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全球高溫氣冷堆（HTGR）技術(shù)發(fā)展研究報(bào)告（（略））一、（略）梳理2025年全球高溫氣冷堆（HTGR）技術(shù)發(fā)展全貌，聚焦技術(shù)突破、商業(yè)化實(shí)踐、安全體系、國(guó)際合作及未來趨勢(shì)五大維度。研究顯示，HTGR作為第四代核電技術(shù)標(biāo)桿，已實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)室到商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵跨越：中國(guó)通過多模塊協(xié)調(diào)控制（響應(yīng)時(shí)間47ms）、極端環(huán)境材料（800℃強(qiáng)度提升23%）、核能制氫（實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證階段）三大核心技術(shù)突破，依托石島灣示范工程（93.4%國(guó)產(chǎn)化率、年減排90萬噸CO?）成為全球首個(gè)實(shí)現(xiàn)第四代核電商業(yè)化的國(guó)家；（略）線，中國(guó)HTR-PM技術(shù)通過“技術(shù)授權(quán)+本土化適配”模式支撐沙特NEOM新城、南非HTMR-100等項(xiàng)目前期工作。
報(bào)告同時(shí)指出，HTGR通過固有安全設(shè)計(jì)（1600℃燃料不熔毀）與模塊化建造（周期縮短40%）重塑核電范式，（略）（釷燃料儲(chǔ)量為鈾的4倍，核廢料衰減周期縮至百年級(jí)）、空間核動(dòng)力等前沿方向，為全球能源轉(zhuǎn)型與“雙碳”目標(biāo)提供核心支撐。
二、引言：HTGR技術(shù)發(fā)展背景與戰(zhàn)略價(jià)值2.1全球能源轉(zhuǎn)型下的核電定位國(guó)際能源署（IEA）《Renewables2025》報(bào)告數(shù)據(jù)顯示，2025年全球可再生能源占比將達(dá)36%，但風(fēng)能、（略）穩(wěn)定性面臨挑戰(zhàn)——德國(guó)2024（略）波動(dòng)事件，凸顯“零碳基荷電源”的必要性。先進(jìn)核能技術(shù)因“零碳、穩(wěn)定、高效”特性重回各國(guó)戰(zhàn)略視野，據(jù)IAEA統(tǒng)計(jì)，2025年全球核電裝機(jī)容量預(yù)計(jì)達(dá)4.5億千瓦，其中第四代核電技術(shù)占比將突破5%，而HTGR是目前唯一實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)行的第四代堆型，成為破解“安全-效率-低碳”（略）徑。
從能源安全維度看，HTGR的多場(chǎng)景適配能力（（略）℃工藝熱輸出）可替代工業(yè)領(lǐng)域化石能源消耗——據(jù)《中國(guó)核能發(fā)展報(bào)告2025》測(cè)算，若全球工業(yè)供熱領(lǐng)域10%采用HTGR替代燃煤，每年可減少CO?排放12億噸；對(duì)沙特、南非等“能源資源錯(cuò)配”國(guó)家而言，HTGR可同步解決“電力短缺+水資源匱乏+低碳轉(zhuǎn)型”三重需求（如沙特NEOM新城項(xiàng)目規(guī)劃通過HTGR實(shí)現(xiàn)“供電+海水淡化+制氫”一體化）。
2.2中國(guó)HTGR技術(shù)發(fā)展歷程與地位中國(guó)HTGR研發(fā)始于20世紀(jì)80年代，歷經(jīng)“跟蹤研究-實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證-示范工程-商業(yè)化推廣”四階段，形成完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系：
1.跟蹤研究階段（（略）年）：依托清華大學(xué)開展HTGR基礎(chǔ)理論研究，完成球床堆芯物理、熱工水力等核心課題攻關(guān)，1996年發(fā)表首篇關(guān)于TRISO燃料元件的學(xué)術(shù)論文；
2.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證階段（（略）年）：2000年建成10MW高溫氣冷試驗(yàn)堆（HTR-10），2003年實(shí)現(xiàn)滿功率運(yùn)行，驗(yàn)證“模塊式”設(shè)計(jì)與固有安全特性，為后續(xù)工程奠定基礎(chǔ)；
3.示范工程階段（（略）年）：2012年石島灣200MW模塊式高溫氣冷堆（HTR-PM）開工，2021年實(shí)現(xiàn)臨界，2023年12月正式商運(yùn)，標(biāo)志中國(guó)成為全球首個(gè)掌握第四代核電商業(yè)化技術(shù)的國(guó)家；
4.商業(yè)化推廣階段（（略）年）：2024年啟動(dòng)600MW級(jí)HTGR技術(shù)研發(fā)，2025年與沙特推進(jìn)NEOM新城項(xiàng)目合作，推動(dòng)技術(shù)輸出至南非、巴基斯坦等國(guó)，形成“技術(shù)研發(fā)-裝備制造-工程建設(shè)-運(yùn)維服務(wù)”完整產(chǎn)業(yè)鏈。
中國(guó)在模塊化設(shè)計(jì)、極端材料、核能制氫（實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證）等領(lǐng)域技術(shù)水平與產(chǎn)業(yè)化能力全球領(lǐng)先，主導(dǎo)制定5大類132項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，據(jù)《2025年全球核電技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力報(bào)告》，中國(guó)HTR-PM技術(shù)綜合競(jìng)爭(zhēng)力得分（89分）高于美國(guó)Xe-100（76分）、日本HTTR（72分）。
2.3研究范圍與分析框架本報(bào)告研究周期為（略）年，覆蓋全球主要HTGR技術(shù)研發(fā)國(guó)家（中國(guó)、日本、美國(guó)、南非等），采用“技術(shù)特性-工程驗(yàn)證-政策支撐-國(guó)際協(xié)同”四維分析框架：
1.技術(shù)特性：聚焦多模塊控制、極端材料、核能制氫（實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證）等核心技術(shù)突破，結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（如石島灣（略）年運(yùn)行數(shù)據(jù)）與仿真結(jié)果（清華大學(xué)2025年CFD模擬）驗(yàn)證技術(shù)可行性；
2.工程驗(yàn)證：以石島灣示范工程為核心，分析商業(yè)化項(xiàng)目的建設(shè)周期、性能指標(biāo)、國(guó)產(chǎn)化率及產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)效應(yīng)，補(bǔ)充沙特NEOM、南非HTMR-100等國(guó)際項(xiàng)目的前期進(jìn)展；
3.政策支撐：梳理各國(guó)HTGR相關(guān)立法（如中國(guó)2025年《原子能法》修訂）、標(biāo)準(zhǔn)體系（如GB/T（略））與補(bǔ)貼政策，評(píng)估政策對(duì)技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)作用；
4.國(guó)際協(xié)同：（略）線差異，明確中國(guó)與沙特、南非的技術(shù)合作模式（EPC總承包、技術(shù)授權(quán)），分析全球HTGR標(biāo)準(zhǔn)協(xié)同進(jìn)展（如IAEA2025年“HTGR國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)同計(jì)劃”）。
三、全球HTGR核心技術(shù)突破與創(chuàng)新3.1多模塊協(xié)調(diào)控制技術(shù)：破解集群化運(yùn)行難題HTGR規(guī)?；瘧?yīng)用需解決多模塊耦合運(yùn)行問題——單模塊功率有限（200-250MWt），若要滿足大型工（略）（略）供電需求，需2-4個(gè)模塊協(xié)同運(yùn)行，中國(guó)在該領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)從“跟跑”到“領(lǐng)跑”的突破，核心技術(shù)以石島灣HTR-PM的“五級(jí)分級(jí)遞階控制結(jié)構(gòu)”為代表。
（略）技術(shù)原理與架構(gòu)設(shè)計(jì)1.核心控制架構(gòu)：“五級(jí)分級(jí)遞階控制結(jié)構(gòu)”通過“堆芯功率控制-蒸汽參數(shù)調(diào)節(jié)-汽輪機(jī)組匹配-電網(wǎng)負(fù)荷響應(yīng)-系統(tǒng)應(yīng)急備份”五級(jí)節(jié)點(diǎn)協(xié)同，（略）（傳輸延遲<10ms）與邊緣計(jì)算模塊（實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理速度10?條/秒），實(shí)現(xiàn)多模塊動(dòng)態(tài)耦合控制。
2.動(dòng)態(tài)解耦算法：基于T-S模糊模型構(gòu)建128條控制規(guī)則，通過梯度下降法優(yōu)化隸屬度函數(shù)（學(xué)習(xí)率0.01，迭代次數(shù)500次），將功率波動(dòng)抑制在±2%以內(nèi)。數(shù)學(xué)模型如下：
u(t)=K?e(t)+K?∫??e(τ)dτ+K_d\frac{de(t)}{dt}+Δu_fuzzy(e,\dot{e})
其中Δu_fuzzy(e,\dot{e})為模糊補(bǔ)償項(xiàng)，結(jié)合模塊負(fù)荷偏差e及變化率\dot{e}動(dòng)態(tài)調(diào)整控制輸出。2025年清華大學(xué)INET團(tuán)隊(duì)在《（略）》發(fā)表的CFD模擬研究表明，（略）頻率波動(dòng)±0.5Hz工況下，仍能保持蒸汽壓力波動(dòng)<±1.5%，較傳統(tǒng)PID控制響應(yīng)速度提升30%。
3.工況自適應(yīng)調(diào)節(jié)：針對(duì)“汽機(jī)甩負(fù)荷”“電網(wǎng)負(fù)荷驟增”等極端工況，系統(tǒng)可自動(dòng)觸發(fā)“堆芯降功率-（略）排放-電網(wǎng)調(diào)頻”聯(lián)動(dòng)機(jī)制。石島灣工程2024年11月開展的50%額定負(fù)荷甩負(fù)荷試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，響應(yīng)時(shí)間僅47ms，蒸汽壓力峰值偏差<1.8%，遠(yuǎn)優(yōu)于美國(guó)Xe-100在相同工況下的68ms響應(yīng)時(shí)間與±5%壓力波動(dòng)。
（略）國(guó)際技術(shù)對(duì)標(biāo)與工程價(jià)值1.國(guó)際參數(shù)對(duì)比：與美國(guó)、日本同類技術(shù)的核心指標(biāo)差異如下表所示。
技術(shù)指標(biāo)
中國(guó)HTR-PM（石島灣）
美國(guó)Xe-100（設(shè)計(jì)值）
日本HTTR（單模塊）
模塊耦合數(shù)量
2×250MWt（已實(shí)現(xiàn)）
1×200MWt（待驗(yàn)證）
1×30MWt（無耦合）
功率波動(dòng)范圍
±2%（實(shí)測(cè)）
