北信瑞丰基金基金经理 王玉珏

可控核聚变是近期的热门话题，本文主要聊聊中国的核反应堆，此外本文只涉及商业发电和试验用、具有公开信息的核反应堆。

一、中国目前在运、在建商用核电反应堆简述

目前中国商用（含在运、在建，不含已批准未开工的）的聚变反应堆一共88座，合计净功率8892万千瓦，有17个堆型，分别是：

1×CNP300+6×CNP600+1×玲龙1号（ACP100）+2×CFR600

4×M310+22×CPR1000+6×ACPR1000

18×华龙1号(HPR1000)

4×AP1000+9×CAP1000+2×国和1号(CAP1400)

2×VVER428+2×VVER428M+4×VVER491

1×HTRPM

l2×CANDU6、2×EPR1750

1×CNP300+6×CNP600+1×ACP100+2×CFR600

1982年，国务院批准建设秦山一期核电站，定位为“原型堆”，单机容量30万千瓦，代号CNP300，由此拉开了中国商用核电的序曲。CNP300以美国西屋公司1960年代Model177压水堆为参考，结合国内潜艇堆小型化经验，于1985年开工，1991年12月首次并网发电，1994年投入商业运行。

虽然CNP300拉开了中国商用核电的序幕，但是由于CNP300功率小、经济性差，在CNP300的基础上，并参考大亚湾核电的M310堆型，我国自行设计了CNP600，将反应堆功率提升至60万千瓦级别，CNP600设计寿命40年，国产化率55%，成本较CNP300下降了约30%。目前国内有6座CNP600在运，包括秦山二期的4座和海南昌江的2座。

ACP100就是大家耳熟能详的玲龙1号，是中国自主研发的小型模块化压水堆，属于第三代核电技术，由中核集团设计，并于2021年在海南昌江核电基地开工建设，据相关媒体报道，玲龙1号单机组造价约1.2万元/千瓦，远低于大型堆（如，华龙1号约1.8万元/千瓦，其他进口堆型的造价更高）。

中核集团于2017年在福建霞浦开建了中国的四代堆，即霞浦CFR600示范工程。CFR600反应堆是中国自主研发的钠冷快中子增殖反应堆，属于第四代核能系统技术路线，旨在实现核燃料的高效利用和核废料的嬗变，是世界上首个建设60万千瓦级快堆，引进今明两年大概率可以转入商运。

4×M310+22×CPR1000+6×ACPR1000

1987年，中国与法国法马通（现阿海珐AREVA）、英国通用电气（GEC）签订协议，采用“外方总包、中方参与”模式建设大亚湾核电站，引进2台M310机组，合同包含有限技术转让条款，但核心知识产权仍由外方掌握。在消化大亚湾技术基础上，后续建设的岭澳一期的2台设备采用“翻版+改进”的M310反应堆，将国产化率提升至30%。

2000年代初，中广核联合国内设计院对M310进行系统性改进，推出CPR1000，单机容量提升至1080MW，国产化率超过80%，并在2005年前后成为国内批量建设的主力堆型，后续建设的岭东（岭澳2期）、方家山、红沿河、福清、宁德、阳江、防城港都采用了CPR-1000堆型，目前已经建成22台，是国内装机规模最大的堆型。但受限于早期技术转让条款，CPR-1000的出口需外方授权。

为了解决CPR1000出口的问题，并进一步提高中国核电装备的技术水平，在已建成的CNP600和CPR1000的基础上，我国继续开发了CPR-1000的改进型ACPR1000，主要改进包括，将能动安全系统升级为非能动安全设计，将毛功率从为108万千瓦提升至120万千瓦，将寿命由40年提升至60年，并将单位千瓦造价降低约10%，同时随着国产压力容器、蒸汽发生器的使用，将国产化率提升至90%。经过一些列的改进后，ACPR1000的设计不仅兼容国际三代核电标准，技术出口还完全不受制于人。目前，在田湾、阳江、红沿河有6台ACPR-1000在运行。

8×华龙1号(HPR1000)

如前所述，基于CNP600(及其改进型ACP1000)、ACPR1000的技术，由中国政府统一规划，中核和中广核合作开发了具有完全知识产品的中国三代反应堆华龙1号（HPR1000），华龙1号设计寿命60年，国产化超过85%，并且已经出口到巴基斯坦。目前国内有5台华龙1号在运，13台在建，合计净功率超过2000万千瓦。

