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2006年2月，石岛湾高温气冷堆核电站示范工程被列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》。2007年1月，由中国华能集团公司、中国核工业建设集团公司、清华大学各出资47.5%、32.5%和20%共同组建华能山东石岛湾核电有限公司。2011年3月1日，高温气冷堆示范工程项目核准报告顺利通过中国国务院办公会议批准 <ref>[http://www.cec.org.cn/hangyeguangjiao/meitijujiao2/2014-12-24/131865.html 石岛湾：未来核电出发]，中国电力企业联合会， 2014-12-24</ref> 。

石岛湾高温气冷堆核电站示范工程段采用中国自主知识产权的第四代高温气冷堆技术，包括1台200MWeHTR-200高温气冷堆核电机组，2012年12月开工由中国核工业第五建设有限公司承包建设，预计于2020年建成，将成为世界首台具备第四代核能系统安全特性的商用气冷核电机组。在此基础上，石岛湾核电站还将规划建设1台更大的百万千瓦级高温气冷堆机组（HTR-1000）。2017年4月5日，不含核燃料的石墨球在堆芯开始预安装，用于中子慢化 <ref>[https://new.qq.com/omn/20191105/20191105A0OMJU00.html 小身材大能量——高温气冷堆核燃料球]，腾讯网，2019-10-22</ref> 。