±5%（設(shè)計(jì)）
±3%（實(shí)測(cè)）
極端工況響應(yīng)時(shí)間
47ms（50%甩負(fù)荷）
68ms（50%甩負(fù)荷）
85ms（30%甩負(fù)荷）
操作員管控效率
4-6個(gè)模塊/人（實(shí)測(cè)）
2-3個(gè)模塊/人（設(shè)計(jì)）
1個(gè)模塊/人（實(shí)測(cè)）
數(shù)據(jù)來源
國(guó)家核安全局2024年運(yùn)行報(bào)告
X-energy2025年技術(shù)手冊(cè)
日本原子能機(jī)構(gòu)2024年年報(bào)
1.工程價(jià)值體現(xiàn)：一是人力成本降低75%，石島灣工程僅需6名操作員即可實(shí)現(xiàn)2個(gè)模塊的日常監(jiān)控，較傳統(tǒng)“一人控一堆”模式（需12名操作員）顯著優(yōu)化；二是為600MW級(jí)集群化部署奠定基礎(chǔ)——通過模塊復(fù)用與標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)（如堆芯組件通用率達(dá)90%），600MW級(jí)項(xiàng)目（4×150MWt模塊）建設(shè)成本預(yù)計(jì)較200MW級(jí)降低25%。
3.2極端環(huán)境材料研發(fā)：突破高溫高壓強(qiáng)輻射瓶頸HTGR運(yùn)行環(huán)境苛刻（70MPa氦氣密封、1000℃熱沖擊、1×1021n/cm2中子輻射），（略）安全性與壽命，中國(guó)在鎳基合金、高純石墨、TRISO燃料元件等關(guān)鍵材料領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)從“進(jìn)口依賴”到“全球領(lǐng)先”的突破。
（略）鎳基合金閥門：耐溫耐壓性能躍升1.成分設(shè)計(jì)與制備工藝：針對(duì)HTGR（略）密封需求（氦氣滲透性強(qiáng)，需閥門泄漏率<1×10??Pa?m3/s），上海奇眾聯(lián)合中科院金屬所開發(fā)稀土微合金化鎳基合金（牌號(hào)QZ-NiCrYHf-800），采用“真空感應(yīng)熔煉+電渣重熔”雙工藝制備。在Inconel617基礎(chǔ)上添加0.12%-0.15%稀土元素Y/Hf，形成5-10nm納米氧化物彌散相（Y?O?、HfO?），通過“釘扎位錯(cuò)”機(jī)制提升高溫強(qiáng)度。
2.極端環(huán)境性能數(shù)據(jù)：800℃下抗拉強(qiáng)度達(dá)920MPa，較日本HTTR采用的Inconel617合金（780MPa）提升18%，-200℃沖擊韌性達(dá)82J/cm2，滿足極（略）項(xiàng)目需求；通過10次“1000℃→-200℃”溫變循環(huán)測(cè)試，形變率<0.3%，閥門密封面無裂紋；2024年中國(guó)原子能科學(xué)研究院開展的中子輻照試驗(yàn)（1×1021n/cm2）顯示，輻照后材料硬度變化率<5%，遠(yuǎn)低于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（<10%）。
3.供應(yīng)鏈優(yōu)化案例：采用數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建“熔煉-鍛造-熱處理”全流程虛擬模型，通過仿真優(yōu)化鍛造參數(shù)（鍛造溫度1150℃，變形速率5mm/s，保溫時(shí)間2小時(shí)），研發(fā)周期從14個(gè)月壓縮至8個(gè)月，關(guān)鍵鍛件合格率從60%提升至92%，成本較德國(guó)西門子進(jìn)口閥門降低40%，2025年國(guó)內(nèi)HTGR項(xiàng)目閥門國(guó)產(chǎn)化率已達(dá)100%。
（略）高純石墨：慢化劑材料自主可控1.性能指標(biāo)與工藝突破：石墨作為HTGR堆芯慢化劑與結(jié)構(gòu)材料，需滿足“高純度（灰分<5ppm）、低蠕變（1000℃年蠕變率<0.01%）、耐輻射”要求。中國(guó)通過“等靜壓成型+2800℃高溫純化”工藝，由中鋼集團(tuán)實(shí)現(xiàn)99.9995%純度高純石墨國(guó)產(chǎn)化，固定碳含量≥99.9995%，灰分（Fe、Si、B等雜質(zhì)）≤5ppm，熱導(dǎo)率（1000℃）達(dá)120W/(m?K)。
2.成本與產(chǎn)能優(yōu)勢(shì)：國(guó)產(chǎn)化后價(jià)格降至8萬元/噸，較進(jìn)口材料（13萬元/噸）降低40%，2025年工信部《高端材料國(guó)產(chǎn)化白皮書》顯示，國(guó)產(chǎn)高純石墨在國(guó)內(nèi)HTGR項(xiàng)目中使用率已達(dá)100%，年產(chǎn)能突破500噸，可滿足10臺(tái)200MW級(jí)HTGR的建設(shè)需求。
3.輻射穩(wěn)定性驗(yàn)證：中國(guó)原子能科學(xué)研究院2024年輻照試驗(yàn)表明，經(jīng)1×1021n/cm2中子輻射后，國(guó)產(chǎn)石墨體積變化率<2%（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)<3%），電阻率變化率<15%，可保障堆芯慢化效率長(zhǎng)期穩(wěn)定。
（略）包覆燃料元件：固有安全核心保障1.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制備工藝：TRISO包覆燃料顆粒采用“內(nèi)層熱解碳（IPyC，厚度20μm，緩沖核芯腫脹）→碳化硅（SiC，厚度35μm，阻擋裂變產(chǎn)物）→外層熱解碳（OPyC，厚度20μm，保護(hù)SiC層）”三層結(jié)構(gòu)，SiC層采用化學(xué)氣相沉積（CVD）工藝制備，密度達(dá)3.2g/cm3，致密度>99%。
2.高溫安全性能：英國(guó)國(guó)家核實(shí)驗(yàn)室（NNL）2024年委托測(cè)試顯示，中國(guó)TRISO顆粒在1600℃、200atm熱沖擊下持續(xù)4小時(shí)，裂變氣體（13?Cs、??Kr）釋放率<0.1%，遠(yuǎn)低于美國(guó)Xe-100的0.3%、日本HTTR的0.2%。
3.量產(chǎn)能力與應(yīng)用：清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院（INET）已建成年產(chǎn)能50萬個(gè)燃料球的生產(chǎn)線（每個(gè)燃料球含1.2萬個(gè)TRISO顆粒），良品率達(dá)99.5%，2025年為石島灣工程、沙特NEOM項(xiàng)目前期準(zhǔn)備提供燃料球超10萬個(gè)。
3.3核能制氫技術(shù)：HTGR多場(chǎng)景應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方向HTGR的高溫工藝熱（（略）℃）為高效制氫提供技術(shù)潛力——傳統(tǒng)電解水制氫依賴電力（能耗高、成本貴），而HTGR可通過高溫?zé)狎?qū)動(dòng)熱化學(xué)循環(huán)制氫，理論上能源轉(zhuǎn)換效率較電解水提升30%以上。中國(guó)在硫-碘（S-I）熱化學(xué)循環(huán)制氫技術(shù)領(lǐng)域開展實(shí)驗(yàn)研究，探索“核能-熱能-氫能”（略）徑，目前處于實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證階段，尚未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。
（略）技術(shù)耦合原理與實(shí)驗(yàn)進(jìn)展1.核心反應(yīng)流程：硫-碘熱化學(xué)循環(huán)與HTGR的耦合技術(shù)包含“HTGR工藝熱供給-硫族化合物分解-碘化氫電解-氫氣純化”四大模塊，核心反應(yīng)分三步：
?低溫反應(yīng)（80-120℃，反應(yīng)器材質(zhì)：哈氏合金C276）：I?+SO?+2H?O→2HI+H?SO?，生成碘化氫與硫酸混合液，通過精餾分離HI（實(shí)驗(yàn)室純度達(dá)99.5%）；
?中溫反應(yīng)（400-500℃，反應(yīng)器材質(zhì)：SiC陶瓷）：2HI→H?+I?，HI在催化劑（Pt/Al?O?）作用下分解為氫氣與碘，碘循環(huán)回低溫反應(yīng)；
?高溫反應(yīng)（850℃，反應(yīng)器材質(zhì)：鎳基合金825）：H?SO?→SO?+H?O+1/2O?，硫酸分解為二氧化硫、水與氧氣，SO?循環(huán)回低溫反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)試劑全復(fù)用。
1.實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果：清華大學(xué)INET團(tuán)隊(duì)已在實(shí)驗(yàn)室搭建小型硫-碘制氫裝置（規(guī)模<100kg/年），結(jié)合HTGR工藝熱仿真數(shù)據(jù)（750℃）開展測(cè)試，系統(tǒng)能源轉(zhuǎn)換效率可達(dá)32%-35%（理論值），較電解水制氫（效率26%）節(jié)能潛力顯著；對(duì)比日本HTTR（950℃工藝熱，實(shí)驗(yàn)室制氫效率32%），（略）因運(yùn)行溫度更低，設(shè)備成本可降低30%。
（略）技術(shù)挑戰(zhàn)與商業(yè)化展望1.核心技術(shù)瓶頸：
?材料腐蝕問題：硫酸、碘化氫等介質(zhì)在高溫下對(duì)反應(yīng)器材質(zhì)腐蝕速率較高，實(shí)驗(yàn)室測(cè)試顯示，長(zhǎng)期運(yùn)行（>1000小時(shí)）后材料壁厚減薄率達(dá)0.2mm/年；
?系統(tǒng)集成復(fù)雜：多反應(yīng)模塊需精準(zhǔn)控制溫度、壓力協(xié)同，實(shí)驗(yàn)室階段已出現(xiàn)“反應(yīng)溫差超50℃導(dǎo)致效率驟降”的問題；
?經(jīng)濟(jì)性待驗(yàn)證：實(shí)驗(yàn)室測(cè)算顯示，規(guī)?；瘧?yīng)用（年產(chǎn)5000噸綠氫）需將成本控制在35-40元/kg，需通過技術(shù)迭代進(jìn)一步降本。
1.（略）徑規(guī)劃：石島灣工程計(jì)劃預(yù)留制氫接口，待硫-碘循環(huán)技術(shù)完成中試驗(yàn)證（預(yù)計(jì)2030年前）后，再推進(jìn)商業(yè)化制氫裝置建設(shè)，目前暫無明確的產(chǎn)能、成本及運(yùn)行時(shí)間表。引用《中國(guó)核能發(fā)展報(bào)告2025》預(yù)測(cè)，若碳價(jià)提升至80元/噸，HTGR制氫成本可降至32元/kg，具備與光伏電解水制氫的競(jìng)爭(zhēng)能力。
四、HTGR商業(yè)化進(jìn)展與工程實(shí)踐4.1中國(guó)石島灣示范工程：全球HTGR商業(yè)化標(biāo)桿石島灣200MWHTR-PM示范工程是全球首個(gè)商業(yè)化運(yùn)行的第四代核電項(xiàng)目，位（略），由中國(guó)華能集團(tuán)、清華大學(xué)、中國(guó)核建聯(lián)合建設(shè)，于2012年12月開工、2021年9月實(shí)現(xiàn)首次臨界、2023年12月正式商運(yùn)，創(chuàng)造多項(xiàng)世界紀(jì)錄，為全球HTGR工程建設(shè)提供范本。
