生產(chǎn)清潔能源的“大家伙”

華龍一號

姓名：華龍一號

身份：中國完全自主知識產(chǎn)權(quán)的第三代核電技術(shù)

本領(lǐng)：采用國際最高安全要求和最新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行核能發(fā)電

成就：標(biāo)志著我國正式進(jìn)入核電技術(shù)先進(jìn)國家行列

我是華龍一號，要為世界帶來無窮無盡的清潔能源。

我有龐大的身軀——我的身體里，藏著6萬多臺（套）設(shè)備、2000多千米的電纜。我有創(chuàng)新的精神——在我身上，有700多件中國自己的專利技術(shù)。

1938年，德國科學(xué)家奧托·哈恩發(fā)現(xiàn)了核能的神秘力量。這種力量，實(shí)在是太大了。錯誤地用它，會給人類帶來災(zāi)難；正確地用它，就能幫助人類進(jìn)步。

1954年，蘇聯(lián)建成世界上第一座核電站。它一出現(xiàn)，就把火力發(fā)電廠比下去了！

核電站可以節(jié)約能源。發(fā)同樣的電，1千克核燃料相當(dāng)于2700噸煤。核電站發(fā)電，不污染空氣，更環(huán)保！接著，美國、英國、法國，建起了一座座核電站。

20世紀(jì)70年代，中國打算建造自己的核電站。

這可不是一件容易的事。核電站是國家工業(yè)實(shí)力的象征，只有掌握了關(guān)鍵技術(shù)，才有可能建起來。它要有一顆強(qiáng)大的心臟——核反應(yīng)堆，因?yàn)樾呐K越強(qiáng)大，發(fā)的電就越多；它要有聰明的大腦，控制著核電站的運(yùn)轉(zhuǎn)，保證不出差錯；它還要有堅不可摧的盔甲，能保護(hù)核電站的安全。

中國解決了一個又一個難題。1991年，中國建成了第一座核電站——秦山核電站。這就像站在了跑道的起點(diǎn)，中國決定，追上其他國家，建造世界上最先進(jìn)的核電站！

終于，中國研究出了更安全、更先進(jìn)的核電技術(shù)——華龍一號。

華龍一號更強(qiáng)大！它讓核電站的心臟更強(qiáng)勁有力，發(fā)電更多更快。

華龍一號更聰明、更安全！它可以像搭積木一樣建核電站，建得又好又快。它還能更早地發(fā)現(xiàn)故障，防止事故的發(fā)生。

華龍一號更堅固！它有兩層盔甲，加起來有3米厚。面對龍卷風(fēng)、海嘯、大地震，它都有應(yīng)對方案。這是我國具有完整自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代核電技術(shù)，世界領(lǐng)先！

2020年11月27日，華龍一號全球首堆——福建福清核電廠5號機(jī)組第一次連上電網(wǎng)，點(diǎn)亮萬家燈火。

2021年5月20日，華龍一號海外首堆——巴基斯坦卡拉奇2號機(jī)組正式開始工作。越來越多的國家，邀請中國去幫忙建核電站。華龍一號像高鐵一樣，成了閃閃發(fā)亮的“國家名片”！

2021年7月13日，在海南昌江核電基地，玲龍一號正式開工。

它是華龍一號的迷你版，是全球第一個陸上商用模塊化小型反應(yīng)堆。玲龍一號，真的挺玲瓏。它的反應(yīng)堆主體的占地面積，只有華龍一號的三分之一；它的功率是華龍一號的十分之一，用的核燃料也少。建成后，玲龍一號的發(fā)電量夠50多萬戶家庭使用。玲龍一號個頭小、建造快，既能靠近人口密集的城市，也能扎根邊遠(yuǎn)地區(qū)。

現(xiàn)在，科學(xué)家正在研究怎么把玲龍一號裝到船上。以后，它還會是一個能移動的海上“充電寶”呢！

“國之光榮”——秦山核電站

五六十年前，中國東部地區(qū)非常缺電。許多家庭、工廠經(jīng)常停電，人們生活很不方便，經(jīng)濟(jì)發(fā)展受到嚴(yán)重影響。想解決這個問題，核電是個好辦法。

當(dāng)時，中國掌握的核電技術(shù)并不多，但中國工程師們還是迎難而上。就拿核電關(guān)鍵設(shè)備的焊接技術(shù)來說，中國工程師們圖紙一張一張地畫，連起來足足有一千米長；試驗(yàn)一遍一遍地做，要保證萬無一失。用了半年時間，他們終于掌握了這項技術(shù)！一個個難關(guān)，都被中國工程師一一攻克！

1991年12月，秦山核電站并網(wǎng)發(fā)電，中國成為世界上第七個能夠自行設(shè)計建造核電站的國家。秦山核電站，被譽(yù)為“國之光榮”。

藍(lán)鯨一號

姓名：藍(lán)鯨一號

身份：中國自主研制的海上鉆井平臺

本領(lǐng)：開采可燃冰，作業(yè)水深最深，鉆井深度最深

成就：2017年5月，成功開采可燃冰，實(shí)現(xiàn)了中國在可燃冰開采領(lǐng)域零的突破

我是藍(lán)鯨一號。藍(lán)鯨是地球上最大的動物，敢叫這個名字，我的塊頭當(dāng)然也不小！

一出生，我就盼著能早點(diǎn)出發(fā)，去開采海底的石油。沒想到，交給我的是一項特別的任務(wù)——開采可燃冰。可燃冰？聽上去是不是挺怪的？

1927年，黑海北岸發(fā)生了一場大地震。地震后，人們驚訝地發(fā)現(xiàn)——黑海著火了！熊熊大火從海面升起，火舌直沖云霄，形成了一座高達(dá)上百米的“火焰山”。大海怎么會著火？誰也無法解釋這件事兒。有人猜測，難道是海神發(fā)怒了？

