福建省福清市三山鎮(zhèn)前薛村,中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“中核集團(tuán)”)福清核電站的所在地,在這里,規(guī)劃了6臺(tái)百萬(wàn)千瓦級(jí)壓水堆核電機(jī)組。2014年11月3日,國(guó)家能源局復(fù)函:同意福建福清5、6號(hào)機(jī)組工程調(diào)整為“華龍一號(hào)”技術(shù)方案,建設(shè)國(guó)內(nèi)示范工程。這意味著,歷經(jīng)三十多年風(fēng)雨,具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、中國(guó)三代百萬(wàn)千瓦級(jí)核電技術(shù)終于可以落地了。
“有了‘華龍一號(hào)’,中國(guó)核電走出去將從‘借船出海’走向‘造船出海’,于國(guó)、于民、于能源發(fā)展,都意義重大。”國(guó)家能源局原局長(zhǎng)吳新雄說(shuō),“作為中國(guó)核電走出去的重要品牌,‘華龍一號(hào)’將全方位參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。”
從“借船出海”到“造船出海”
1997年,在中核集團(tuán)核動(dòng)力院老基地一個(gè)辦公樓里,走廊里冷冷清清,唯有一個(gè)小屋子很熱鬧:十幾個(gè)技術(shù)人員激烈討論著百萬(wàn)千瓦級(jí)核電站方案的主要參數(shù),包括“157堆芯擴(kuò)容到177堆芯”。業(yè)內(nèi)人士都明白,核反應(yīng)堆是核電站的“心臟”,提出改變核反應(yīng)堆堆芯容量的方案,這意味著中國(guó)要開(kāi)發(fā)真正屬于自己的核電堆型了:這就是ACP1000(1000兆瓦先進(jìn)中國(guó)壓水堆)誕生的源頭,也可以說(shuō)是“華龍一號(hào)”誕生的源頭。因?yàn)锳CP1000包含的“177堆芯”“單堆布置”“雙層安全殼”等技術(shù),是“華龍一號(hào)”采用的最核心技術(shù)的基礎(chǔ)。
“當(dāng)時(shí),我國(guó)國(guó)內(nèi)唯一的一座已經(jīng)運(yùn)行的自主設(shè)計(jì)核電站——秦山核電站的功率只有300兆瓦,國(guó)內(nèi)核電設(shè)計(jì)、建造1000兆瓦核電站的經(jīng)驗(yàn)不足。”中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院ACP1000項(xiàng)目總設(shè)計(jì)師劉昌文坦言,“怎么辦?帶著夢(mèng)想向前走!中國(guó)百萬(wàn)千瓦核電站的自主創(chuàng)新之路,這一走就是十多年。”
十年辛苦不尋常!因?yàn)樽灾骱穗娬驹O(shè)計(jì)是復(fù)雜系統(tǒng)工程,涉及幾百個(gè)系統(tǒng),光設(shè)計(jì)圖紙就有幾萬(wàn)張,每更改一個(gè)數(shù)據(jù),牽一發(fā)而動(dòng)全身,都可能意味著重新進(jìn)行新一輪的分析計(jì)算。比如,ACP1000其中一項(xiàng)設(shè)計(jì)——事故后操縱員不干預(yù)時(shí)間由10分鐘延長(zhǎng)到30分鐘。面對(duì)這個(gè)要求時(shí),課題組對(duì)各種假想事故的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行清理、討論、確認(rèn),提出改進(jìn)措施,進(jìn)行理論計(jì)算。中核集團(tuán)的技術(shù)人員在一年多的攻關(guān)過(guò)程中,提出了各種可能的解決方案——“如何使核反應(yīng)堆在事故過(guò)程中得到有效冷卻”“如何使蒸汽發(fā)生器的補(bǔ)水既要足夠又不能過(guò)多”等,他們進(jìn)行了一百多種方案的理論計(jì)算,終于攻關(guān)。在ACP1000的研發(fā)中,類(lèi)似這樣的例子還有很多。
到2009年年底,中核集團(tuán)已經(jīng)完成了CP1000示范工程福清5、6號(hào)初步設(shè)計(jì)。2010年1月,中核集團(tuán)在CP1000的基礎(chǔ)上啟動(dòng)ACP1000重點(diǎn)科研專(zhuān)項(xiàng)研發(fā)。日本福島核事故后,中核集團(tuán)按照最新法規(guī)要求,對(duì)ACP1000進(jìn)行了改進(jìn),完成了頂層方案的設(shè)計(jì)。
與此同時(shí),中國(guó)廣核集團(tuán)(簡(jiǎn)稱(chēng)“中廣核”)也在自主研發(fā)三代核電技術(shù)。自2005年以來(lái),中廣核在法國(guó)引進(jìn)的百萬(wàn)千瓦級(jí)堆型——M310型的基礎(chǔ)上,也開(kāi)展了自主研發(fā)的歷程,通過(guò)多項(xiàng)技術(shù)改進(jìn),從CPR1000發(fā)展到CPR1000+技術(shù),再到最終的ACPR1000+技術(shù)。
日本福島核事故后,國(guó)際社會(huì)、中國(guó)政府部門(mén)和社會(huì)公眾對(duì)核安全提出了更高的要求和期望。“造船出海”的核電“走出去”戰(zhàn)略升級(jí)為國(guó)家戰(zhàn)略。將中核ACP1000和中廣核ACPR1000+技術(shù)進(jìn)行融合的設(shè)想被提出,并由國(guó)家能源局牽頭,召集雙方領(lǐng)導(dǎo)專(zhuān)門(mén)召開(kāi)協(xié)調(diào)會(huì),商議將兩家技術(shù)進(jìn)行合并,具有完整自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三代核電品牌“華龍一號(hào)”呼之欲出。
采用世界最高安全要求和最新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