4×AP1000+9×CAP1000+2×国和1号(CAP1400)

AP1000是美国西屋公司的产品，其在AP600的基础上耗费4.4亿美元发展而来，于2005年12月获得了NRC（美国核管理委员会）的最终设计认证。

2006年前后中国确定引进美国AP1000技术后，并专门成立了国家核电技术公司（就是现在的国电投核电）。2008年2月，先进核反应堆成为16项国家重大科技专项之一，原计划通过在引进4座AP1000的基础上，实现AP1000国产化，并进一步研究我国自主知识产权的CAP1400。

然而，AP1000依托项目的建设进度未达到预期速度，AP1000首堆三门1号机组用时111个月才建成，后续由于中美关系的问题，目除已建成的4座AP1000外，已经没有新的AP1000获批。

AP1000是美国设计，全球合作的项目，例如，AP1000的钢材全部使用美国标准，如ASTMA36、ASTMA304L，又例如采用韩国斗山的蒸汽发生器等。在此基础上，上海核工院对AP1000进行了重新设计，如使用中国标准的Q235B、022Cr19Ni10等钢材替换美标钢材，又如由上海核工院和东方重机合作生产了国产化蒸汽发生器台替代韩国产品，这就是CAP1000，目前中国有9台CAP1000机组在建，主要在海洋、陆丰、徐大堡、三门、廉江等核电基地。

在CAP1000的基础上，国电投开发具有自主知识产权且可以出口的CAP1400，也就是大家所知的国和1号，目前两台国和1号是反堆在山东荣成石岛湾已经建设完成，国和1号净功率140万千瓦，毛功率150万千瓦，是国内自主设计的功率最大的反应堆。

CAP1400是采用举国体制、国家之力与行业智慧，基于最先进的核电技术，自主创新、自主开发出的世界上技术领先的非能动压水堆核电型号，是国家品牌。与AP1000相比，成熟性相当，并具有以下优势：优化了总体参数，设计裕量更大，安全性与电厂效率、经济性均有提高，可利用率、设计寿命、运行可靠性、在役检查、人员放射性剂量率、产生总量等方面指标比现有核电技术都有突破。

2×VVER428+2×VVER428M+4×VVER491

VVER428/428M/491均是俄罗斯的技术路线，三者的区别在于，

VVER428：单机容量106万千瓦，设计寿命40年，在国内的是田湾核电站1、2号机组。

VVER428M：设计寿命延长至60年，并升级了安全系统升级，在国内是的田湾核电站3、4号机组。

VVER491：单机容量120万千瓦，采用非能动安全系统，支持24个月的长周期燃料循环，目前国内在建的田湾7、8号机，徐大堡3、4号机采用就是好491堆型。

1×HTRPM

华能石岛湾高温气冷堆是中国自主研发的第四代核能系统示范工程，也是全球首座具备商用规模的球床模块式高温气冷堆。其核心目标是通过氦气冷却、石墨慢化、包覆颗粒燃料等创新设计，验证高温气冷堆（HTGR）在安全性、高效多联供及核能制氢等领域的可行性，并引领下一代核能技术发展。项目于2012年获得国务院批准，2012年12月主体工程开工，2021年12月首次并网发电，2023年完成满功率运行试验，进入商运前验证阶段，并计划于2025年开展制氢试验。

2×CANDU6、2×EPR1750

1990年代初，中国已掌握压水堆（如CNP300/600）技术，但为丰富核电技术路线、降低铀资源依赖，政府决定引入重水堆（HWR），最终选择了加拿大技术的CANDU6堆型。1996年11月，中加签署《秦山三期核电项目合同》，建设2台CANDU-6机组，采用“交钥匙工程”模式，由加拿大原子能公司总包，但中核集团深度参与设计、建造和调试，最终测算，机组国产化率约为55%，两台机组，也就是秦山3期，于2003年完工。

2000年代初，中国决定采用“两条腿走路”策略研发建设三代核电技术，其中一个技术路线就是上文所提出的美国西屋AP1000路线，另一条则是法国阿海珐EPR路线，EPR路线在国内通过台山1、2号机验证。整个工程阿海珐承诺转让EPR设计、建造技术，但核心知识产权仍由法方控制，两台机组分别于2018、2019年并网发电。

