30年历史跨度间,从“国之光荣”到华龙商运

2021-02-01 09:31  来源:中国核工业    核电  华龙一号  三代核电  秦山核电站  福清核电站

作为中国第一座自行设计建造的核电站——秦山核电站在2021年将迎来安全发电30周年,中国核电从这里起步。被誉为“国之光荣”的秦山核电,到如今“华龙一号”全球首堆实现商运,30年历史跨度间,是中国核电技术从相对落后到世界先进的不屈命途。


作为中国第一座自行设计建造的核电站——秦山核电站在2021年将迎来安全发电30周年,中国核电从这里起步。被誉为“国之光荣”的秦山核电,到如今“华龙一号”全球首堆实现商运,30年历史跨度间,是中国核电技术从相对落后到世界先进的不屈命途。

把视线从聚光灯下移向舞台深处,在我国核电技术发展之路上,而“华龙一号”其实是一个积攒了几十年专业修行的“扫地僧”,又是一个凭着不认怂的劲头逆袭成功的“犟小子”。其意义非比寻常——我国成为了继美俄法等国家之后真正掌握自主三代核电技术的国家,在三代核电技术领域跻身世界前列。

1970年,“文革”尚未结束,但很多地方已经开始恢复生产秩序,电力需求增长。这一年的春节前,上海市领导到中央汇报,道出了当时严峻的形势:上海的许多工厂由于缺电轮流停产。

1970年2月初,周恩来听取上海市工作汇报时指出:“从长远来看,要解决上海和华东地区用电问题,要靠核电。”2月8日,上海市组织传达了周恩来关于建设核电的指示精神并研究了落实措施,我国第一座核电站工程由此得名“728”工程。

这一工程成为我国发展自主核电的道路上的开山之作,确定为采用压水堆,工程定点浙江海盐县的秦山,正式命名为秦山核电厂。

秦山脚下彼时是一片海涂,满目荒凉。夏天如蒸笼一般闷热,蚊叮虫咬厉害,冬天寒风吹透,办公用的蘸水笔冻在墨水瓶里。晴天一身灰,雨天一身泥。

设计人员的条件同样恶劣。曾在北京航空学院教书的李慧珠,承担了编制与整个工程设计配套的物理设计程序的任务,她到上海不久后生下了孩子,十来平方米的小屋住着三代老小。空间太小书倒不少,买来的青菜只好搁在一叠叠书本间。

长期劳累加上营养不良,李慧珠不幸于1983年病逝,没能看到自己参与设计的核电站建成的那一天。

1991年12月15日,秦山一期成功并网发电,在主控室的欢呼沸腾中,中国大陆核电实现了从无到有、从零到一的突破。

▲秦山一期并网发电,实现中国大陆核电零的突破

秦山核电站的全部技术图纸横向垒起来,长度足有1公里,每一张都属于中国人自己的设计和绘制。

1986年,国务院决定把核电站全部交给核工业部主管,大亚湾的主管部门也由水电部改为核工业部;同时在秦山扩建两台60万千瓦压水堆机组,因为当时中国具备了制造60万千瓦发电设备(常规岛设备)的能力,把核电机组改为60万千瓦可以提高整个项目的国产化水平。

虽有一定的技术基础,秦山二期却远非一帆风顺。可以说开工之时就是步入困境之日,困难接踵而至。

首先是图纸设计滞后。按照国际惯例,正式浇灌第一罐混凝土时图纸设计应该完成50%以上,而秦山核电二期工程开工时土建施工图纸只完成了6%。同时因国家对二期工程的投资概算未确定,资金无法到位。

1999年11月,已到交货日期的2号机组压力容器出现严重质量问题导致返工,严重影响工期。但伴随问题的解决,中国成为了世界上第五个能自主制造核电站压力容器的国家。

▲秦山二期核电厂

遇到相当于“当时国内所有核电站遇到困难的总和”的二期工程,最终还是把一个一个困难解决了。如果说秦山一期30万千瓦级核电工程解决了中国大陆无核电的问题,那么秦山二期60万千瓦级核电工程则实现了中国自主建设大型商用核电站的重大跨越。

秦山二期工程电站总体性能达到20世纪90年代国际同类核电站的先进水平,而每千瓦造价远低于国内外同期建造核电站的造价。

与此同时,既是着眼于增加发电能力的眼前需要,又考虑到大国外交的合作需要,我国在“九五”期间(1996~2000)相继购买了俄罗斯的压水堆、加拿大的重水堆等。

抛开经济账,多国技术的进入令尚处于成长阶段的核电工业体系在标准、安全审批、设备制造、人才培养、运营、管理、维修等方面承受了高负荷。两轮引进之后,我国核电以“万国牌”面孔进入了21世纪。

