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| “華龍一號”： 打響中國自主三代核電品牌 |
| 來源：科技日報 時間：2021/6/11 |
最先做報告的人來自國際原子能機(jī)構(gòu)，提到中國，講的是秦山二期技術(shù)。
隨后，一個美國人上臺，說正在中國山東海陽建設(shè)首堆。
之后，一個俄羅斯人上臺，說已經(jīng)在中國江蘇田灣建成核電站。
再后來，一個法國人上臺，說正在中國廣東建設(shè)反應(yīng)堆。
……
2012年，現(xiàn)任中核集團(tuán)中國核動力研究設(shè)計院產(chǎn)業(yè)部副主任湯華鵬代表我國參加國際原子能機(jī)構(gòu)在韓國舉行的培訓(xùn)會，實際也是技術(shù)推介會。
美俄法都在中國建反應(yīng)堆，作為核電引進(jìn)大國，中國被國際原子能機(jī)構(gòu)拿到臺面上講的還是20多年前的機(jī)型。會場雖有空調(diào)，坐在第一排的湯華鵬仍感覺汗?jié)褚律眩缑⒃诒常瑢嵲谟X得沒面子，插了一句：中國正在搞ACP1000（“華龍一號”前身）。
當(dāng)時ACP1000的科研還沒完成，當(dāng)然也不為國際同行所知曉。現(xiàn)場反應(yīng)很冷淡。
如今這一狀況一去不復(fù)返了。2021年1月30日，我國自主三代核電技術(shù)“華龍一號”投入商業(yè)運行，當(dāng)?shù)貢r間5月20日01時15分，“華龍一號”海外首堆工程——巴基斯坦卡拉奇核電2號（K-2）機(jī)組正式進(jìn)入商業(yè)運行，“華龍一號”“走出去”第一站順利建成，中國核電實現(xiàn)從“跟跑”到“并跑”。
完成自主核電第一次沖鋒
所謂核電，是利用原子核內(nèi)部蘊(yùn)藏的能量產(chǎn)生電能。一顆原子核，直徑只有一根頭發(fā)絲的一億分之一，卻蘊(yùn)藏著驚人能量。
核電是戰(zhàn)略高科技產(chǎn)業(yè)，是核大國必爭的核能技術(shù)高地。發(fā)展核電是和平時期保持和擁有強(qiáng)大核實力的重要途徑。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，世界各有核國家的科學(xué)家都把更多注意力轉(zhuǎn)向原子能和平利用。
1951年8月，美國的原子能委員會在一座鈉冷快中子增殖實驗堆上，進(jìn)行了世界上第一次核能發(fā)電實驗，并獲得成功，自此開啟了人類利用原子核發(fā)電的時代。
20世紀(jì)50年代初，我國核工業(yè)時代正式起步。1964年10月16日，第一顆原子彈在大漠深處試爆成功，中國從此跨進(jìn)有核武器國家行列。
1970年11月，周恩來總理對二機(jī)部（中核集團(tuán)前身）負(fù)責(zé)人強(qiáng)調(diào)說：二機(jī)部不能只搞核爆炸，也要搞核電站。
1970年春節(jié)前，上海市領(lǐng)導(dǎo)到中央?yún)R報，道出了當(dāng)時嚴(yán)峻的形勢：上海的許多工廠由于缺電輪流停產(chǎn)。
1970年2月初，周恩來聽取上海市工作匯報時指出：“從長遠(yuǎn)來看，要解決上海和華東地區(qū)用電問題，要靠核電。”2月8日，上海市組織傳達(dá)了周恩來關(guān)于建設(shè)核電的指示精神并研究了落實措施，我國第一座核電站工程由此得名“728”工程。
但之后因缺少統(tǒng)一戰(zhàn)略方針和政策指導(dǎo)，工程幾經(jīng)浮沉甚至面臨下馬。“728”工程忽上忽下的消息令科研人員揪心。但研究不能停，蒸汽發(fā)生器設(shè)計負(fù)責(zé)人劉家鈺給自己定下一條原則：“只要沒看見宣布工程下馬的中央正式文件，就沒有權(quán)力放下手中的計算尺。”
終于在1986年，秦山一期30萬千瓦級核電機(jī)組正式動工，來自西北、西南等核基地的核工業(yè)大軍向秦山集結(jié)。
1991年12月15日，秦山一期成功并網(wǎng)發(fā)電，在主控室的歡呼沸騰中，中國大陸核電實現(xiàn)了從無到有、從零到一的突破。
夾縫中被重啟
秦山一期30萬千瓦級核電工程解決了中國大陸無核電的問題，但采用法國核電技術(shù)的大亞灣核電站單機(jī)容量是它的3倍多，達(dá)98.4萬千瓦，更經(jīng)濟(jì)。
1996年，原國家計委提出國家核電發(fā)展方向不再是60萬千瓦級，而是百萬千瓦級。
2004年3月，嶺澳二期被列為國家核電自主化依托項目。在秦山二期基礎(chǔ)上，嶺澳二期開發(fā)了百萬千瓦壓水堆核電技術(shù)。