到2013年,中核集團(tuán)ACP1000和中廣核ACPR1000+技術(shù)都已經(jīng)相對(duì)成熟,強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手,“華龍一號(hào)”的研發(fā)很快獲得突破。
中核集團(tuán)“華龍一號(hào)”總設(shè)計(jì)師邢繼介紹:“按照最終確定的融合方案,‘華龍一號(hào)’采用ACP1000技術(shù)和177堆芯,燃料采用中核集團(tuán)開(kāi)發(fā)的CF自主品牌。在設(shè)計(jì)創(chuàng)新上,‘華龍一號(hào)’提出‘能動(dòng)和非能動(dòng)相結(jié)合’的安全設(shè)計(jì)理念,設(shè)計(jì)了雙層安全殼,安全和性能指標(biāo)達(dá)到了國(guó)際三代核電技術(shù)的先進(jìn)水平。一旦發(fā)生事故,能夠保證堆芯安全,帶出堆芯熱量。而且通過(guò)電力驅(qū)動(dòng)等方式循環(huán),可以達(dá)到冷卻效果。即便在電源等動(dòng)力源喪失時(shí),依靠自然循環(huán),也可以達(dá)到冷卻目的。”
中國(guó)工程院院士、核反應(yīng)堆及核電工程專(zhuān)家葉奇蓁介紹:“總的來(lái)說(shuō),‘華龍一號(hào)’有兩個(gè)突出優(yōu)勢(shì):首先是在安全性上達(dá)到了‘福島事故’后國(guó)家核安全局提出的新的核安全目標(biāo)和需求,滿(mǎn)足國(guó)際最高的要求。其次是‘華龍一號(hào)’采用的技術(shù),都是經(jīng)過(guò)實(shí)踐考驗(yàn)的成熟技術(shù),降低了核電站在建設(shè)工期和質(zhì)量上的風(fēng)險(xiǎn)。”
中核集團(tuán)新聞發(fā)言人潘建明接受記者采訪(fǎng)時(shí)說(shuō):“為了給‘華龍一號(hào)’貼上‘完整自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)’的標(biāo)簽,中核集團(tuán)先后開(kāi)展了54項(xiàng)科研課題,與64家國(guó)內(nèi)外大學(xué)、科研院所和相關(guān)企業(yè)開(kāi)展了117項(xiàng)合作,并已在海外市場(chǎng)開(kāi)發(fā)的目標(biāo)國(guó)進(jìn)行專(zhuān)利布局,國(guó)內(nèi)自主研制的核電設(shè)備能夠滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)外工程所需,國(guó)產(chǎn)化水平高,至少在85%以上。”
2014年8月,國(guó)家能源局組織我國(guó)43位院士專(zhuān)家,對(duì)三代核電“華龍一號(hào)”總體技術(shù)方案進(jìn)行評(píng)審。專(zhuān)家組一致認(rèn)為:“華龍一號(hào)”以“177組燃料組件堆芯”和“三個(gè)實(shí)體隔離的安全系列”為主要技術(shù)特征,采用世界最高安全要求和最新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),滿(mǎn)足國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)的安全要求,實(shí)現(xiàn)了集成創(chuàng)新。
2014年12月,中國(guó)自主三代核電技術(shù)ACP1000在維也納接受并通過(guò)了國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)反應(yīng)堆通用設(shè)計(jì)審查,這有利于“華龍一號(hào)”自身設(shè)計(jì)的完善和優(yōu)化,對(duì)提高中國(guó)自主核電品牌的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力以及國(guó)際化水平將產(chǎn)生積極影響,意味著中國(guó)核電開(kāi)啟了“造船出海”的新時(shí)代。
“走出去”,中國(guó)核電準(zhǔn)備好了
現(xiàn)在,凝聚著中國(guó)核工業(yè)人智慧與心血的“華龍一號(hào)”,和高鐵一起,成了走出國(guó)門(mén)的“中國(guó)高技術(shù)”的拳頭品牌。
記者了解到,目前,中核集團(tuán)和中廣核目標(biāo)示范工程前期準(zhǔn)備工作進(jìn)展良好,具備開(kāi)工條件,除了福清5、6號(hào)機(jī)組,廣西防城港核電廠(chǎng)二期3、4號(hào)機(jī)組也將采用“華龍一號(hào)”的技術(shù),國(guó)內(nèi)示范工程計(jì)劃2020年底建成,而且“華龍一號(hào)”將在國(guó)外落地。
中核集團(tuán)介紹,中國(guó)核電“走出去”,已經(jīng)準(zhǔn)備好了。“華龍一號(hào)”能夠確保不侵犯國(guó)外核電公司的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。此外,作為核電出口的必要支撐,經(jīng)過(guò)多年研發(fā),中核集團(tuán)的核燃料產(chǎn)業(yè)也完全具備出口能力。
“‘華龍一號(hào)’是我國(guó)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、中國(guó)的三代百萬(wàn)千瓦級(jí)核電技術(shù)。它將在國(guó)內(nèi)外分別落地,標(biāo)志著我國(guó)核電走出去戰(zhàn)略獲得重大突破,國(guó)內(nèi)國(guó)際兩個(gè)市場(chǎng)前景廣闊。”中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司董事長(zhǎng)孫勤充滿(mǎn)信心地說(shuō)。
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