——中國三代百萬千瓦級核電技術(shù)是如何自主開發(fā)成功的
福建省福清市三山鎮(zhèn)前薛村，中國核工業(yè)集團(tuán)公司（以下簡稱“中核集團(tuán)”）福清核電站的所在地，在這里，規(guī)劃了6臺(tái)百萬千瓦級壓水堆核電機(jī)組。2014年11月3日，國家能源局復(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、中國三代百萬千瓦級核電技術(shù)終于可以落地了。
“有了‘華龍一號(hào)’，中國核電走出去將從‘借船出海’走向‘造船出海’，于國、于民、于能源發(fā)展，都意義重大。”國家能源局原局長吳新雄說，“作為中國核電走出去的重要品牌，‘華龍一號(hào)’將全方位參與國際競爭。”
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)人員激烈討論著百萬千瓦級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，這意味著中國要開發(fā)真正屬于自己的核電堆型了：這就是ACP1000（1000兆瓦先進(jìn)中國壓水堆）誕生的源頭，也可以說是“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)，我國國內(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？帶著夢想向前走！中國百萬千瓦核電站的自主創(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分鐘延長到30分鐘。面對這個(gè)要求時(shí)，課題組對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)，中國廣核集團(tuán)（簡稱“中廣核”）也在自主研發(fā)三代核電技術(shù)。自2005年以來，中廣核在法國引進(jìn)的百萬千瓦級堆型——M310型的基礎(chǔ)上，也開展了自主研發(fā)的歷程，通過多項(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，國際社會(huì)、中國政府部門和社會(huì)公眾對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)略升級為國家戰(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，并由國家能源局牽頭，召集雙方領(lǐng)導(dǎo)專門召開協(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。”
中國工程院院士、核反應(yīng)堆及核電工程專家葉奇蓁介紹：“總的來說，‘華龍一號(hào)’有兩個(gè)突出優(yōu)勢：首先是在安全性上達(dá)到了‘福島事故’后國家核安全局提出的新的核安全目標(biāo)和需求，滿足國際最高的要求。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時(shí)說：“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)先后開展了54項(xiàng)科研課題，與64家國內(nèi)外大學(xué)、科研院所和相關(guān)企業(yè)開展了117項(xiàng)合作，并已在海外市場開發(fā)的目標(biāo)國進(jìn)行專利布局，國內(nèi)自主研制的核電設(shè)備能夠滿足國內(nèi)外工程所需，國產(chǎn)化水平高，至少在85%以上。”
2014年8月，國家能源局組織我國43位院士專家，對三代核電“華龍一號(hào)”總體技術(shù)方案進(jìn)行評審。專家組一致認(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)，滿足國際原子能機(jī)構(gòu)的安全要求，實(shí)現(xiàn)了集成創(chuàng)新。
2014年12月，中國自主三代核電技術(shù)ACP1000在維也納接受并通過了國際原子能機(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，對提高中國自主核電品牌的國際競爭力以及國際化水平將產(chǎn)生積極影響，意味著中國核電開啟了“造船出海”的新時(shí)代。
“走出去”，中國核電準(zhǔn)備好了
現(xiàn)在，凝聚著中國核工業(yè)人智慧與心血的“華龍一號(hào)”，和高鐵一起，成了走出國門的“中國高技術(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，具備開工條件，除了福清5、6號(hào)機(jī)組，廣西防城港核電廠二期3、4號(hào)機(jī)組也將采用“華龍一號(hào)”的技術(shù)，國內(nèi)示范工程計(jì)劃2020年底建成，而且“華龍一號(hào)”將在國外落地。
中核集團(tuán)介紹，中國核電“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)’是我國具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、中國的三代百萬千瓦級核電技術(shù)。它將在國內(nèi)外分別落地，標(biāo)志著我國核電走出去戰(zhàn)略獲得重大突破，國內(nèi)國際兩個(gè)市場前景廣闊。”中國核工業(yè)集團(tuán)公司董事長孫勤充滿信心地說。
（本文章摘自2月5日《光明日報(bào)》）