600兆瓦的压水堆为大型压水堆，发电功率在300兆～600兆瓦的压水堆为中型压水堆，发电功率小于300兆瓦的压水堆为小型压水堆。玲珑一号单座电功率为125兆瓦，属于小型压水堆。

㈡ 玲珑一号的特点

◆一体化反应堆技术

为了做到小型化，玲珑一号去掉了传统的主回路管道，直接将蒸汽发生器置于反应堆压力容器内，屏蔽泵通过短管嘴连接到反应堆压力容器。整个反应堆模块由反应堆压力容器、直流蒸汽发生器、屏蔽泵、反应堆堆内构件和一体化堆顶结构等组成。

一体化反应堆模块

◆固有安全加非能动安全

①通过简化安全系统减少故障。

②采用完全非能动的安全系统， 包括采用非能动应急堆芯冷却、非能动应急余热排出、安全壳空冷、自动泄压和非能动可燃气体控制。

③事故状况下，通过自然力实现反应堆安全，不需要安全相关的应急交流电源，做到可以长期不需要人为干预。从而，避免类似切尔诺贝利和福岛曾发生过的重大核电站事故。

◆模块式高效直流蒸汽发生器技术

采用内置模块式高效直流蒸汽发生器，减少散热损失，设备换热效率高，结构紧凑。直流蒸汽发生器二次侧水装量小，主蒸汽管破裂事故后果轻，不会发生反应堆过冷。

◆空冷安全壳

安全壳采用空气冷却，无系统容量限制，无需复杂的空气导流板，消除安全壳超压事故。

◆地下布置反应堆

利用岩体土壤作为天然的放射性隔离屏障。整个反应堆布置在地下，抗震能力高、抗恐怖袭击能力强、环境友好，有助于提高公众对小型核能的接受度，方便玲珑一号部署在靠近城市和用户的地方。

◆更高程度的主系统模块化

反应堆及反应堆冷却剂系统集成为反应堆模块，它由多个子模块装配而成，实现模块化制造、模块化运输、现场快速装配。

◆成熟度高

主设备小型化全部采用经工程实践验证的成熟技术。主要关键技术已全部解决，并进行了多种方式设计验证，试验验证，仿真验证和第三方验证。玲龙一号专用的多项特殊设备也已经研制完成。

㈢ 玲珑一号的应用场景

玲珑一号可以方便为远离城市的海岛、矿区、戈壁沙漠和高山峡谷等僻远地区提供稳定的电力。

它可以作为分布式电源建在接近工业区和人口密集区的地点，实现城市区域供热制冷、工业供汽和工业工艺供热。

它还可以作为移动电源为海洋资源开发等供电，并可以用于海水淡化和稠油开采等。

玲珑一号已经通过国际原子能机构的安全认证。将来在一带一路沿线国家，尤其是中东、中亚等地，都能建设这样的小型模块堆，为当地解决用电问题。一旦解决了用电问题，建设城市配套设施的成本就会低很多，建设相关交通网络的难度更低，中国的一带一路计划就能更好更快地开展。

总之，玲珑一号将带动我国核能相关产业群高水平发展，形成又一重要堆型品牌。同时，对于开拓国际小型堆市场、实现走出去的战略目标具有重大意义。

㈣ 玲珑一号是否可以用于核动力航母

中国第一艘核动力航母的核反应堆动力装置研制属于国家军事机密，从公开的资料上是查不到的。根据中国军事科技的发展路线：先军用，后推广民用。我们可以根据玲珑一号的技术分析推断，中国已经具备了制造核动力航母的小型核动力装置能力。

辽宁号航母

鉴于美国和法国已经服役核动力航母压水堆的运行问题，我国很有可能选择在技术上领先一代或者两代的最先进核反应堆技术。首选估计是技术上最成熟的第三代压水堆。此外，我国在高温气冷堆和熔盐燃料反应堆的研发上是全球领先的。

■高温气冷堆

采用陶瓷型包覆颗粒燃料元件，以耐高温的石墨作为慢化剂、以化学惰性的氦气作为冷却剂，是国际核能界公认的具有良好安全特性的堆型。

高温气冷堆工作原理示意图

铀燃料被做成小颗粒，每个颗粒外包覆一层低密度碳、两层高密度碳和一层碳化硅，形成直径小于1毫米的包覆颗粒。包覆颗粒均匀弥散在石墨慢化材料中，制造成直径为6厘米的球形燃料元件。发生核反应时，包覆层可以将包覆颗粒中产生的裂变产物充分地留在颗粒内。

由于其突出的固有安全性，加上发电高效、用途广泛等特点，高温气冷堆被列入第四代核能系统技术的堆型。

■熔盐燃料反应堆

核裂变反应堆中釆用液态燃料的反应堆。它采用熔融的混合盐作为核燃料载体和反应堆冷却剂。反应堆运行时，核燃料和熔于载体盐的裂变产物随熔盐在反应堆堆芯和热交换器组成的回路中不断循环流动，把裂变产生的热量源源不断地从反应堆内输送到堆外。

它能够在高温常压下运行，既能获得更高的能量转换效率，又有很高的本征安全性。无需停堆就能直接抽取或补充燃料，抽取的燃料进行在线处理后就能返回熔盐堆。其结果使得熔盐堆反应性控制更加方便，且避免了大量的燃料储备。熔盐燃料反应堆也被列入第四代核能系统技术的堆型。

不论是采用第三代压水堆，还是采用高温气冷堆或者熔盐燃料反应堆作为我国核动力航母的动力装置，都直接让我国的核动力航母在动力装置上，具备领先对手一代至两代的优势。

㈤ 玲珑一号的建设进度

■2021年7月13日，玲珑一号于在海南昌江核电基地正式开工。

■2021年10月24日，玲珑一号钢制安全壳底封头在海南昌江提前吊装完成。

■2022年2月，玲珑一号钢制安全壳下部筒体顺利吊装就位。

■2022年7月6日，海南昌江核电基地玲珑一号反应堆厂房钢制安全壳上部筒体吊装就位。

■2022年11月30日，玲珑一号反应堆厂房管道支吊架开始安装。这标志着小型堆核岛安装工程正式开工。

建成后每台机组年发电量可达10亿度。

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