台海核电-自主创新，三代核电崛起福建

来源：台海网

台海网1月31日讯 据福建日报报道 东海之滨，福清三山镇，有一个由大岩石组成的半岛，这里是福清核电的选址，也是我省境内在建最大的核电基地。

5年多前，“华龙一号”正式“选择”了这里作为首堆出生地。从2015年5月7日起，一座座混凝土浇筑的庞然大物拔地而起。岩石上抠出的大坑里，上万名核工业建设者常年奋战。他们的目标只有一个：如期建成“华龙一号”首堆。

2000多个日夜，他们成功了！1月30日，“华龙一号”全球首堆——中核集团福建福清核电5号机组投入商业运行，成为全球唯一按计划建成的三代核电。这标志着我国成为拥有独立自主知识产权三代核电技术的国家。

国之重器，强筋壮骨。这个中国核电重大跨越的背后，有什么故事

坚守“中国心”，突破技术壁垒

核电，是安全、清洁、高效、稳定、可大规模应用的优质能源。一座百万千瓦级的核电机组通过核裂变方式释放的巨大能量，可以满足中等发达国家100万人一年生产生活用电。

核电，是代表着国家核心竞争力的国之重器。自主研发还是技术引进中国持续建设核电的过去30年间，这是摆在每一位核电研发设计人员面前的抉择。

研发完全具有自主知识产权的核电站，是中国几代核工业人的梦想，亦是“华龙一号”总设计师邢继从业以来的梦想。

大学毕业后，邢继几乎参与了中国近30年间所有的核电站建设。当邢继被任命为“华龙一号”的总设计师之时，这个梦想，有了实现的可能。

“中国的实力一点都不差。”邢继说，“我们能够把两弹一星研制出来，为什么就不能研制出来自己的核电站”

在研发“华龙一号”的这些年里，中核工程“华龙一号”研发设计团队完成了从顶层方案、总体设计、初步设计到相关重要实验验证等研发工作。

堆芯，被视为核电站的心脏。能将核能开发并转化成热能的堆芯技术，是所有核电强国的最核心技术。目前，中国已在运行的百万千瓦级核电机组，普遍使用的都是引进自国外的157堆芯。

堆芯如果受制于人，自主核电就无从谈起。“国内大批量建设的157堆芯，是从法国M310机组引进的技术，虽然国产化，但没有实现自主化。我们的核电站如果要走出去，得法国人点头。”中核集团中国核动力院科技委主任吴琳表示，为此，科研人员通过多个堆芯的比较，最后确定了自主研发177堆芯。

堆芯研发，需要攻克燃料技术，攻克燃料技术，需要实现锆合金工程应用自主。经过十几年的技术攻关，进行了上千次的试验，研发人员才成功研制出具有自主知识产权的N36锆合金。作为核反应堆堆芯的关键结构材料，N36锆合金构成了燃料组件的“骨骼”和“皮肤”，它让“华龙一号”的燃料技术进一步实现了自主化生产。

这样的自主研发还有很多。在研发“华龙一号”的这些年里，团队融合国际先进的设计理念，协同国内外多个高校、科研机构参与研发，通过产学研结合，实现了“实实在在的自主”，打破了发达国家对先进核电技术的垄断。

没有“拖延症”，全球唯一按计划建成的三代核电

“首堆必拖”，是国际在建三代核电普遍陷入的怪圈。

“核电站建设是一个复杂的系统工程，工程量很大，产业链很长，每一项工作都可能成为项目的拖期因素。”中国核电工程有限公司原总经理刘巍表示，“尤其是首堆，新工艺、新设计、新设备不可避免地带来大量变更。”

福清核电5、6号机组，单台机组6万多台套设备，涉及5300多家企业近20万人参与制造和建设，变更量是11万~12万个，每个变更背后都意味着大量的计算。这些变更很大程度上会导致设备和建安的拖期。

然而，“华龙一号”全球首堆却做到了按计划建成。“秘籍”，就藏在中国30多年不间断建设核电的积淀里。

“‘华龙一号’从技术到主要设备都是我们自己的，相比涉外技术交流，遇到问题的时候我们能够在第一时间以最高的效率去解决。”刘巍说，“第二个优势是以设计为龙头的EPC总承包模式。因为我们的设计掌握在自己手上，我们大量的设计代表在现场作为设计院与工程现场的‘桥梁’，帮助解决现场问题，真正发挥了设计引领工程的作用。”