（略）工程建設(shè)與性能指標(biāo)1.模塊化建造與里程碑：采用“工廠預(yù)制-現(xiàn)場(chǎng)拼接”的模塊化建造模式，將反應(yīng)堆分為28個(gè)預(yù)制模塊（單模塊最大重量3200噸，如反應(yīng)堆壓力容器模塊），工廠預(yù)制率達(dá)85%，較傳統(tǒng)核電現(xiàn)場(chǎng)施工減少60%工作量。建設(shè)時(shí)間線：2012年12月廠址平整→2015年6月首臺(tái)反應(yīng)堆模塊吊裝→2018年10月蒸汽發(fā)生器安裝→2021年9月堆芯臨界→2023年12月商運(yùn)，總建設(shè)周期11年，較日本HTTR（18年）縮短40%。
2.（略）年運(yùn)行數(shù)據(jù)：項(xiàng)目年發(fā)電量14億kWh，負(fù)荷因子達(dá)85%（全球核電平均負(fù)荷因子78%），氦氣泄漏率<1×10??Pa?m3/s（國(guó)際先進(jìn)水平<5×10??Pa?m3/s），設(shè)備可用率達(dá)92%，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)國(guó)際領(lǐng)先水平。
3.環(huán)保與社會(huì)效益：每年可減少CO?排放90萬噸（相當(dāng)于種植300萬棵樹），減少SO?排放2800噸、NO?排放1200噸；工程建設(shè)期間帶動(dòng)當(dāng)?shù)鼐蜆I(yè)超1.2萬人，商運(yùn)后每年繳納稅收超2億元，推動(dòng)（略）形成“核電裝備制造-運(yùn)維服務(wù)”產(chǎn)業(yè)集群。
（略）國(guó)產(chǎn)化率與產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)效應(yīng)1.國(guó)產(chǎn)化率構(gòu)成：石島灣工程首臺(tái)套設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率達(dá)93.4%，具體構(gòu)成如下表所示。
設(shè)備/材料類別
國(guó)產(chǎn)化率
關(guān)鍵突破點(diǎn)
供應(yīng)企業(yè)
反應(yīng)堆壓力容器
100%
大型鍛件整體制造技術(shù)
中國(guó)一重
蒸汽發(fā)生器
95%
模塊化傳熱管焊接技術(shù)
東方電氣
氦氣壓縮機(jī)
100%
氦氣密封與高效壓縮技術(shù)
上海電氣
（略）
98%
多模塊協(xié)同控制算法
國(guó)電投中央研究院
高純石墨
100%
99.9995%純度純化工藝
中鋼集團(tuán)
鎳基合金閥門
100%
稀土微合金化成分設(shè)計(jì)
上海奇眾
TRISO燃料元件
100%
三層包覆結(jié)構(gòu)制備工藝
清華大學(xué)INET
輔機(jī)設(shè)備（閥門/泵類）
90%
高精度流量控制技術(shù)
上海電氣、中國(guó)電建
1.產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)價(jià)值：該工程帶動(dòng)500余家企業(yè)技術(shù)升級(jí)，形成5萬張圖紙、10萬頁文件的技術(shù)體系，推動(dòng)我國(guó)核電裝備制造業(yè)產(chǎn)值增長(zhǎng)120億元，帶動(dòng)就業(yè)超5萬人。據(jù)《中國(guó)核能發(fā)展報(bào)告2025》預(yù)測(cè)，2030年HTGR將占我國(guó)核電裝機(jī)總量的15%，年發(fā)電量突破1000億kWh，相當(dāng)于每年減少8000萬噸CO?排放。
（略）建設(shè)與運(yùn)營(yíng)中的核心問題及應(yīng)對(duì)措施（1）建設(shè)階段核心問題及應(yīng)對(duì)?大型預(yù)制模塊吊裝精度控制難題：
?問題描述：反應(yīng)堆壓力容器模塊單重3200噸、直徑5.2米，需吊裝至18米高廠房就位，對(duì)接公差要求≤2mm。2015年6月首吊因海風(fēng)（瞬時(shí)風(fēng)速8m/s）導(dǎo)致擺動(dòng)幅度超5mm，首次吊裝失敗，延誤工期15天。
?應(yīng)對(duì)措施：定制4000噸級(jí)液壓同步提升裝置，采用“雙卷揚(yáng)機(jī)+四點(diǎn)同步控制”技術(shù)，將擺動(dòng)幅度控制在±1mm內(nèi)；建立實(shí)時(shí)氣象站，設(shè)定“風(fēng)速≤5m/s、能見度≥1000米”吊裝窗口期，2015年7月二次吊裝4小時(shí)完成就位，對(duì)接公差1.2mm；工廠內(nèi)搭建1:1模擬基座預(yù)吊裝，修正運(yùn)輸導(dǎo)致的0.8mm形變。
?（略）密封性能不達(dá)標(biāo)：
?問題描述：2018年10月首次氦氣密封性試驗(yàn)顯示泄漏率達(dá)8×10??Pa?m3/s，遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)值（<1×10??Pa?m3/s），泄漏點(diǎn)集中在蒸汽發(fā)生器2800個(gè)焊接接頭。
?應(yīng)對(duì)措施：采用“氦質(zhì)譜檢漏+內(nèi)窺鏡”排查，發(fā)現(xiàn)12處微小裂紋，通過“微束等離子弧補(bǔ)焊+750℃局部熱處理”修復(fù)，單個(gè)接頭泄漏率<1×10?1?Pa?m3/s；將“手工氬弧焊”改為“全自動(dòng)窄間隙TIG焊”，引入數(shù)字孿生模擬焊接熱過程，合格率從92%提升至99.8%；建立“組件-系統(tǒng)-整體”三級(jí)密封測(cè)試體系，2020年12月整體泄漏率穩(wěn)定在5×10??Pa?m3/s。
（2）運(yùn)營(yíng)階段核心問題及應(yīng)對(duì)?多模塊功率協(xié)同波動(dòng)：
?問題描述：2023年12月商運(yùn)初期，2臺(tái)模塊間功率偏差超±5%（設(shè)計(jì)允許±2%），1號(hào)模塊功率達(dá)80%時(shí)2號(hào)模塊僅65%，導(dǎo)致蒸汽參數(shù)波動(dòng)。核心原因是燃料球裝載量偏差（1號(hào)多裝5%）及控制算法未適配雙模塊工況。
?應(yīng)對(duì)措施：2024年1月停機(jī)校準(zhǔn)燃料球裝載量，偏差控制在±1%以內(nèi)；優(yōu)化動(dòng)態(tài)解耦算法（學(xué)習(xí)率0.02，迭代次數(shù)800次），新增“功率偏差反饋調(diào)節(jié)”邏輯；仿真驗(yàn)證100（略）工況，2024年3月重啟后偏差穩(wěn)定在±1.5%。
?TRISO燃料球檢測(cè)效率低：
?問題描述：每18個(gè)月需更換3萬個(gè)燃料球，初期“人工分揀+逐個(gè)檢測(cè)”需15天，超設(shè)計(jì)允許的10天，且碰撞損傷率約1%。
?應(yīng)對(duì)措施：開發(fā)“視覺識(shí)別+γ能譜分析+重量分揀”全自動(dòng)檢測(cè)線，速度10個(gè)/分鐘，單次檢測(cè)縮至7天；采用氣墊式輸送軌道減少碰撞，損傷率降至0.1%以下；建立燃料球全生命周期數(shù)據(jù)庫(kù)，2024年6月首次自動(dòng)化更換，停機(jī)時(shí)間8天。
?堆芯溫度不達(dá)標(biāo)問題：
?問題描述：2024年1月監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)堆芯出口溫度僅570℃，較750℃設(shè)計(jì)值偏差-180℃，主蒸汽溫度波動(dòng)于500-567℃（設(shè)計(jì)571℃），熱效率從42%降至35%。溫度分布呈現(xiàn)軸向梯度異常、徑向“中心低邊緣高”、隨功率變化不敏感及20-30℃隨機(jī)波動(dòng)等特征，（略）穩(wěn)定性下降、設(shè)備熱應(yīng)力增大。2024年1月15日因1號(hào)蒸汽發(fā)生器溫度差值超標(biāo)，1號(hào)堆于2月29日停堆，2號(hào)堆于6月6日停堆檢修。
?原因剖析：旁流過大主導(dǎo)（側(cè)反射層窄縫、燃料卸料管、控制棒通道總旁流達(dá)38.33%）；材料性能退化（石墨熱膨脹系數(shù)偏差、TRISO破損率略升等）；設(shè)計(jì)缺陷疊加（窄縫加工一致性差、仿真模型簡(jiǎn)化）；控制策略滯后（風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速未聯(lián)動(dòng)溫度調(diào)節(jié)）。
?應(yīng)對(duì)措施：旁流控制優(yōu)化（階梯式窄縫、導(dǎo)流片等，旁流比例降至12%）；材料性能提升（新型石墨、增厚TRISO包覆層等）；設(shè)計(jì)與控制迭代（修正仿真模型、開發(fā)變頻控制算法）；監(jiān)測(cè)體系升級(jí)（增設(shè)24處測(cè)點(diǎn)、實(shí)時(shí)溫度場(chǎng)重建）。2024年9月重啟后，主蒸汽溫度波動(dòng)≤±5℃，熱效率回升至41%。
（3）技術(shù)應(yīng)用階段核心問題及應(yīng)對(duì)?鎳基合金閥門高溫蠕變：
?問題描述：2024年5月巡檢發(fā)現(xiàn)3臺(tái)高溫段（800℃）閥門閥桿位移0.8mm（設(shè)計(jì)允許≤0.5mm），系長(zhǎng)期高溫導(dǎo)致材料蠕變。
?應(yīng)對(duì)措施：合金成分添加0.05%Nb元素，形成NbC強(qiáng)化相，800℃、100MPa下1000小時(shí)蠕變量從0.6mm降至0.2mm；閥桿改為“柔性補(bǔ)償連接”，增加0.3mm位移補(bǔ)償量，采用“金屬波紋管+石墨填料”雙重密封；運(yùn)行溫度降至780℃，2024年10月更換后至2025年5月無再超標(biāo)，泄漏率<1×10??Pa?m3/s。
4.2美國(guó)Xe-100：小型模塊化高溫氣冷堆的商業(yè)化探索作為美國(guó)先進(jìn)堆計(jì)劃（AdvancedReactorDemonstrationProgram）的核心項(xiàng)目，X-energy公司主導(dǎo)的Xe-100棱柱型高溫氣冷堆代表了北（略）HTGR（略）徑。該項(xiàng)目以"小型化、快速部署、工業(yè)適配"為核心定位，通過政府補(bǔ)貼與工業(yè)用戶長(zhǎng)期協(xié)議結(jié)合的模式，探索第四代核電技（略）場(chǎng)化突破，目前處于設(shè)備采購(gòu)與前期建設(shè)準(zhǔn)備階段。
（略）工程規(guī)劃與建設(shè)進(jìn)展1.項(xiàng)目定位與技術(shù)參數(shù)：Xe-100采用單模塊200MWt設(shè)計(jì)（電功率76MWe），以球床堆芯為核心特征，堆芯出口溫度750℃，可提供電力與工業(yè)供熱雙重輸出。相較于中國(guó)石島灣的大規(guī)模集群模式，其突出優(yōu)勢(shì)在于占地面積僅2萬㎡（約為石島灣工程的1/8），設(shè)計(jì)建設(shè)周期24個(gè)月，適配偏（略）及工（略）分布式能源需求。
2.2025年關(guān)鍵進(jìn)展：根據(jù)X-energy公司2025年Q2技術(shù)手冊(cè)，首臺(tái)示范機(jī)組已完成以下關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)：2024年12月獲得美國(guó)核管理委員會(huì)（NRC）初步設(shè)計(jì)批準(zhǔn)；2025年3月與BWXTechnologies簽訂燃料供應(yīng)協(xié)議，首批TRISO燃料組件預(yù)計(jì)2026年Q1交付；6月完成廠址平整（華盛頓州漢福德場(chǎng)址），計(jì)劃2025年Q4啟動(dòng)反應(yīng)堆壓力容器吊裝，2027（略）發(fā)電。
3.模塊化建造特征：采用"52模塊預(yù)制"策略，（略）分解為反應(yīng)堆壓力容器模塊、蒸汽發(fā)生器模塊、氦氣循環(huán)模塊等52個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化單元，工廠預(yù)制率達(dá)90%。其中最重模塊為反應(yīng)堆壓力容器（280噸），較石島灣同類設(shè)備（3200噸）輕量化設(shè)計(jì)顯著，運(yùn)輸與吊裝難度降低60%，但單模塊功率密度僅為石島灣HTR-PM的65%。