遺憾的是，二者均是法國進(jìn)口機(jī)型M310的改進(jìn)型，在堆芯設(shè)計，特別是在燃料元件設(shè)計制造技術(shù)上，不具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，不能實現(xiàn)出口。
參與中國近30年間所有核電站建設(shè)的中核集團(tuán)“華龍一號”總設(shè)計師、首席專家、中國核電工程有限公司總工程師邢繼解釋，就像出國需要簽證一樣，通過“以市場換技術(shù)”的引進(jìn)方式，只是從國外買技術(shù)和設(shè)備，不可能掌握核電的核心技術(shù)，也不可能實現(xiàn)出口。
主持嶺澳二期工程設(shè)計的邢繼，有了更明確的目標(biāo)——建造一座完全由中國自主設(shè)計、建造并管理運營的百萬千瓦級別的核電站。
有這想法的，不止邢繼一人。
堆芯是核電站的心臟，是核燃料發(fā)生裂變、釋放能量的核心部件。堆芯技術(shù)如果受制于人，自主核電就無從談起。
20世紀(jì)90年代起，中國核動力研究設(shè)計院開始了堆芯自主研發(fā)設(shè)計的探索。
堆芯研發(fā)涉及336個系統(tǒng)，25個學(xué)科，計算量超乎想象；最難的是要研制出多種堆芯型號并進(jìn)行比較。
“我們做了157堆芯的，也做了177堆芯的、193堆芯的等等。通過多個堆芯的比較論證，確定了177堆芯。”中國核動力研究設(shè)計院科技委主任吳琳說。
從157到177，看似簡單，實則很復(fù)雜。在充分考慮熱量傳遞、燃料富集度等組件之間相互制約的因素后，還要提升堆芯性能，并不是一件容易的事情。
與國際傳統(tǒng)的157堆芯相比，數(shù)字只相差20，但擁有177堆芯的CNP1000（“華龍一號”前身），發(fā)電功率提升了5%至10%，安全性也增強(qiáng)了。
與此同時，既著眼于增加發(fā)電能力的眼前需要，又考慮到大國外交的合作需要，我國在“九五”期間（1996年—2000年）相繼購買了俄羅斯的壓水堆、加拿大的重水堆等。
新世紀(jì)之初，隨著中國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，沿海用電量驟增。
2007年7月24日，為了引進(jìn)第三代技術(shù)而成立的國家核電技術(shù)公司與西屋聯(lián)合體在北京人民大會堂簽署了技術(shù)引進(jìn)協(xié)議，全球首臺AP1000機(jī)組落戶三門。與此同時，中廣核也引入了法國M310核電技術(shù)。
相較之下，CNP1000顯得有些“受冷落”。
2009年峰回路轉(zhuǎn)，由于國內(nèi)仍舊依賴“二代改”發(fā)電，柳暗花明時，CNP1000被更名為CP1000，“二代改”自主研發(fā)重新開啟，邢繼被任命為項目總師，并以福清5號、6號為依托項目。
2011年2月28日—3月1日，是CP1000項目落地前的最后一次例行審查會。會上，CP1000再次獲得專家們高度肯定，終于可以開工建設(shè)了。
因福島核事故按下“暫停鍵”
2011年3月8日，天氣晴朗，吳琳從成都飛到福清現(xiàn)場，參與開工準(zhǔn)備工作。
10多臺挖掘機(jī)已經(jīng)就位，轟隆隆地在現(xiàn)場挖地基。望著眼前的這一切，吳琳激動又感慨——從1996年到2011年，17年，中國核電技術(shù)從“跟跑”到“并跑”，177堆芯的設(shè)想終于要實現(xiàn)了。
然而，挖到第3天，日本福島核事故發(fā)生，一切戛然而止。
“當(dāng)時采取爆破加機(jī)械作業(yè)方式，3天挖出了多大的一個坑啊！事故發(fā)生后，所有作業(yè)都停止了。3月過后很快就是臺風(fēng)季，這個坑準(zhǔn)得成養(yǎng)魚池，我們只能把這個坑填了回去。”回憶當(dāng)時的情景，吳琳記憶猶新。
此次核事故雖然發(fā)生在日本，但是核安全沒有國界，影響波及全世界。福島核事故發(fā)生5天后，國家緊急叫停了核電項目的審批，所有已開工的項目停工進(jìn)行安全檢查，已批準(zhǔn)但尚未正式開工的不再開工。很不幸，CP1000項目被打上了“不再開工”的標(biāo)簽。
“華龍一號”副總設(shè)計師、核反應(yīng)堆及一回路系統(tǒng)總設(shè)計師劉昌文形容：好像婚禮上迎親的隊伍已經(jīng)出去了，突然這婚不結(jié)了。
2010年3月20日，漳州大霧濃得連路都看不見。當(dāng)天開會的吳琳感慨，這就像核電人當(dāng)時的心情——往哪兒走，看不見前路。