二、中国的试验性裂变、聚变反应堆

2.149-2号反应堆

中国第一座实验用反应堆，49-2游泳池反应堆(49-2堆)是游泳池堆型.1959年开始建造,1964年12月20日首次达到临界,1965年3月开始大功率运行,设计额定功率为3.5kW,加强功率为5.0kW。

2.2909基地试验堆

“中国第一代核潜艇研发实验基地（九〇九基地）”是中国核动力的发源地，位于四川省乐山市夹江县，按照三线建设“靠山、分散、隐蔽”的选址要求，分布于山谷和农田中，建成年代主要集中于1965年核潜艇陆上模式堆工程启动至上世纪八十年代中期。

2.3中国试验快堆

中国实验快堆位于北京房山，是我国第一座快堆，其热功率为6.5万千瓦，电功率2万千瓦，采用钠-钠-水三回路设计，中国实验快堆于1992年3月获国务院批准立项，2000年5月开工建设。2011年7月21日10点成功实现并网发电。在此基础上，中核集团又建设了功率更大的霞浦60万千瓦快堆。

2.4HTR10反应堆

10兆瓦高温气冷实验堆（HTR-10）于1995年6月在清华大学核研院动工兴建，2000年底成功实现临界，2003年1月实现满功率运行。据外媒报道HTR10使用了较高富集度铀的包覆颗粒作为燃料、石墨作为慢化剂、氦气作为冷却剂，热效率可达到50%，远高于其它堆型，可以说它是世界首座模块化高温气冷堆实验核电站。该反应堆位于昌平，后续清华大学、华能集团在此基础上建设了前述的20万千瓦级华能石岛湾高温气冷堆，又于2024年批准在连云港徐圩建设60万千瓦级的高温气冷堆。

2.5甘肃武威钍基熔盐堆实验堆（在建）

主要参数为，热功率2000千瓦，使用液态氟化盐（FLiBe）作为燃料载体和冷却剂，燃料为钍-铀循环（Th-232→U-233）。媒体报道的进展是，2023年启动物理实验，计划2030年建成1万千瓦示范堆。

2.6ACPR50S（规划）

中广核集团主导的海上浮动核电站，采用紧凑型小型压水堆技术，反应堆热功率为20万千瓦，输出电功率6万千瓦左右，换料周期较长，达到30个月，目前处于规划中。

2.7合肥全超导托卡马克（EAST，试验中）

中科院等离子体物理研究所负责建设，环形真空室直径5米，磁场强度3.5特斯拉。2017年实现101秒的1亿℃高约束模式等离子体运行，2021年：实现可重复的时长1056秒的1.2亿℃等离子体运行。

2.8环流三号

位于四川成都，由核工业西南物理研究院建设运行，2020年首次放电，2023年8月25日下午“中国环流三号”取得重大科研进展，其在试运行中首次实现了100万安培等离子体电流下的高约束模式运行，又一次刷新了我国磁约束聚变装置的运行纪录。2025年3月28日中核集团表示，新一代人造太阳“中国环流三号”首次实现原子核和电子温度均突破一亿度，综合参数大幅跃升。

2.9神光系列

据媒体报道，2010年，中国新一代国家点火装置——神光IV主体工程开始启动，目前已经进入实质性的建造阶段，计划在2020年或稍后建成。该系统将包含高达288路的高功率激光束，其总输出功率为2兆焦耳（MJ）。神光系列的建成让我国成为继美国NLF后，第二个开展多束组激光惯性约束聚变实验研究的国家。

2.10民营企业

成立于2021年的能量奇点采用紧凑型磁约束聚变（仿星器/托卡马克混合设计）技术路线，2023年完成“洪荒70”实验装置设计，等离子放电试验正在进行中。

成立于2021年的星环聚能采用球形托卡马克，2023年建成“SUNIST-2”实验堆，等离子体约束时间突破100毫秒。

新奥聚变研究中心采用磁镜装置技术路线，2022年建成“玄龙-1”实验装置，验证高温等离子体约束技术，2023年4月首次成功放电，实现5000万℃等离子体持续80毫秒。

成立于2022年的翌曦科技采用激光惯性约束聚变技术路线，2023年完成10kJ级激光原型机测试，计划2025年建成百kJ级装置。

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