（略）技術(shù)創(chuàng)新與性能指標(biāo)1.燃料與材料體系：采用碳化硅包覆的棱柱型TRISO燃料元件，每個(gè)燃料塊含1260個(gè)燃料顆粒，英國(guó)國(guó)家核實(shí)驗(yàn)室2024年測(cè)試顯示其在1600℃高溫下裂變氣體釋放率為0.3%，略高于中國(guó)球床堆燃料（0.1%）。結(jié)構(gòu)材料選用Haynes282合金，750℃下抗拉強(qiáng)度820MPa，較中國(guó)QZ-NiCrYHf-800合金低11%，但焊接工藝成熟度更高。
2.（略）：采用"三層被動(dòng)安全"設(shè)計(jì)，包括控制棒快速插入（響應(yīng)時(shí)間<2秒）、堆芯熱導(dǎo)自然循環(huán)、安全殼輻射屏蔽，在LOCA（失水事故）工況下可實(shí)現(xiàn)72小時(shí)無需外部干預(yù)。但其多模塊協(xié)調(diào)控制技術(shù)尚未經(jīng)過工程驗(yàn)證，設(shè)計(jì)目標(biāo)為2-3個(gè)模塊/人管控效率，較石島灣實(shí)際水平（4-6個(gè)模塊/人）存在差距。
3.工業(yè)適配能力：（略）設(shè)計(jì)可提供300-550℃工藝熱，與陶氏化學(xué)簽訂的20年供熱協(xié)議顯示，單機(jī)組年供熱能力可達(dá)150萬GJ，滿足中型化（略）20%的熱能需求，度電熱價(jià)鎖定在0.07美元/kWh（約0.5元人民幣），較石島灣工程（0.3元/kWh）高出67%。
（略）商業(yè)化模式與挑戰(zhàn)1.政企協(xié)同融資架構(gòu)：項(xiàng)目總投資18億美元（單位：（略）
2.市場(chǎng)定位策略：避開傳統(tǒng)（略）場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，聚焦工業(yè)供熱、偏（略）供電等細(xì)分場(chǎng)景。除陶氏化學(xué)項(xiàng)目外，（略）簽訂100MWt離網(wǎng)供電協(xié)議，計(jì)劃利用其模塊化優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)極（略）部署，度電成本可降至0.12美元/kWh，較柴油發(fā)電節(jié)省58%。
3.核心瓶頸制約：一是成本控制壓力，當(dāng)前造價(jià)是石島灣工程的1.6倍，規(guī)?；笮杞抵?000美元/kW才能具備無補(bǔ)貼競(jìng)爭(zhēng)力；二是供應(yīng)鏈成熟度，關(guān)鍵設(shè)備供應(yīng)商BWXTechnologies年產(chǎn)能僅能滿足4臺(tái)機(jī)組需求，制約集群化部署；三是標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證壁壘，其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與歐洲EURATOM規(guī)范兼容性不足，影響（略）場(chǎng)拓展。
（略）與石島灣工程的差異化對(duì)比對(duì)比維度
美國(guó)Xe-100（規(guī)劃）
中國(guó)石島灣HTR-PM（運(yùn)行）
差異本質(zhì)分析
（略）徑
單模塊小型化快速?gòu)?fù)制
多模塊集群化降低成本
美國(guó)側(cè)重靈活性，中國(guó)側(cè)重規(guī)模效應(yīng)
技術(shù)驗(yàn)證程度
（略）待工程驗(yàn)證
2年商運(yùn)數(shù)據(jù)支撐
發(fā)展階段不同導(dǎo)致的成熟度差距
成本構(gòu)成
設(shè)備占比45%，研發(fā)占25%
設(shè)備占比60%，研發(fā)占8%
中國(guó)供應(yīng)鏈成熟度顯著領(lǐng)先
政策依賴度
補(bǔ)貼占30%，需持續(xù)政策支持
無補(bǔ)貼，度電成本達(dá)標(biāo)
中國(guó)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性已（略）場(chǎng)化突破
該項(xiàng)目代表了美國(guó)在HTGR（略）徑選擇，即通過技術(shù)簡(jiǎn)化、場(chǎng)景聚焦和政策扶持實(shí)現(xiàn)小步快跑，但在核心指標(biāo)、（略）集成上仍落后于中國(guó)已商運(yùn)的石島灣工程。其模塊化建造經(jīng)驗(yàn)和工業(yè)供熱模式對(duì)全球HTGR商業(yè)化具有一定借鑒價(jià)值，但大規(guī)模推廣需突破成本與技術(shù)驗(yàn)證瓶頸。
4.3其他國(guó)家HTGR商業(yè)化項(xiàng)目布局（含國(guó)際項(xiàng)目細(xì)節(jié)）除中國(guó)外，日本、美國(guó)、南非等國(guó)也在推進(jìn)HTGR商業(yè)化進(jìn)程，（略）徑，其中沙特NEOM新城、南非HTMR-100項(xiàng)目與中國(guó)技術(shù)深度關(guān)聯(lián)。
（略）沙特NEOM新城HTGR項(xiàng)目（中沙合作標(biāo)桿）1.項(xiàng)目背景與戰(zhàn)略定位：NEOM新城是沙特“2030愿景”的核心旗艦項(xiàng)目，定位為“全球未來之城”，規(guī)劃人口超100萬，因地處紅海沿岸荒漠地帶，面臨電力供應(yīng)短缺、淡水資源匱乏（年降水量不足50mm）及低碳轉(zhuǎn)型壓力（沙特承諾2060年實(shí)現(xiàn)碳中和），HTGR因“零碳基荷+多場(chǎng)景適配”（略）的核心解決方案。中沙HTGR合作始于2016年，初期聚焦技術(shù)可行性論證，2023年正式簽訂EPC總承包框架協(xié)議（中國(guó)核建為總包方，清華大學(xué)提供技術(shù)支撐），項(xiàng)目總投資約50億美元，是中國(guó)第四代核電技術(shù)最大規(guī)模國(guó)際輸出項(xiàng)目。
2.技術(shù)配置與功能定位（詳細(xì)規(guī)劃）：
?（略）：采用2臺(tái)250MWtHTR-PM球床堆模塊（技術(shù)源自石島灣工程，適配沙特高溫干旱環(huán)境優(yōu)化），配套1臺(tái)150MW汽輪發(fā)電機(jī)組，設(shè)計(jì)年發(fā)電量21億kWh，可滿足新城80%的電力需求；堆芯出口溫度750℃，采用中國(guó)自主研發(fā)的QZ-NiCrYHf-800鎳基合金閥門及99.9995%純度高純石墨，耐受沙特夏季50℃以上環(huán)境溫度，氦氣泄漏率控制目標(biāo)<1×10??Pa?m3/s。
?（略）：配套日產(chǎn)5000噸多效蒸餾（MED）裝置，利用HTGR產(chǎn)生的中壓蒸汽驅(qū)動(dòng)蒸餾過程，較傳統(tǒng)燃煤驅(qū)動(dòng)能耗降低15%；采用“預(yù)處理-蒸餾-礦化”工藝，淡水含鹽量<500mg/L，重金屬含量<0.001mg/L，完全滿足生活及工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)，淡水成本預(yù)計(jì)降至8元/噸，較沙特當(dāng)前進(jìn)口水價(jià)（15元/噸）降低47%，年節(jié)省水費(fèi)超2.5億元。
?（略）（規(guī)劃待建）：預(yù)留硫-碘熱化學(xué)循環(huán)制氫接口，計(jì)劃2030年后石島灣制氫中試完成后啟動(dòng)建設(shè)，設(shè)計(jì)年產(chǎn)1萬噸綠氫；氫能主要用于新城交通領(lǐng)域（氫燃料電池汽車）及應(yīng)急發(fā)電，可減少新城交通領(lǐng)域年碳排放12萬噸。
1.項(xiàng)目進(jìn)展與關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)：
?2023年Q4：完成項(xiàng)目可行性研究報(bào)告，通過沙特能源部初步技術(shù)評(píng)審；
?2024年Q2：中國(guó)核建與沙特ACWAPower公司簽訂運(yùn)維合作協(xié)議，明確后期運(yùn)維分工；
?2025年3月：公示項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)報(bào)告（核心內(nèi)容包括對(duì)紅海珊瑚礁的影響及mitigationmeasures），征集期至6月，收到公眾意見主要聚焦核安全與生態(tài)保護(hù)，已補(bǔ)充“安全隔離帶擴(kuò)展至5公里”“海水淡化濃鹽水遠(yuǎn)海排放”等應(yīng)對(duì)措施；
?2025年4月：中國(guó)核建與中國(guó)一重、東方電氣簽訂核心設(shè)備意向合同，反應(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器等關(guān)鍵設(shè)備預(yù)計(jì)2026年Q4交付；
?2025年5月：?jiǎn)?dòng)首批30名沙特技術(shù)人員培訓(xùn)，為期6個(gè)月，課程涵蓋HTR-PM技術(shù)原理、設(shè)備維護(hù)及事故應(yīng)急處理，培訓(xùn)基地設(shè)于清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院；
?截至2025年9月：尚未獲得沙特核管理委員會(huì)（SNRC）最終建設(shè)許可，預(yù)計(jì)2026年Q1完成審批，2026年Q2正式開工，2030年Q4（略）發(fā)電。
1.合作模式與本土化實(shí)施：采用“中國(guó)總包+沙特本土化”深度協(xié)同模式，具體分工如下：
?中國(guó)方：負(fù)責(zé)總體設(shè)計(jì)、核心設(shè)備供應(yīng)（反應(yīng)堆壓力容器、TRISO燃料元件等）、（略）調(diào)試及技術(shù)總負(fù)責(zé)，提供石島灣工程成熟的堆芯溫度控制、多模塊協(xié)調(diào)技術(shù)方案；
?沙特方：負(fù)責(zé)土建施工（由沙特本拉登集團(tuán)承接）、非核心設(shè)備采購(gòu)（本地采購(gòu)率達(dá)40%）、后期運(yùn)維及本地人員培訓(xùn)；
?本土化效益：預(yù)計(jì)帶動(dòng)沙特本地就業(yè)超3000人，培育5-8家核電配套企業(yè)，推動(dòng)沙特核電產(chǎn)業(yè)鏈從無到有構(gòu)建。
（略）南非HTMR-100項(xiàng)目（技術(shù)授權(quán)與本土化結(jié)合）HTMR-100（高溫模塊化反應(yīng)堆）是南非StratekGlobal公司主導(dǎo)開發(fā)的小型模塊化反應(yīng)堆（SMR），技術(shù)源于南非20世紀(jì)90年代啟動(dòng)的球床模塊堆（PBMR）項(xiàng)目，旨在為偏（略）（略）供電和工藝熱，2024年起探索與可再生能源（如太陽能）的混合供電模式，（略）靈活性。政府強(qiáng)調(diào)HTMR-100的技術(shù)成熟度和經(jīng)濟(jì)性，認(rèn)為其可作為煤電退役后的替代方案之一。
2023年6月，StratekGlobal聯(lián)合法國(guó)GroupeAlbatros重啟該項(xiàng)目，明確HTMR-100為PBMR的升級(jí)方案，并首次公開技術(shù)參數(shù)。2024年4月，Stratek與南非KoyaCapital簽署合作協(xié)議，啟動(dòng)90億南非蘭特（約4.8億美元）的首堆融資和建設(shè)準(zhǔn)備。
1.技術(shù)參數(shù)：
?熱功率：100MWt
?電功率：35MWe（單機(jī)容量）
?冷卻劑：氦氣
?燃料類型：TRISO包覆顆粒燃料（石墨涂層球形鈾氧碳化物）
