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全球首座！完全自主知识产权！
12月06日，我国具有完全自主知识产权的国家科技重大专项——华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程在完成有关调试试验的基础上，顺利完成168小时持续运行考核，开始商业运行，成为世界首个实现模块化第四代核电技术商业化运行的核电站，标志着我国在高温气冷堆核电技术领域实现了全球领先，对推动我国实现高水平科技自立自强、建设能源强国具有重大意义。
石岛湾高温气冷堆核电站示范工程。图片来源：清华大学
在石岛湾高温气冷堆核电站示范工程设计、建设到商运的整个过程中，国内外无任何先例可循，许多关键技术、设备、材料创新都是难啃的硬骨头。装机容量为20万千瓦的石岛湾高温气冷堆核电站，于2012年12月正式开工建设，清华大学是技术研发主体，中国华能集团为工程建设营运主体，中国核工业集团为工程建设实施主体及燃料元件生产单位，具有完全自主知识产权。2021年12月首次实现并网发电，本次是在稳定电功率水平上正式投产转入商业运行。示范工程集聚了设计研发、工程建设、设备制造、生产运营等产业链上下游500余家单位，联合开展关键技术攻关和核心设备研制，攻克了一批“卡脖子”关键技术，研制出2200多台（套）世界首台套设备，600多台（套）创新型设备，设备国产化率达93.4%。诸多成果助力我国在第四代先进核能技术上实现了从“0到1”大批核心关键技术突破。
模块式高温气冷堆采用模块式设计，确保反应堆不需要应急冷却也能够处于安全状态，被称为固有安全的反应堆。高温气冷堆是国际公认的第四代先进核电技术，在发电、热电冷联产及高温供热等领域商业化应用前景广阔，国际上开展了大量研究和设计工作，但一直没成功建成商业电站。
早在20世纪70年代，清华大学核研院的工程技术人员就已开始对高温气冷堆进行探索。1980年初德国科学家提出了新的模块式高温气冷堆的概念，使模块式高温气冷堆具有安全性好、效率高、多用途的特点。清华大学核能技术设计研究院敏锐地认识到，这种堆型代表着国际核能发展的方向，立即开展了前期的探索性研究工作。
2000年12月，我国在国家高科技研究发展计划的支持下，于清华大学核能技术设计研究院建成10兆瓦高温气冷实验堆（HTR-10），首次达到临界。2003年1月，该气冷堆实现了72小时满功率并网发电运行，成为世界上第一座投入运行的模块化球床高温气冷堆。
2006年，“高温气冷堆核电站”被列入国家科技重大专项，清华大学成为唯一牵头实施国家科技重大专项的高等学校，清华大学核能技术设计研究院院长张作义被任命为总设计师。2021年，高温气冷堆核电站示范工程实现首次并网发电，至今在调试过程中已累计发电3.5亿度。
今年8-9月份，我国首次在石岛湾高温气冷堆核电站上，通过试验证明了核裂变能也能够实现固有安全，即不依靠人为干预和应急冷却，仅依靠自然定律，实现裂变反应堆的自然冷却，不会出现堆芯熔化。这标志着我国在实际建成的核电站上，于世界上首次验证了“固有安全的核裂变能”。
在示范工程调试运行阶段，中国华能和清华共同研发并掌握了高温气冷堆特有的调试运行六大关键核心技术，即：大体积双模块化反应堆回路强度密封及升温技术；低功率密度特点反应堆的固有安全性能验证技术；反应堆持续装卸料多点联动控制技术；双堆一机联调联配启停堆运行技术；创建W功率平台运行模式；ALAR动态管控技术，为机组后续稳定运行和研发工作奠定了坚实基础。依托该示范工程，我国系统掌握了高温气冷堆设计、制造、建设、调试、运维技术，培养了一批具备高温气冷堆建设和运维管理经验的高素质专业人才队伍，形成了一套可复制、可推广的标准化管理体系，并建立起以专利、技术标准、软件著作权为核心的自主知识产权体系，进一步提升我国在高温气冷堆先进核电技术领域的国际话语权。
以石岛湾核电站商运为标志，高温气冷堆商业化大幕开启，新的商业化高温气冷堆项目已在我国若干省份启动。据中国核能行业协会专家委员会特邀顾问、国家电投原董事长王炳华介绍，当前，核电海水淡化已为多个核电厂厂用水提供保障，正在探索商业化核电海水淡化项目，江苏、广东、贵州等多个省份也在规划和布局高温气冷堆、小堆开展综合利用。
与此同时，清华大学也已经开展了制氢研发等工业化推广前景研究，其研发并实现的模块式高温气冷堆技术可以提供300℃-500℃高参数工业蒸汽，实现热电联产，且可多个模块并联，在我国工业蒸汽应用市场上已经具备商业竞争力，有望成为助力我国及世界碳达峰碳中和的重大创新型产业。