完善的管理体系也是“华龙一号”没有“拖延症”的法宝之一。中核集团通过持续推进“互联网+”，建立了异地综合协同设计平台。针对建设期间工程重大问题的处理，成立了专门的协调机制和TOP10管理模式，并通过委员进支部、党员进班组、建立“岗区队”攻坚团队等党建联建活动，充分发挥国有企业党建优势。

“所以打破‘首堆必拖’怪圈，是依靠我们总承包单位、分包单位，还有全国所有相应的制造企业、施工单位，依靠所有人的贡献来实现的。‘华龙一号’建设进度遥遥领先于国际其他三代核电技术首堆的背后，实际上是我国综合国力的一个体现。”刘巍说。

穿起“铁布衫”，五层防御保障核电安全

在核行业的生存法则里，安全重于一切。

选址，经过了深思熟虑。通过勘探以后，福清核电站所在地址被认为地形最佳。

这是一个岩石构成的半岛，巨大的混凝土平台与半岛成为一个整体。电气厂房、燃料厂房、核岛厂房都建设在这一块平台上。即使遇到地震，整个平台跟随半岛一起运动，不会破坏核电站的结构，从根本上杜绝了福岛核事故重演的可能。

从选址，到设计，再到施工，安全问题都是在国际最高标准的要求下进行的。“华龙一号”研发设计者为了将今后60年甚至100年可能发生的不安全因素都考虑到、解决掉，形成了特有的能动与非能动结合的安全防御体系，具备抗9级以上强震、抗大飞机撞击等设计。

“‘华龙一号’分了五层纵深防御的层次。前面的这个防御体系失守，我还可以退防第二道甚至第三道来确保我的城池不会失陷。为了应对类似福岛这样的核事故，我们就采用了一种叫作非能动的安全系统，跟能动之间的差别就是不需要电力。”邢继表示，在外部电源和动力完全丧失后，仅依靠重力、温差等即可提供动力，让起冷却作用的水循环，排出反应堆事故后产生的余热，更好地保证安全。即便受到“排山倒海”式的冲击，也能启动“自我防护模式”。

而这，只是“华龙一号”纵深防御的其中一道防线。

反应堆压力容器,是核电站重要的实体安全屏障之一，一旦堆芯损坏，它必须要能把放射性物质包容在其中不能外溢。“华龙一号”的压力容器，设计使用年限从之前的40年延长至60年。发生核裂变反应的堆芯被严密地包裹在其中，即便发生核事故，放射性物质也会被牢牢地禁锢在压力容器之中。

如果说压力容器是在核电站的内部保护着堆芯，那安全壳则是整座反应堆与外界隔离的一道极为重要的安全屏障。

“9·11”事件的发生，让防止大型飞机的撞击也成了“华龙一号”安全壳从设计到建造所面临的严峻挑战。“‘9·11’以后考虑到非传统的安全威胁，我们设置了一个双层的安全壳，内壳主要用来应对反应堆发生事故以后，放射性气体不会扩散到环境当中。而外壳，我们重点用来抵御外部的各种极端的自然灾害，包括龙卷风、台风、飞射物，甚至包括大飞机的撞击。”邢继说。

据介绍，“华龙一号”内外安全壳厚度，分别达到了1.3米和1.8米。为了可以抵御大型飞机撞击，安全壳采用了目前世界上最高级别、直径40毫米的钢筋，仅外安全壳就有4层钢筋。

“华龙一号”去年11月首堆并网后，进行了50%、87%、97%等各功率平台的稳态和瞬态试验，各项性能指标完全满足设计标准。首次达到满功率运行后，经过满功率平台57项调试试验，现已顺利完成商运前168小时连续满功率运行考核，完全满足核安全与电力工程启动相关规定要求，机组各项参数正常，系统、设备运行良好，已具备投入商运的条件。

“我们要做的就是安全、安全、更安全。如果核电实现了充分安全，在任何时候不可能发生核事故，那么我相信核能未来的利用，它的领域会更加的广泛。”邢继说。（记者 游笑春）