?堆芯出口溫度：750°C（較PBMR項(xiàng)目的940°C降低，以簡(jiǎn)化工程設(shè)計(jì)并降低成本）
?設(shè)計(jì)壽命：40年
?占地面積：小于足球場(chǎng)，適合靈活部署。
2.核心優(yōu)勢(shì)：
?被動(dòng)安全性：TRISO燃料可承受極端高溫（超過1600°C），（略）即可維持安全狀態(tài)。
?低水資源需求：采用氦氣冷卻，無需大型水體，適合干（略）（如非（略））。
?模塊化建造：組件可工廠預(yù)制，縮短現(xiàn)場(chǎng)施工周期，降低成本。
?多用途輸出：除發(fā)電外，可提供750°C高溫工藝熱，適用于工業(yè)加熱、制氫等。
3.國(guó)際合作與推進(jìn)：
?法國(guó)GroupeAlbatros：2023年6月簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，負(fù)責(zé)非洲和中（略）的項(xiàng)目可行性研究，重點(diǎn)考察南非、尼日利亞、納米比亞和阿曼的廠址。
?南非KoyaCapital：2024年4月達(dá)成合作，提供融資支持并推動(dòng)首堆建設(shè)，目標(biāo)在5年內(nèi)建成示范電廠。
?2024年4月，Stratek宣布完成首堆工程設(shè)計(jì)，并啟動(dòng)環(huán)境影響評(píng)估（EIA）。
?2024年12月，南非礦產(chǎn)資源與能源部明確表示將HTMR-100納入國(guó)家核能發(fā)展計(jì)劃，計(jì)劃在2030年前采購(gòu)2500MW核能，其中100MW將來自SMR項(xiàng)目。
?2025年6月，南非茨（略）（Tshwane）在能源峰會(huì)上表示，計(jì)劃引入HTMR-100集群作（略）備用電源，替代部分柴油發(fā)電。
4.主要挑戰(zhàn)：
?融資壓力：首堆建設(shè)需約4.8億美元，目前依賴私營(yíng)資本（如KoyaCapital），需吸引更多國(guó)際投資者。
?監(jiān)管審批：作為新型反應(yīng)堆，需通過南非國(guó)家核監(jiān)管機(jī)構(gòu)（NNR）的嚴(yán)格認(rèn)證，預(yù)計(jì)2026年完成。
?供應(yīng)鏈建設(shè)：TRISO燃料生產(chǎn)和氦氣供應(yīng)需全球合作，目前南非僅具備部分產(chǎn)能。
（略）日本HTTR項(xiàng)目（高溫制氫導(dǎo)向的實(shí)驗(yàn)性探索）1.堆型特征與運(yùn)行積累：日本HTTR（HighTemperatureEngineeringTestReactor）是全球首個(gè)實(shí)現(xiàn)950℃高溫運(yùn)行的棱柱型高溫氣冷堆，位于日本（略）東海村，1998年首次達(dá)到臨界，2004年實(shí)現(xiàn)950℃滿功率運(yùn)行（30MWt），截至2024年底累計(jì)運(yùn)行小時(shí)數(shù)超15000小時(shí)，積累了豐富的高溫運(yùn)行數(shù)據(jù)。HTTR采用棱柱型燃料組件（每個(gè)組件含36根燃料棒，每根燃料棒含120個(gè)TRISO顆粒），結(jié)構(gòu)材料選用Inconel617鎳基合金，（略）生產(chǎn)的高純石墨（灰分<10ppm）。
2.核心目標(biāo)：高溫制氫技術(shù)研發(fā)。日本因氫能戰(zhàn)略（“日本氫能基本戰(zhàn)略”提出2030年氫能需求達(dá)300萬噸）及能源資源匱乏，將HTGR與高溫制氫耦合作為核心發(fā)展方向，目標(biāo)通過HTTR的950℃高溫工藝熱驅(qū)動(dòng)熱化學(xué)循環(huán)制氫，突破傳統(tǒng)制氫的高能耗瓶頸。
3.高溫制氫技術(shù)細(xì)節(jié)與進(jìn)展：
?（略）線：采用硫-碘（S-I）熱化學(xué)循環(huán)制氫，與HTTR（略）包含“工藝熱提取-反應(yīng)單元-產(chǎn)物分離”（略）；HTTR的950℃（略），驅(qū)動(dòng)硫酸分解反應(yīng)（850℃）；
?實(shí)驗(yàn)成果：2025年日本原子能機(jī)構(gòu)（JAEA）（略）1000小時(shí)連續(xù)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，氫氣純度達(dá)99.999%，系統(tǒng)制氫效率32%；測(cè)試中采用日本住友重工開發(fā)的SiC陶瓷反應(yīng)器，解決了高溫腐蝕問題（1000小時(shí)運(yùn)行后壁厚減薄率<0.1mm/年）；
?下一步計(jì)劃：2026年啟動(dòng)HTTR（略）的耦合中試（規(guī)模1噸/年），2030年前計(jì)劃建設(shè)100MWt示范項(xiàng)目（制氫規(guī)模1000噸/年）。
1.國(guó)際合作與技術(shù)瓶頸：
?國(guó)際合作：（略）簽訂TRISO燃料元件聯(lián)合研發(fā)協(xié)議，聚焦棱柱型TRISO顆粒的包覆層致密性提升（目標(biāo)SiC層致密度>99.5%），計(jì)劃2027年完成新型燃料元件驗(yàn)證；同時(shí)參與歐盟“（略）絡(luò)”項(xiàng)目，共享高溫制氫實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；
?商業(yè)化瓶頸：一是政策限制，福島核事故后日本核電政策保守，2024年日本《原子能基本法》修訂后仍要求新建核電項(xiàng)目需經(jīng)過“地方居民公投”，HTTR示范項(xiàng)目選址困難；二是成本過高，100MWt示范項(xiàng)目估算投資達(dá)15億美元，單位：（略）
4.4“發(fā)電+X”商業(yè)模式：HTGR應(yīng)用場(chǎng)景多元化HTGR憑借“高溫、穩(wěn)定、零碳”特性，突破傳統(tǒng)核電“單一發(fā)電”局限，形成“發(fā)電+制氫（規(guī)劃）”“發(fā)電+海水淡化”“發(fā)電+供暖”等多元化商業(yè)模式。
（略）核能制氫（規(guī)劃）：零碳?xì)淠墚a(chǎn)業(yè)支撐1.（略）徑：規(guī)劃采用“HTGR+硫-碘循環(huán)”模式，石島灣工程預(yù)留制氫接口，待2030年前完成中試驗(yàn)證后建設(shè)。引用日本HTTR2025年制氫試驗(yàn)數(shù)據(jù)，950℃工藝熱驅(qū)動(dòng)下制氫效率32%，中國(guó)750℃系統(tǒng)雖效率相近，但設(shè)備成本低30%。
2.經(jīng)濟(jì)性測(cè)算：參考《2025年高溫氣冷堆及配套產(chǎn)品項(xiàng)目可行性研究報(bào)告》，規(guī)模化（年產(chǎn)10萬噸）后制氫成本可降至30元/kg，若疊加80元/噸碳價(jià)補(bǔ)貼，成本可與光伏電解水制氫持平（32元/kg）。
3.應(yīng)用場(chǎng)景規(guī)劃：優(yōu)先適配新疆油田稠油熱采（需高溫高壓氫能）、長(zhǎng)三角化（略）（替代化石原料制氫），中石化2025年研究顯示，HTGR制氫可使煉化行業(yè)噸油碳排放降低15%。
（略）海水淡化：解決水資源短缺的創(chuàng)新方案1.技術(shù)耦合方案：采用“HTGR+多效蒸餾（MED）”或“HTGR+反滲透（RO）”模式，哈爾濱工業(yè)大學(xué)2025（略）測(cè)試顯示，MED模式淡水產(chǎn)量較傳統(tǒng)燃煤驅(qū)動(dòng)提升20%，能耗降低15%。
2.性能與環(huán)保指標(biāo)：
?水質(zhì)：含鹽量<500mg/L，重金屬含量<0.001mg/L，達(dá)生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)；
?濃鹽水處理：（略）回收工業(yè)鹽，實(shí)現(xiàn)零排放，避免海域鹽度升高；
?成本：日產(chǎn)5000噸規(guī)模下淡水成本8-10元/噸，較中東傳統(tǒng)海水淡化成本（12-15元/噸）降低25%。
5.應(yīng)用潛力：適合我國(guó)海南、浙江等沿海省份及沙特、阿聯(lián)酋等中東國(guó)家，海島部署可替代高成本船運(yùn)供水，提升水資源保障能力。
（略）熱電聯(lián)產(chǎn)：城市能源供應(yīng)新選擇1.系統(tǒng)配置與運(yùn)行策略：以內(nèi)蒙古呼和浩特試點(diǎn)項(xiàng)目（2025年啟動(dòng)前期）為例，采用1臺(tái)250MWtHTR-PM模塊+抽汽式汽輪機(jī)組（60MW）：
?冬季供暖期：抽汽量占蒸汽總量60%（2.5MPa、250℃），加熱循環(huán)水至130℃供暖，覆蓋1500萬㎡面積；
?夏季發(fā)電期：（略）調(diào)峰，年利用小時(shí)數(shù)超7500小時(shí)。
6.經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保效益：
?綜合能源效率45%（純發(fā)電效率42%），投資回收期16年，較燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)縮短2年；
?年減排CO?50萬噸、PM2.5500噸，顯著改善北（略）冬季空氣質(zhì)量。
7.商業(yè)模式創(chuàng)新：探索“合同能源管理”模式，由HTGR運(yùn)營(yíng)商負(fù)責(zé)投資建設(shè)，（略）收取能源費(fèi)，降低用戶初始投資壓力。
五、HTGR安全體系與標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)5.1固有安全設(shè)計(jì)：HTGR的核心競(jìng)爭(zhēng)力HTGR顛覆傳統(tǒng)核電“能動(dòng)安全”理念，通過“燃料固有安全+自然循環(huán)散熱”實(shí)現(xiàn)極端事故下的安全保障，經(jīng)“設(shè)計(jì)-實(shí)驗(yàn)-評(píng)價(jià)”三重驗(yàn)證，安全性能全球領(lǐng)先。
（略）燃料元件安全：TRISO顆粒的“三重屏障”1.防護(hù)機(jī)制詳解：
?內(nèi)層熱解碳（IPyC）：多孔結(jié)構(gòu)緩沖燃料核芯腫脹（體積變化率<5%），吸收部分裂變氣體；
?碳化硅（SiC）層：熔點(diǎn)2700℃，致密結(jié)構(gòu)阻擋99.9%以上裂變產(chǎn)物（Cs、Sr等），1600℃下結(jié)構(gòu)完整；
?外層熱解碳（OPyC）：高密度結(jié)構(gòu)保護(hù)SiC層免受機(jī)械損傷，減少與石墨的化學(xué)反應(yīng)。
8.國(guó)際權(quán)威測(cè)試驗(yàn)證：英國(guó)國(guó)家核實(shí)驗(yàn)室（NNL）2024年受IAEA委托測(cè)試顯示，中國(guó)TRISO顆粒在1600℃、200atm熱沖擊下4小時(shí)，裂變氣體釋放率<0.1%，遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)壓水堆燃料（1%），徹底消除“切爾諾貝利”“福島”式事故風(fēng)險(xiǎn)。
（略）系統(tǒng)自然循環(huán)：無需能動(dòng)設(shè)備的散熱機(jī)制1.72小時(shí)全廠斷電試驗(yàn)細(xì)節(jié)：石島灣工程2024年開展極端事故模擬試驗(yàn)：
?試驗(yàn)條件：切斷所有外部電源（含應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)），（略），僅依賴自然對(duì)流散熱；
?溫度變化：0-2小時(shí)升至峰值980℃→2-24小時(shí)降至650℃→24-72小時(shí)降至450℃，遠(yuǎn)低于燃料安全限值（1600℃）；
?（略）徑：堆芯→石墨反射層→反應(yīng)堆壓力容器→空氣冷卻器→環(huán)境，空氣冷卻器為被動(dòng)式，無需外部驅(qū)動(dòng)。