在一次內(nèi)部討論會上，談到激動處，許多技術(shù)人員都流下了眼淚——搞中國自主的核電技術(shù)為何就這么難？
打破國際首堆必拖“魔咒”
“暫停鍵”并不意味著停止，而是對核電技術(shù)提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求。
2009年，邢繼進(jìn)入CP1000研發(fā)團(tuán)隊，并擔(dān)任型號總設(shè)計師。隨后，研發(fā)團(tuán)隊提出了“能動+非能動”、單堆布置、雙層安全殼的設(shè)想。
然而，對于采用雙層安全殼這一重大改進(jìn)，大家產(chǎn)生了嚴(yán)重的分歧。
采用雙殼有沒有必要？如果采用雙殼，科研團(tuán)隊能否在剩下不到1年的時間內(nèi)完成設(shè)計和論證，滿足2011年年底開工的要求？在專家討論會上，雙方爭執(zhí)不下。
面對專家們尖銳而直接的質(zhì)疑與追問，邢繼并沒有急著回答，而是翻開筆記本，平靜地念出了這樣一段話：“我們能夠深刻理解到這件事情對我們的影響有多大，也非常珍惜有這樣的機(jī)會去創(chuàng)造一個屬于自己的核電站，同時更知道它的重要性……我們要堅持采用雙層安全殼，我認(rèn)為這個方案能夠點燃設(shè)計人員的創(chuàng)新熱情和激情。”
喧鬧的會議室突然靜了下來，隨后又響起了一陣熱烈的掌聲。
這段話，邢繼思慮良久，“我們的技術(shù)人員當(dāng)然知道挑戰(zhàn)有多大，我們有這個信心能實現(xiàn)目標(biāo)，而我們同樣希望通過自主創(chuàng)新來推動中國核能技術(shù)的發(fā)展”。
2013年4月，中核集團(tuán)研發(fā)出完全符合國際最高安全標(biāo)準(zhǔn)的ACP1000自主化三代壓水堆先進(jìn)機(jī)型，并向國家核安全局呈交了初步安全分析報告。
同時，中廣核推出了ACPR1000+技術(shù)路線。最后，在國家能源局主導(dǎo)下，兩者“融合”形成具有完整自主知識產(chǎn)權(quán)的第三代核電品牌——“華龍一號”，意為“中華復(fù)興、巨龍騰飛”。
隨著引進(jìn)的AP1000建設(shè)持續(xù)拖期，支持“華龍一號”進(jìn)行示范工程建設(shè)的聲音也越來越大。
2014年春節(jié)前夕，核電主管部門最后拍板：“華龍一號”如要“落地”，其設(shè)計的安全標(biāo)準(zhǔn)不能低于AP1000。
2014年，繼通過國內(nèi)權(quán)威評審后，國際原子能機(jī)構(gòu)針對“華龍一號”前身——ACP1000的通用反應(yīng)堆設(shè)計審查（GRSR）的結(jié)論也于年底出爐。
專家認(rèn)為，ACP1000在設(shè)計安全方面是成熟可靠的，滿足國際原子能機(jī)構(gòu)關(guān)于先進(jìn)核電技術(shù)最新設(shè)計安全要求；其在成熟技術(shù)和詳細(xì)的試驗驗證基礎(chǔ)上進(jìn)行的創(chuàng)新設(shè)計是成熟可靠的。
2014年11月3日，國家能源局復(fù)函同意福清核電廠5、6號機(jī)組工程調(diào)整為“華龍一號”技術(shù)方案。
歷時近20年，從以177堆芯為主要特征的CNP1000，到“能動+非能動”為主要特征的CP1000，再到ACP1000、“華龍一號”，在硬碰硬的技術(shù)較量中，我國具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的百萬千瓦級核電站終于獲得了認(rèn)可。
2015年5月7日，“華龍一號”首堆在福清開工，現(xiàn)場歡騰，掌聲震天，吳琳掏出手機(jī)，拍下珍貴的開工照片，并通過微信傳給千里之外的中國核動力研究設(shè)計院原副院長張森如，胸中仿佛有千言萬語，最后卻只匯成一句話：張總，“華龍一號”終于開建了！
“華龍一號”是個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，是從無到有的創(chuàng)新過程。但自從開建以來，頂住“高壓”，打破國際首堆必拖“魔咒”。
在中核集團(tuán)董事長余劍鋒看來，“華龍一號”是勇闖“無人區(qū)”、勇當(dāng)探路者的代表，一錘接著一錘持續(xù)用力，一步一個腳印接續(xù)奮斗，不斷攀登世界核科技高峰，在別人沒有走過的路上收獲最美風(fēng)景。 |
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