Em 6 de dezembro, o principal projeto nacional de ciência e tecnologia do meu país, com direitos de propriedade intelectual completamente independentes e a primeira central nuclear de quarta geração do mundo, foi oficialmente colocado em operação comercial em Rongcheng, província de Shandong, marcando que o meu país atingiu o nível de liderança mundial na pesquisa, desenvolvimento e aplicação da tecnologia de energia nuclear de quarta geração. A tecnologia de reator refrigerado a gás de alta temperatura é a última geração de tecnologia de energia nuclear.
O que é um reator refrigerado a gás de alta temperatura?
O reator resfriado a gás de alta temperatura inclui as duas palavras-chave "alta temperatura" e "resfriado a gás". "Alta temperatura" significa que o núcleo do reator usa materiais resistentes a altas temperaturas, como grafite, o que permite que a temperatura de saída do núcleo do reator atinja uma altura que é difícil de alcançar para outros tipos de reatores. Ele pode não apenas gerar eletricidade de forma eficiente, mas também usar altas temperaturas para alcançar uma utilização abrangente da energia nuclear e atingir múltiplos objetivos com uma só pedra. "Resfriamento de gás" significa que o reator usa gás inerte hélio para resfriamento do núcleo e transferência de calor, em vez do método de "resfriamento de água" das tradicionais usinas nucleares de reatores de água pressurizada. O hélio não reage facilmente com outros materiais no reator em altas temperaturas, por isso é chamado de "reator resfriado a gás de alta temperatura".
Reator refrigerado a gás de alta temperatura: reator nuclear "inerentemente" seguro
A segurança é a tábua de salvação do desenvolvimento da energia nuclear. Como um tipo de reator avançado da quarta geração de tecnologia de energia nuclear, os reatores refrigerados a gás de alta temperatura têm segurança inerente "natural". De onde vem essa segurança?
O reator refrigerado a gás de alta temperatura é chamado de "reator à prova de fusão" e sua segurança é inerente à segurança realizada desde o estágio do princípio do projeto.
Segurança inerente = sem vazamento, sem perda de controle, sem colapso
Zhang Zuoyi, Reitor do Instituto de Tecnologia Nuclear e Novas Energias da Universidade de Tsinghua: Por definição, um reator intrinsecamente seguro não depende de intervenção humana ou energia externa sob quaisquer condições de acidente ou desastre natural. O reator pode esfriar naturalmente de acordo com as leis naturais e o núcleo não derreterá.
Arma mágica de segurança inerente um: quatro camadas de “armadura” resistente a altas temperaturas
A bola preta do tamanho de um punho à sua frente é a bola de combustível do reator refrigerado a gás de alta temperatura.
Wang Rui, depurador do Projeto de Demonstração do Reator Refrigerado a Gás de Alta Temperatura Huaneng Shidaowan: A camada mais externa é de grafite e há cerca de 12.000 partículas de combustível em seu interior. Cada partícula de combustível contém o combustível nuclear usado para sofrer reações de fissão nuclear e liberar energia. Ao contrário de outros combustíveis, o combustível nuclear aqui é envolto em quatro camadas de "armadura" cerâmica resistente a altas temperaturas, que pode prevenir eficazmente o vazamento de materiais radioativos.
Arma mágica de segurança inerente dois: usina nuclear feita de “blocos de construção”
O projeto de demonstração do reator refrigerado a gás de alta temperatura adota um design modular e é composto por dois reatores modulares. Cada módulo é um pequeno reator que pode operar de forma independente e pode carregar e descarregar combustível nuclear continuamente a qualquer momento.
Entrando na "terra de ninguém" da depuração de reatores refrigerados a gás de alta temperatura
Uma grande quantidade de trabalho de pesquisa e design foi realizada internacionalmente em tecnologia de reatores refrigerados a gás de alta temperatura, mas usinas de energia comerciais nunca foram construídas com sucesso. O projeto de demonstração do reator refrigerado a gás de alta temperatura entrou na fase de depuração em julho de 2020 e foi oficialmente colocado em produção hoje. Ela superou muitos obstáculos na depuração e operação da unidade e entrou na "terra de ninguém" da tecnologia mundial de energia nuclear.
O trabalho de depuração de uma usina nuclear equivale a “limpar minas” da unidade. Para um projeto de demonstração de reator refrigerado a gás de alta temperatura com mais de 2.200 primeiros conjuntos de equipamentos, não há experiência a seguir e é extremamente difícil. A Usina Nuclear de Shidaowan possui o maior e mais pesado vaso de pressão de energia nuclear do mundo. É um grande tanque de metal usado para envolver o núcleo do reator e o hélio. As moléculas de hélio são pequenas e fáceis de vazar, portanto a primeira tarefa de depuração é verificar a vedação do vaso de pressão.
Wang Rui, depurador do Projeto de Demonstração do Reator Refrigerado a Gás de Alta Temperatura Huaneng Shidaowan: Pode-se dizer que este é um teste raro de grande volume e alta pressão com altos riscos potenciais. Precisamos monitorar mais de 100 pontos de risco no vaso de pressão que podem vazar e, ao mesmo tempo, controlar sua temperatura para evitar danos ao equipamento.
Após quase 30 meses de trabalho de depuração, o pessoal de engenharia concluiu mais de 700 testes de depuração, desenvolveu seis tecnologias principais para depuração e operação exclusivas de reatores resfriados a gás de alta temperatura, verificou com sucesso a segurança inerente e as capacidades de operação contínua de reatores resfriados a gás de alta temperatura e alcançou uma operação segura e estável da unidade.