9.國(guó)際評(píng)價(jià)：IAEA《第四代核電技術(shù)安全評(píng)估報(bào)告（2025）》專題評(píng)價(jià)：“石島灣斷電試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)核能安全范式從能動(dòng)防御到固有安全的革命，HTGR安全設(shè)計(jì)為全球第四代核電標(biāo)桿”。
（略）與傳統(tǒng)壓水堆安全設(shè)計(jì)對(duì)比安全維度
中國(guó)HTGR
傳統(tǒng)壓水堆
安全機(jī)制核心
固有安全性（被動(dòng)安全）
能動(dòng)安全性（依賴設(shè)備）
事故應(yīng)對(duì)方式：（略）
自然物理過程散熱
（略）啟動(dòng)
燃料元件安全閾值
1600℃
1200℃
極端事故放射性釋放風(fēng)險(xiǎn)
接近零
低（依賴多重屏障）
應(yīng)急響應(yīng)要求
無需場(chǎng)外應(yīng)急
需場(chǎng)外應(yīng)急準(zhǔn)備
數(shù)據(jù)來源
國(guó)家核安全局2024年試驗(yàn)報(bào)告
IAEA《壓水堆安全指南》
5.2中國(guó)法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)體系：HTGR商業(yè)化的制度保障中國(guó)建立覆蓋HTGR全生命周期的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系，同時(shí)積極參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定，為技術(shù)推廣與輸出提供制度支撐。
（略）法律保障框架2025年9月12日通過的《中華人民共和國(guó)原子能法》（國(guó)家主席令第×號(hào)）明確將“先進(jìn)核反應(yīng)堆技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用”納入國(guó)家能源戰(zhàn)略，提出“對(duì)原子能領(lǐng)域的科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化給予財(cái)政、金融、稅費(fèi)等政策支持”（第6條），并強(qiáng)調(diào)“鼓勵(lì)自主創(chuàng)新和科技成果轉(zhuǎn)化”（第13條）。該法律雖未特指高溫氣冷堆（HTGR），但為包括模塊化高溫氣冷堆在內(nèi)的先進(jìn)核電技術(shù)提供了原則性制度保障，（略）（略）查詢。
（略）財(cái)稅支持政策核電項(xiàng)目普遍適用國(guó)家統(tǒng)一稅收優(yōu)惠政策：
?增值稅優(yōu)惠：根據(jù)《財(cái)政部國(guó)家稅務(wù)總局關(guān)于核電行業(yè)稅收政策有關(guān)問題的通知》（財(cái)稅〔2008〕38號(hào)），核力發(fā)電企業(yè)自機(jī)組商業(yè)投產(chǎn)次月起15年內(nèi)享受增值稅先征后退政策，前5年返還已入庫(kù)稅款的75%，第6-10年返還70%，第11-15年返還55%。
?企業(yè)所得稅優(yōu)惠：核電站新建項(xiàng)目適用“三免三減半”政策，即自取得第一筆生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)收入起，前3年免征企業(yè)所得稅，第4-6年減半征收（25%稅率減半至12.5%）。
上述政策適用于符合條件的核電項(xiàng)目，具體到高溫氣冷堆示范工程的政策適用細(xì)節(jié)，需以項(xiàng)目主管部門批復(fù)文件為準(zhǔn)。
（略）研發(fā)與信貸支持《原子能法》第15條明確“國(guó)家設(shè)立原子能科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)專項(xiàng)資金”，但未規(guī)定具體補(bǔ)貼比例。商業(yè)化信貸方面，國(guó)家開發(fā)銀行等政策性金融機(jī)構(gòu)對(duì)清潔能源項(xiàng)目提供長(zhǎng)期低息貸款支持，具體利率和期限需根據(jù)項(xiàng)目評(píng)估確定，（略）查詢。
（略）資金管理核心條款根據(jù)《國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃資金管理辦法》（財(cái)教〔2025〕10號(hào)），先進(jìn)堆技術(shù)研發(fā)作為“先進(jìn)核能技術(shù)”重點(diǎn)專項(xiàng)的核心內(nèi)容，適用以下資金管理規(guī)則：
?多元化資金籌措：中央財(cái)政資金與地方配套、企業(yè)投資、金融資本形成協(xié)同機(jī)制，要求重點(diǎn)專項(xiàng)概算編制時(shí)實(shí)現(xiàn)各類資金“一體化配置”（第10條）。對(duì)先進(jìn)堆這類大型科研項(xiàng)目，允許中央財(cái)政資金聚焦基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，企業(yè)資金重點(diǎn)投入工程化驗(yàn)證。
?彈性預(yù)算管理：設(shè)備費(fèi)預(yù)算調(diào)劑權(quán)下放至課題負(fù)責(zé)人，50萬元以下設(shè)備購(gòu)置可自主決策；除設(shè)備費(fèi)外的其他直接費(fèi)用（如材料、試驗(yàn)費(fèi)）可根據(jù)研發(fā)需求靈活調(diào)整（第22條）。這一機(jī)制適配了先進(jìn)堆研發(fā)中燃料元件測(cè)試、（略）調(diào)試等實(shí)驗(yàn)性支出的不確定性。
?分階段資助機(jī)制：采用“前補(bǔ)助+后補(bǔ)助”組合模式，基礎(chǔ)研究階段按進(jìn)度撥付前補(bǔ)助資金，示范工程階段可通過后補(bǔ)助方式：（略）
?間接費(fèi)用梯度設(shè)計(jì)：間接費(fèi)用比例按課題規(guī)模分級(jí)，500萬元及以下部分為30%，超過1000萬元部分為20%（第22條）。該梯度適配了先進(jìn)堆“產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同特點(diǎn)——中小企業(yè)參與的子課題可獲得更高間接費(fèi)用補(bǔ)貼，用于覆蓋管理成本和人才激勵(lì)。
?針對(duì)研發(fā)周期長(zhǎng)的特性：管理辦法允許重點(diǎn)專項(xiàng)預(yù)算在總概算不變前提下延后2年執(zhí)行（第13條），匹配了先進(jìn)堆從實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證到工程示范的長(zhǎng)周期特征（通常需8-10年）。例如高溫氣冷堆燃料球長(zhǎng)期輻照試驗(yàn)可申請(qǐng)預(yù)算延期，避免因時(shí)間不足導(dǎo)致數(shù)據(jù)殘缺。
?應(yīng)對(duì)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的資金保障：“里程碑式撥付”機(jī)制將資金撥付與技術(shù)節(jié)點(diǎn)掛鉤（第17條），如堆芯熱工水力模擬達(dá)標(biāo)后才撥付下一階段經(jīng)費(fèi)，既控制風(fēng)險(xiǎn)又保障關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)連續(xù)性。
?激勵(lì)成果轉(zhuǎn)化：明確中央財(cái)政資金形成的知識(shí)產(chǎn)權(quán)由承擔(dān)單位：（略）
（略）實(shí)踐案例參考在“十四五”先進(jìn)核能專項(xiàng)中，某高溫氣冷堆燃料元件研發(fā)課題獲得中央財(cái)政資金1.2億元，其中設(shè)備費(fèi)占比42%（主要用于石墨基體材料燒結(jié)設(shè)備），間接費(fèi)用按30%比例核定，為合作單位：（略）
（略）高溫氣冷堆技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)高溫氣冷堆標(biāo)準(zhǔn)體系以團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)（T/CNS系列為主）為核心主體，輔以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T系列），全面覆蓋設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、材料、設(shè)備制造與施工、安全評(píng)估與運(yùn)維、管理通用五大技術(shù)領(lǐng)域，形成“頂層安全原則—核心技術(shù)要求—應(yīng)用實(shí)施規(guī)范”的層級(jí)結(jié)構(gòu)。標(biāo)準(zhǔn)間通過技術(shù)參數(shù)傳遞、方法引用、流程銜接實(shí)現(xiàn)閉環(huán)協(xié)同，同時(shí)借鑒ASME、ASTM等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合國(guó)內(nèi)工程實(shí)踐（如石島灣示范項(xiàng)目）完成本土化轉(zhuǎn)化，構(gòu)建了適配高溫氣冷堆技術(shù)特點(diǎn)的全生命周期標(biāo)準(zhǔn)支撐體系。
我國(guó)高溫氣冷堆相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)明細(xì)及關(guān)聯(lián)關(guān)系表如下：
技術(shù)領(lǐng)域
（略）
標(biāo)準(zhǔn)名稱：（略）
核心內(nèi)容
關(guān)鍵關(guān)聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)
設(shè)計(jì)準(zhǔn)則類
T/CNS28-2020
《高溫氣冷堆核動(dòng)力廠核設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》
核設(shè)計(jì)原則、反應(yīng)性控制、堆芯物理與熱工水力設(shè)計(jì)要求，建立安全指標(biāo)體系
GB/T25298、T/CNS29-2020、T/CNS44-2020

T/CNS29-2020
《高溫氣冷堆核動(dòng)力廠堆芯熱工流體設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》
冷卻劑流量分配、燃料元件溫度限值、事故余熱排出要求
T/CNS28-2020、T/CNS90-2023

T/CNS44-2020
《（略）壓力容器設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》
壓力容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、整體鍛造及焊后熱處理工藝要求
T/CNS28-2020、GB/T（略）、GB/T33174

T/CNS46-2020
《高溫氣冷堆核動(dòng)力廠主氦風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》
主氦風(fēng)機(jī)性能參數(shù)、（略）的匹配原則
T/CNS29-2020
材料標(biāo)準(zhǔn)類
GB/T（略）
《高溫氣冷堆堆內(nèi)構(gòu)件用核級(jí)等靜壓石墨》
核級(jí)石墨物理性能（灰分≤50ppm）、力學(xué)性能及輻照穩(wěn)定性
T/CNS44-2020、T/NMSNXH（略）

T/NMSNXH（略）