后來，科學(xué)家在海底找到了一些“冰塊”。不可思議的是，這些“冰塊”竟然能燃燒。人們這才知道，讓大海著火的，原來是它們！

人們給這些“冰塊”取名“可燃冰”。它們的主要成分是水和天然氣。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，可燃冰燃燒后，僅生成少量的二氧化碳和水，基本不污染環(huán)境。要是用可燃冰替代煤和石油，那該多好啊！汽車不再燒油，工廠不再燒煤……這樣，可惡的霧霾就會消失啦！最讓科學(xué)家高興的是，地球上的可燃冰非常多，至少夠全人類使用1000年。

可燃冰的好處很多，開采起來卻不容易。它藏得很深，只有在大海深處或寒冷的凍土層才能找到。日本曾經(jīng)兩次開采可燃冰，但鉆井通道都被海底泥沙堵住了，不得不停下來。它的脾氣還很“暴躁”。如果開采不慎，可燃冰很可能變成“定時炸彈”，引起海嘯等災(zāi)難。

中國科學(xué)家一直沒放棄。他們花了許多年，終于研制出了開采可燃冰的“神器”。

沒錯，我就是科學(xué)家造出來的開采“神器”！可燃冰不是藏在海底嗎？沒問題，派我去！我能穩(wěn)穩(wěn)地站在大海之上，鉆頭扎進(jìn)海底，鉆出深井。可燃冰對我來說，手到擒來！

一般的鉆井平臺，只有一個鉆塔，鉆一會兒井就必須停下，接一段油管才能繼續(xù)工作。鉆井越深，需要的油管就越長，用來接管的時間也就越長。但藍(lán)鯨一號有兩個鉆塔。它們像兩條“鐵臂”，懸掛在船舷兩邊。鉆井的時候，雙鉆塔同時工作，一邊鉆井，一邊接管，效率能提高30%左右。這項技術(shù)，可是世界首創(chuàng)！

在海上工作，必須有抵擋風(fēng)浪的能力。藍(lán)鯨一號有30多層樓高、4.2萬噸重，甲板相當(dāng)于一個足球場那么大。這個大塊頭往海上一“蹲”，一般風(fēng)浪都拿它沒辦法。最厲害的是，藍(lán)鯨一號有“定海神針”——全球先進(jìn)的動力定位系統(tǒng)。它能分析風(fēng)浪數(shù)據(jù)，控制藍(lán)鯨一號底部的8個推動器調(diào)整轉(zhuǎn)速和方向。大風(fēng)大浪也拿藍(lán)鯨一號沒辦法。

有了這些本領(lǐng)，藍(lán)鯨一號執(zhí)行任務(wù)就更加得心應(yīng)手。2017年5月，在中國南海，藍(lán)鯨一號成功開采到可燃冰。它用一系列新技術(shù)，從可燃冰中分離出天然氣，累計達(dá)60萬立方米。這是個了不起的成績！它意味著，人類在利用可燃冰的征途上邁出了關(guān)鍵的一步。

2017年8月，藍(lán)鯨二號問世。它的動力定位系統(tǒng)更先進(jìn)、更精準(zhǔn)，15級臺風(fēng)它也不怕！

2020年3月，藍(lán)鯨二號鉆井平臺在南海海域再次試采出了可燃冰，還打破了“產(chǎn)氣總量”“日均產(chǎn)氣量”兩項世界紀(jì)錄。

能開采可燃冰的，還有海牛二號。它是深海鉆機(jī)，重達(dá)12噸，看似笨重，在海底干起活來卻很靈活。海牛二號的“武器”是身上的78根鉆桿，每根3米長，像左輪手槍的子彈一樣排列在圓盤上。海牛二號運(yùn)作時能旋轉(zhuǎn)圓盤，機(jī)械手取桿上“膛”，把鉆桿一根根“打”進(jìn)巖層。

2021年4月7日，海牛二號潛入南海，在2000多米深的海底，鉆探了231米，刷新了世界紀(jì)錄。

為什么可燃冰總是藏在海底？

要形成可燃冰，溫度、壓力和甲烷氣源缺一不可。

溫度要夠低。可燃冰只在0～10℃時生成，高于20℃則會“煙消云散”。海底的溫度一般保持在2～4℃，符合條件。

壓力要夠大。海平面上，大約為1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。海水每深10米，就會增加1個大氣壓。達(dá)到30個大氣壓時，就具備形成可燃冰的條件。越深的海底壓力越大，可燃冰就越穩(wěn)定。

甲烷氣源要夠多。海洋古生物尸體沉積物被細(xì)菌分解后，會產(chǎn)生甲烷。甲烷與水在適宜的溫度、壓力下相遇，就會形成可燃冰。

（本欄目內(nèi)容選自《大國重器·民生科技》，由中信出版社出品，致力于把好故事說給新時代好少年聽）