核电是战略高技术,通过“以市场换技术”的引进方式,无法改变我国没有自主百万千瓦级压水堆核电技术的状况。而且引进技术只能在中国国内用,不能走出国门。

对此,中国核工业人心里是憋着一股劲的。在自主设计建造的秦山一期、二期建成后,核科研人并没有放弃研发我们国家自己的百万千瓦级压水堆核电核电技术。

1999年,中核集团全面启动CNP1000概念设计,当年11月27日,在北京九华山庄举办了“国产化百万千瓦级核电站(CNP1000)概念设计报告会”。

2005年,中核集团完成了CNP1000初步设计。之后进一步确定了22项重大技术改进,并将型号名称由CNP1000变更为CP1000,中国核电工程有限公司的邢继担任项目总师。团队振奋精神,瞄准2011年开工建设核电厂的目标,进行方案设计优化。

2009年底,CP1000示范工程福清核电5、6号机组的初步设计完成。2011年2月28日~3月1日,是CP1000项目落地前的最后一次例行审查会。会上,CP1000再次获得专家们高度肯定,终于可以开工建设了。

2011年3月8日,核动力院CP1000项目总师刘昌文还去了福清核电项目现场,眼看着10多台推土机已经抵达现场,轰隆隆地开始挖土了。

他非常激动——中国自主的百万千万级核电技术就要在这里变为现实,设计人员10多年的成果终于要从蓝图变为现实了!

谁都没有想到,仅三天之后,发生在日本福岛的核事故将他们的梦想击得粉碎。“所有的困难都解决了,CP1000马上就要开工了,而福岛事故却给工程按下了暂停键。”邢继说。

刘昌文回忆时眼睛湿润了。他说,当时身边很多技术人员都很失落和彷徨,CP1000就像自己的孩子,怀胎十月,眼看就要降生了,却最终夭折。在一次内部讨论会上,技术人员谈到激动处,许多人都流下了眼泪——搞中国自主的核电技术为何就这么难?

“暂停键”并不意味着停止,而是对核电技术提出了更高的标准和要求。

作为总设计师,邢继带领团队对标国际最先进的三代核电技术,提出了能动与非能动相结合、双层安全壳等一系列革新理念,加快完成从顶层方案、总体设计、初步设计,到相关重要试验验证等型号研发工作。2013年4月,中核集团研发出完全符合国际最高安全标准的ACP1000自主化三代压水堆先进机型,并向国家核安全局呈交了初步安全分析报告。2014年,继通过国内权威评审后,国际原子能机构针对“华龙一号”前身——ACP1000的通用反应堆设计审查(GRSR)的结论也于年底出炉。专家认为,“ACP1000在设计安全方面是成熟可靠的,满足IAEA关于先进核电技术最新设计安全要求;其在成熟技术和详细的试验验证基础上进行的创新设计是成熟可靠的”。

▲2015年5月7日,“华龙一号”全球首堆

福清核电5号机组FCD

以30余年来中国在核电科研、设计、制造、建设和运行上的经验积累为基座,“华龙一号”这颗核电塔尖的明珠终于大放异彩,打破了全球三代核电“首堆必拖”的魔咒。

“华龙一号”的成功是一个奇迹。奇迹,往往是说本不太可能发生却发生了的事情。如果AP1000没有拖期,如果福岛核事故没有发生,如果……非常多的如果,可能会左右中国自主三代核电的发展进程。

▲“华龙一号”全球首堆成功商运

然而“华龙一号”的诞生又并非偶然,而是必然。我国核电发展从无到有、从小到大、从弱到强,形成了10万、30万、60万到百万千瓦级压水堆核电厂的自主设计和批量规模建设能力。研制出中国的第三代压水堆品牌,只是时间早晚的问题。

从引进国外现有产品开始国产化的发展方式不是核电独有的,汽车、飞机等行业都是如此,如今新能源汽车巨鳄特斯拉来华办厂也是如此。然而过往已经充分说明,一味靠别人是靠不住的,最终还是“以我为主、中外合作”。

核电具有清洁、低碳、稳定、高效和经济的特点,在2030年“碳达峰”和2060年“碳中和”目标下,愈发成为我国电力基荷电源的最佳选择。但它所代表的还不仅仅是电,更是和平时期保持和拥有强大核科技工业体系、增强核实力的重要途径。

对于关键核心技术的研发攻关,已故的中国工程院院士、核物理学家阮可强的一句话在今天听来仍然振聋发聩:

“要实现核电强国的目标,必须将科研力量整合起来向一个方向使劲。”

“华龙一号”总设计师邢继说,其研发自始至终目标明确,那就是实现中国几代核电人都没有实现的核电强国梦:要走入国际视野,成为国际核电市场认可的中国品牌。

▲巴基斯坦卡拉奇核电2、3号机组(采用“华龙一号”技术)核岛安装工程

从当年陆上模式堆以核动力发出第一度电,到我国自主研发的三代核电“华龙一号”全球首堆发电,没有一蹴而就的成功。

“华龙一号”不是终点,而是中国自主科技品牌崛起的一个里程碑。

回溯来时路,是为了更好地踏上前方征途。



深圳核博会

图为技术


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