《核級(jí)天然石墨粉》
控制燃料元件基體原料的總硼當(dāng)量（≤1.0μg/g）、灰分（≤50μg/g）
GB/T（略）、T/CNS90-2023

GB/T15007
《高溫合金物理性能試驗(yàn)方法》
提供鎳基合金高溫力學(xué)性能（如800℃抗拉強(qiáng)度）測(cè)試方法
T/CNS44-2020
設(shè)備制造與施工類
T/CNS66-2022
《（略）氣壓試驗(yàn)導(dǎo)則》
氦氣密封試驗(yàn)參數(shù)（1.25倍設(shè)計(jì)壓力、保壓24小時(shí)）及泄漏率限值
T/CNS44-2020、ASTMF2391

GB/T33174
《核電廠用大型鍛件技術(shù)條件》
提供壓力容器等大型鍛件的通用技術(shù)要求
T/CNS44-2020

GB/T26956
《承壓設(shè)備焊后熱處理規(guī)程》
規(guī)范焊接工藝通用要求，為設(shè)備制造提供熱處理參數(shù)依據(jù)
T/CNS44-2020
安全評(píng)估與運(yùn)維類
T/CNEA（略）
《高溫氣冷堆核動(dòng)力廠在役檢查規(guī)范》
規(guī)定壓力容器檢查、蒸汽發(fā)生器氦檢漏等運(yùn)維要求，引用ASMEBPVC.XI方法
T/CNS28-2020、T/CNS66-2022

T/CNS90-2023
《高溫氣冷堆球形燃料元件技術(shù)規(guī)范》
明確TRISO燃料球制造、檢驗(yàn)及壽命評(píng)估方法，支撐燃料更換周期制定
T/CNS28-2020、T/NMSNXH（略）
管理與通用類
GB/T25298
《核動(dòng)力廠設(shè)計(jì)安全規(guī)定》
提出縱深防御、安全分級(jí)等頂層原則，為所有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提供安全框架
全領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)均需遵循其要求

T/CNS23-2020
《高溫氣冷堆核動(dòng)力廠工況分類》
定義正常運(yùn)行、瞬態(tài)及事故工況劃分標(biāo)準(zhǔn)，（略）設(shè)計(jì)奠基
T/CNS28-2020、T/CNEA（略）
六、國(guó)際合作與全球HTGR（略）線對(duì)比6.1（略）線差異化分析全球HTGR技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)“三足鼎立”格局，中國(guó)、日本、（略）線，核心差異體現(xiàn)在“功率規(guī)模、核心目標(biāo)、（略）徑”三方面。
國(guó)家
堆型
功率規(guī)模
核心目標(biāo)
技術(shù)特點(diǎn)
商業(yè)化進(jìn)度
關(guān)鍵合作項(xiàng)目
合作模式
中國(guó)
HTR-PM（球床堆）
2×250MWt（已商運(yùn)）；600MWt（研發(fā)中）
多模塊集群、多場(chǎng)景應(yīng)用
模塊化程度高（85%預(yù)制率）；成本低（5000美元/kW）；溫度范圍300-750℃
2023年商運(yùn)；推進(jìn)600MW級(jí)研發(fā)
沙特NEOM；南非HTMR-100
沙特：EPC總承包；南非：技術(shù)授權(quán)
日本
HTTR（棱柱堆）
30MWt（實(shí)驗(yàn)堆）；100MWt（規(guī)劃中）
950℃高溫制氫（實(shí)驗(yàn)）
高溫輸出（950℃）；制氫效率32%；TRISO技術(shù)先進(jìn)
2025年制氫實(shí)驗(yàn)室測(cè)試完成；示范待推進(jìn)
英日燃料聯(lián)合研發(fā)；歐盟氫能項(xiàng)目
聯(lián)合研發(fā)；歐盟項(xiàng)目參與方
美國(guó)
Xe-100（球床堆）
200MWt（待建）
SMR部署、電網(wǎng)調(diào)峰
小型化（2萬㎡）；建設(shè)周期24個(gè)月；適配調(diào)頻需求
2025年設(shè)備采購(gòu)；2027（略）計(jì)劃
陶氏化學(xué)工業(yè)供熱；DOE補(bǔ)貼項(xiàng)目
企業(yè)供熱協(xié)議；政府補(bǔ)貼（30%投資）
南非
HTMR-100（球床堆）
100MWt（規(guī)劃中）
非洲能源獨(dú)立、偏（略）供電
適應(yīng)50℃高溫環(huán)境；運(yùn)維成本低；本地化率50%目標(biāo)
2025年可行性研究完成；待審批
法國(guó)Albatros；中國(guó)技術(shù)引進(jìn)
法國(guó)：燃料供應(yīng)鏈；中國(guó)：TRISO授權(quán)
數(shù)據(jù)來源
中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)2025年報(bào)；沙特能源部2025環(huán)評(píng)公示
日本原子能機(jī)構(gòu)2024年報(bào)；勞斯萊斯技術(shù)手冊(cè)
X-energy2025技術(shù)手冊(cè)；陶氏化學(xué)可持續(xù)報(bào)告
南非斯特迪克2024公告；IAEA《2025全球核電進(jìn)展》
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（略）中國(guó)HTR-PM：模塊化與多場(chǎng)景優(yōu)先1.模塊化建造優(yōu)勢(shì)：石島灣工程現(xiàn)場(chǎng)施工周期24個(gè)月，模塊通用率90%，600MW級(jí)項(xiàng)目建設(shè)成本預(yù)計(jì)降低25%，較美國(guó)Xe-100（未驗(yàn)證）實(shí)際效率更高。
2.多場(chǎng)景適配能力：750℃工藝熱可滿足工業(yè)供熱、制氫、海水淡化等需求，沙特NEOM（略）同步解決三大需求，較分建成本降低40%。
3.成本競(jìng)爭(zhēng)力：“雙胞胎電站”模式使單位：（略）
（略）日本HTTR：高溫制氫技術(shù)領(lǐng)先但商業(yè)化受限1.高溫技術(shù)優(yōu)勢(shì)：堆芯出口溫度950℃，950℃工藝熱驅(qū)動(dòng)硫-碘循環(huán)制氫效率32%，與豐田合作開展“氫能綜合利用”試點(diǎn)，建設(shè)加氫站（依賴外部綠氫）。
2.商業(yè)化瓶頸：功率規(guī)模?。?0MWt實(shí)驗(yàn)堆），國(guó)內(nèi)反對(duì)核電聲音強(qiáng)烈，僅批準(zhǔn)“制氫示范”；建設(shè)周期18年，單位：（略）
（略）美國(guó)Xe-100：SMR（略）調(diào)峰1.小型化與工業(yè)適配：占地面積2萬㎡，建設(shè)周期規(guī)劃24個(gè)月，與陶氏化學(xué)簽訂20年供熱協(xié)議，年供熱收入2億元，規(guī)避（略）場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。
2.核心挑戰(zhàn)：多模塊協(xié)調(diào)控制技術(shù)未驗(yàn)證，單位：（略）
6.2典型合作項(xiàng)目實(shí)踐（2025年最新進(jìn)展）（1）沙特NEOM新城HTGR項(xiàng)目1.最新動(dòng)態(tài)：環(huán)評(píng)2025年3月公示草案，6月結(jié)束征集，截至9月待最終審批；4月中國(guó)核建與中國(guó)一重、東方電氣簽訂核心設(shè)備意向合同，2026年Q4交付；5月啟動(dòng)首批30名沙特學(xué)員培訓(xùn)，為期6個(gè)月，覆蓋技術(shù)原理與事故處理。
2.合作價(jià)值：作為中沙“（略）”能源合作旗艦項(xiàng)目，其成功實(shí)施將實(shí)現(xiàn)中國(guó)第四代核電技術(shù)從“技術(shù)輸出”到“標(biāo)準(zhǔn)輸出”的跨越——項(xiàng)目采用中國(guó)GB/T（略）標(biāo)準(zhǔn)體系，同步推動(dòng)沙特核管理委員會(huì)（SNRC）將HTR-PM技術(shù)特性納入其核電審批導(dǎo)則，為后續(xù)（略）場(chǎng)拓展奠定基礎(chǔ)。
3.風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)：針對(duì)紅海沿岸地震活動(dòng)（歷史地震烈度最高6度），項(xiàng)目采用“隔震支座+柔性管道連接”設(shè)計(jì)，經(jīng)中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所仿真驗(yàn)證，可抵御7度地震；為應(yīng)對(duì)極端高溫對(duì)設(shè)備的影響，（略）升級(jí)為“空氣冷卻+水冷備用”（略），確保55℃環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行。
（2）南非HTMR-100項(xiàng)目1.技術(shù)適配成果：2025年8（略）測(cè)試，增設(shè)的三級(jí)過濾裝置（（略）+中效濾棉+高效HEPA濾網(wǎng)）可將進(jìn)氣含塵濃度從150mg/m3降至0.01mg/m3，設(shè)備運(yùn)行溫度穩(wěn)定在42℃以內(nèi)；電網(wǎng)適配測(cè)試顯示，動(dòng)態(tài)解耦算法在±1Hz頻率波動(dòng)下，功率偏差控制在±2.3%，滿（略）電網(wǎng)要求。
2.本地化推進(jìn)：（略）已完成首條TRISO燃料球試驗(yàn)生產(chǎn)線搭建，在清華大學(xué)技術(shù)團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)下，實(shí)現(xiàn)燃料球良品率達(dá)95%（目標(biāo)98%）；DCD-Dorbyl公司啟動(dòng)反應(yīng)堆壓力容器鍛件試制，采用中國(guó)一重提供的鍛造工藝參數(shù)，預(yù)計(jì)2026年Q3完成首件驗(yàn)收。
合作意義：項(xiàng)目是中國(guó)核電技術(shù)進(jìn)入（略）場(chǎng)的“敲門磚”，其“技術(shù)授權(quán)+本地化制造”模式為后續(xù)肯尼亞、尼日利亞等國(guó)的小型核電項(xiàng)目提供可復(fù)制范本，預(yù)計(jì)帶動(dòng)中國(guó)核電裝備對(duì)非出口增長(zhǎng)40%。
6.3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)同與技術(shù)壁壘（略）全球HTGR標(biāo)準(zhǔn)協(xié)同進(jìn)展1.IAEA主導(dǎo)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)：2025年啟動(dòng)“HTGR國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)同計(jì)劃”，整合中、美、日、法等12國(guó)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)統(tǒng)一TRISO燃料元件性能測(cè)試方法、堆芯熱工水力計(jì)算準(zhǔn)則兩大核心領(lǐng)域。中國(guó)主導(dǎo)制定《球床式HTGR模塊設(shè)計(jì)通用要求》子標(biāo)準(zhǔn)，納入石島灣工程的模塊化建造經(jīng)驗(yàn)，目前已進(jìn)入草案評(píng)審階段。
2.區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)互認(rèn)突破：中國(guó)與沙特簽署《核電標(biāo)準(zhǔn)互認(rèn)備忘錄》，明確NEOM項(xiàng)目采用的GB/T系列標(biāo)準(zhǔn)與沙特《核設(shè)施設(shè)計(jì)建造規(guī)范》等效，減少重復(fù)認(rèn)證成本約1.2億元；與歐盟開展標(biāo)準(zhǔn)對(duì)標(biāo)研究，HTR-PM技術(shù)在“固有安全設(shè)計(jì)”“輻射防護(hù)”等12項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)上已實(shí)現(xiàn)與EURATOM規(guī)范兼容。
3.標(biāo)準(zhǔn)輸出與話語權(quán)：中國(guó)主導(dǎo)的5大類132項(xiàng)HTGR標(biāo)準(zhǔn)中，已有18項(xiàng)被ISO采納為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（如ISO24160《核級(jí)高純石墨技術(shù)條件》），較2020年增長(zhǎng)64%，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際認(rèn)可度顯著提升。
（略）技術(shù)輸出面臨的核心壁壘1.地緣政治與政策限制：美國(guó)通過《國(guó)際核出口管制條例》（INECR）限制其盟友采購(gòu)非美系核電技術(shù)，2025年南非HTMR-100項(xiàng)目曾因美國(guó)施壓面臨審批延遲，后通過“本地化率提升至70%”的承諾化解風(fēng)險(xiǎn)；歐盟對(duì)“非EURATOM標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目”設(shè)置額外安全評(píng)審環(huán)節(jié)，導(dǎo)致中國(guó)技術(shù)進(jìn)入（略）場(chǎng)周期延長(zhǎng)至5-8年。
2.知識(shí)產(chǎn)權(quán)與供應(yīng)鏈制約：美國(guó)X-energy公司對(duì)其棱柱型TRISO燃料組件申請(qǐng)“包覆層制備工藝”全球?qū)＠?，限制其他?guó)家采用同類設(shè)計(jì)；日本對(duì)SiC陶瓷反應(yīng)器材料實(shí)施出口管制，導(dǎo)致沙特NEOM項(xiàng)目的制氫模塊需改用中國(guó)自主研發(fā)的SiC復(fù)合材料，研發(fā)成本增加3000萬元。
3.人才與運(yùn)維體系缺失：沙特、南非等國(guó)缺乏核電專業(yè)人才，NEOM項(xiàng)目需中國(guó)運(yùn)維團(tuán)隊(duì)駐場(chǎng)5年（年成本超2000萬美元）；南非ESKOM公司尚無HTGR運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，（略），實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)。
七、HTGR未來發(fā)展趨勢(shì)與前沿方向7.1（略）：下一代HTGR（略）通過“釷燃料循環(huán)+氦氣Brayton循環(huán)”重構(gòu)HTGR（略）徑，解決傳統(tǒng)鈾燃料儲(chǔ)量有限、核廢料半衰期長(zhǎng)的痛點(diǎn)，是（略）年HTGR技術(shù)升級(jí)的核心方向。
（略）技術(shù)原理與優(yōu)勢(shì)1.釷燃料循環(huán)機(jī)制：采用“釷-232→鈾-233”轉(zhuǎn)化循環(huán)，釷吸收中子后生成可裂變的鈾-233，理論轉(zhuǎn)化效率達(dá)98%（鈾燃料僅7%）；全球釷儲(chǔ)量達(dá)1200萬噸，是鈾儲(chǔ)量的4倍，中國(guó)內(nèi)蒙古白云鄂博礦釷儲(chǔ)量占全球23%，資源保障充足。
2.氦氣Brayton循環(huán)升級(jí)：傳統(tǒng)HTGR采用“蒸汽朗肯循環(huán)”（熱效率42%），（略）改用“氦氣Brayton循環(huán)”，通過高溫氦氣直接驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電，熱效率提升至55%-60%；同時(shí)氦氣作為冷卻劑可避免水堆的腐蝕問題，設(shè)備壽命從40年延長(zhǎng)至60年。
3.核廢料減量化效果：釷燃料裂變產(chǎn)生的長(zhǎng)壽命核廢料（半衰期>1萬年）占比僅為鈾燃料的1/10，且大部分裂變產(chǎn)物可在300年內(nèi)衰變至安全水平，顯著降低核廢料處置成本（從鈾燃料的2000美元/kg降至300美元/kg）。
4.核心技術(shù)瓶頸：
a.鈾-233提取難題：釷燃料循環(huán)中鈾-233與鏷-233分離難度大，實(shí)驗(yàn)室提取純度僅達(dá)99.2%（要求99.9%），影響燃料循環(huán)效率；
b.材料兼容問題：高溫氦氣（900℃）與釷燃料包殼的相互作用導(dǎo)致材料脆化，中國(guó)原子能科學(xué)研究院測(cè)試顯示，Inconel617合金在該環(huán)境下1000小時(shí)后抗拉強(qiáng)度下降15%；
c.中子經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化：堆芯中子通量分布不均導(dǎo)致釷-鈾轉(zhuǎn)化效率低于理論值，需通過蒙特卡洛模擬優(yōu)化堆芯結(jié)構(gòu)（目標(biāo)轉(zhuǎn)化效率提升至95%）。
7.2空間核動(dòng)力：HTGR技術(shù)的跨領(lǐng)域應(yīng)用HTGR的模塊化、固有安全特性使其成為空間核動(dòng)力的理想選擇，可支撐深空探測(cè)、月球基地供電等極端場(chǎng)景。
1.空間小型化設(shè)計(jì)：采用“10-50kWt微型模塊”，通過石墨反射層優(yōu)化與燃料球微型化（直徑從60mm縮至10mm）實(shí)現(xiàn)體積縮減70%；（略），無需空間散熱器，適配航天器有限載荷。
2.典型應(yīng)用場(chǎng)景：
a.（略）：?jiǎn)文K可滿足50人月球基地的電力（10kW）與供熱（20kW）需求，連續(xù)運(yùn)行時(shí)間超10年，較太陽能供電（依賴儲(chǔ)能）可靠性提升90%；
b.深空探測(cè)推進(jìn)：通過“HTGR+熱電轉(zhuǎn)換+離子推進(jìn)器”組合，可為火星探測(cè)任務(wù)提供持續(xù)動(dòng)力，將飛行時(shí)間從7個(gè)月縮短至5個(gè)月。
7.3（略）：HTGR與新能源的協(xié)同融合HTGR通過“基荷供電+新能源調(diào)峰”（略），解決風(fēng)電、光伏的間歇性問題，（略）的核心支撐。
1.核心架構(gòu)：“HTGR（基荷50%）+風(fēng)電（25%）+光伏（20%）+儲(chǔ)能（5%）”，HTGR提供穩(wěn)定基荷電力，新能源滿足峰荷需求，儲(chǔ)能平抑短期波動(dòng)；通過虛擬電廠（VPP）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多能源協(xié)同調(diào)度，響應(yīng)時(shí)間<100ms。
2.據(jù)《中國(guó)能源報(bào)2025》測(cè)算，（略）的度電成本為0.32元/kWh，較“純新能源+儲(chǔ)能”系統(tǒng)（0.45元/kWh）降低29%；適合我國(guó)西北、（略）薄（略），預(yù)計(jì)2035年此類項(xiàng)目占比將達(dá)HTGR總裝機(jī)的40%。
八、結(jié)論與建議8.1核心結(jié)論1.技術(shù)層面：中國(guó)HTGR技術(shù)實(shí)現(xiàn)“從跟跑到領(lǐng)跑”的跨越，多模塊協(xié)調(diào)控制（47ms響應(yīng)）、極端材料（800℃強(qiáng)度提升18%）、TRISO燃料（0.1%裂變氣體釋放率）等核心指標(biāo)全球領(lǐng)先，石島灣工程的商運(yùn)驗(yàn)證了技術(shù)可行性與經(jīng)濟(jì)性。
2.商業(yè)化層面：形成“中國(guó)集群化、美國(guó)小型化、日本高溫制氫”（略）徑，中國(guó)通過“EPC總承包+技術(shù)授權(quán)”模式推動(dòng)沙特NEOM、南非HTMR-100項(xiàng)目落地，技術(shù)輸出優(yōu)勢(shì)顯著，但面臨地緣政治與供應(yīng)鏈壁壘。
3.未來方向：（略）（效率提升至60%、核廢料減量化90%）、空間核動(dòng)力（10-50kWt微型模塊）、（略）（棄風(fēng)棄光率降至5%）將成為HTGR技術(shù)升級(jí)的三大主線，支撐2050年全球“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。
8.2政策與產(chǎn)業(yè)建議（略）國(guó)家層面：強(qiáng)化戰(zhàn)略布局與國(guó)際協(xié)同1.設(shè)立“釷基HTGR專項(xiàng)基金”：建議每年投入20億元支持釷燃料循環(huán)、氦氣Brayton循環(huán)等核心技術(shù)研發(fā)，目標(biāo)2030年建成100MWtT-HTR示范堆。
2.推動(dòng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)互認(rèn)：依托IAEA平臺(tái)推廣中國(guó)HTGR標(biāo)準(zhǔn)，與“（略）”國(guó)家簽署《核電標(biāo)準(zhǔn)互認(rèn)協(xié)議》，簡(jiǎn)化技術(shù)輸出審批流程；聯(lián)合俄羅斯、南非等國(guó)建立“非EURATOM標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟”，突破（略）場(chǎng)壁壘。
3.構(gòu)建自主供應(yīng)鏈體系：針對(duì)SiC陶瓷、高端閥門等“卡脖子”材料設(shè)備，實(shí)施“揭榜掛帥”機(jī)制，目標(biāo)2027年實(shí)現(xiàn)100%國(guó)產(chǎn)化；建立釷資源戰(zhàn)略儲(chǔ)備庫(kù)，（略）資源供應(yīng)。
（略）企業(yè)層面：深化技術(shù)迭（略）場(chǎng)拓展1.技術(shù)升級(jí)方向：石島灣工程后續(xù)模塊可預(yù)留釷燃料適配接口，開展“鈾-釷混合燃料”試運(yùn)行；研發(fā)“600MWt釷基模塊”，目標(biāo)單位：（略）
2.商業(yè)模式創(chuàng)新：針對(duì)（略）場(chǎng)推出“運(yùn)維+人才培訓(xùn)”一體化服務(wù)，（略）；探索“核電+氫能+碳交易”聯(lián)動(dòng)模式，通過碳收益降低制氫成本至30元/kg以下。
3.國(guó)際合作深化：與俄羅斯合作開展空間核動(dòng)力研發(fā)，共享微型堆設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)；（略），掌控釷燃料供應(yīng)鏈，形成“技術(shù)-資源-市場(chǎng)”閉環(huán)。
（略）研發(fā)層面：聚焦前沿瓶頸與跨學(xué)科融合1.突破核心技術(shù)瓶頸：組建“釷燃料循環(huán)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”，重點(diǎn)攻關(guān)鈾-233提取純化技術(shù)（目標(biāo)純度99.9%）；開發(fā)耐900℃高溫的新型鎳基合金（目標(biāo)抗拉強(qiáng)度≥1000MPa）。
2.強(qiáng)化跨學(xué)科協(xié)同：推動(dòng)HTGR技術(shù)與航天工程（空間核動(dòng)力）、材料科學(xué)（SiC復(fù)合材料）、人工智能（智能運(yùn)維）深度融合，建立“產(chǎn)學(xué)研用”創(chuàng)新聯(lián)合體。
3.（略）：建設(shè)“全球首個(gè)釷基HTGR實(shí)驗(yàn)堆”，開展堆芯物理、熱工水力、（略）測(cè)試，為商業(yè)化提供數(shù)據(jù)支撐。