“华龙一号”——走向世界的中国名片

兴化湾畔，岐尾山前。“华龙一号”国内示范工程第二台机组——中核集团福清核电6号机组日前正式投入商业运行。不久后，在卡拉奇，巴基斯坦最大的城市，“华龙一号”全球第四台、海外第二台机组也投入商业运行。

捷报频传，标志着我国拥有自主知识产权的第三代核电技术——“华龙一号”海内外示范工程四台机组全面建成。这是我国核电建设历程中的又一重大里程碑。

从无到有，从小到大，从一根电缆、一颗螺丝钉都需要进口，到形成高水平工业创新链和产业链，跻身世界第一方阵，再到走出国门、惊艳世界……数十年间，中国核电实现跨越发展，“华龙一号”已经成为名副其实的国家名片。

那么，如何将核能转化为电能?“华龙一号”有何技术创新，又是如何确保核安全的?“华龙一号”批量化建设进展如何?记者近日采访了中核集团中国核能电力股份有限公司及其下属单位相关负责同志，让我们一起来探究中国核电走向世界的智慧密码。

700多项专利授权、120多个软件著作权

一个机组可满足一个中型城市的用电需求

5月25日晚，福建福州。雨中的上下杭河畔，斑斓灯光与古树古桥古厝相伴，如同一幅梦幻的山河画卷。

这里的五彩斑斓，就有核电的功劳。

核电，作为一种清洁低碳能源，在世界能源供给中发挥着越来越重要的作用。

在距离上下杭河畔近百公里之外的福建福清，“华龙一号”全球首堆示范工程所在地——中核集团中国核电旗下福清核电6台百万千瓦级核电机组并排而立，总装机容量达667.8万千瓦，年发电能力超500亿千瓦时。

数据显示，6台机组目前累计安全发电2000亿度，相当于累计节约标准煤消耗6240万吨，减少二氧化碳排放1.6亿吨，减少二氧化硫排放50万吨，植树造林约14亿棵。

记者了解到，福清核电1至4号机组采用二代改进型成熟核电技术，两两成组，在2014至2017年间先后投运。5号、6号机组单堆布置，采用中国自主研发设计具有完全自主知识产权的三代压水堆核电技术，构成了“华龙一号”国内示范工程。

“自主设计、自主建造、自主运行、自主管理。5号机组去年1月30日投入商运，并于今年年初顺利完成首次换料大修，6号机组如今也已顺利投入商运两个月。”福清核电有限公司副总经理徐金龙告诉记者，两台“华龙一号”机组年发电量近200亿度，一个机组并网发电之后，就能够满足一个中型城市的用电需求。

龚智明，福清核电调试管理/生产准备处处长，见证了“华龙一号”国内示范工程的每一次瞬态试验、每一次集中消缺、每一次汽轮机冲转……“这是我一辈子最大的幸事。”谈及此，龚智明难掩激动。

他永远也忘不了七年前的那一天。2015年5月7日，“华龙一号”全球首堆——福清核电5号机组正式开工建设。

这一天，也令我国几代核电人刻骨铭心。福清核电5号机组是我国自主建造的第一座三代核电技术反应堆，多项技术打破了国外垄断。

“自主”两个字，说起来简单，背后却是几代核电人的艰辛付出。

中国核电起步晚，当时国际上发达国家的核电站建设已经开始了近30年。1985年开工、1991年建成投用的秦山核电站一期30万千瓦级核电机组，改写了中国大陆无核电的历史。20世纪90年代初，中国引进法国技术在广东大亚湾开建第一个百万千瓦级核电站，那时候，连水泥、钢筋等基础材料都需要进口……

关键核心技术买不来、换不来。在引进、消化、吸收的基础上，我国启动了百万千瓦级核电技术的自主研发工作。从基本概念形成，到一系列重大设计和核心技术的研发、试验、验证和攻克，再到工程方案的优化和完善……“华龙一号”技术研发走过了近20年。可以说，“华龙一号”承载着我国几代核电人的自主创新理想，也折射出中国核电坚持自主创新的发展历程。

如今，“华龙一号”已经成功建立了2044项国内国际标准组成的完整标准体系，获得了700多项国内专利、65项国际专利授权和120多个软件著作权，覆盖了设计技术、专用设计软件、燃料技术、运行维护技术等诸多领域。

据中核集团党组书记、董事长余剑锋介绍，“华龙一号”共有设备7万余台套，反应堆压力容器、蒸汽发生器、堆内构件、非能动系统设备等核心装备已实现自主化、国产化，国内首堆工程设备国产化率达到88%。“华龙一号”成为中国创造走向世界的新名片。

177堆芯、双层安全壳、能动+非能动系统

多重屏障守护核安全

“一回路正常”“二回路正常”“三回路正常”“当前处于满功率运行”……5月20日23时30分，福清核电6号机组主控室内，运行三处一值交接上岗，值班人员对机组各设备和系统运行情况进行了仔细检查。

作为这一班的值长，王玮公布了当班作业任务，并再次强调了作业安全。这已然成为他的职业习惯。

今年36岁的王玮已经入行14年，从操纵员到高级操纵员，再到值长，“安全第一”的理念在他心中已经根深蒂固。

“这是作为核电人最基本的职业操守。”王玮告诉记者，主控室相当于核电站的“大脑”，连接着厂房的各个设备和系统，机组运行的各个操作指令都从这里发出，各项数据也在这里汇集，从而实现对各个设备和系统的集中实时监控。“任何人为操作失误，都可能危及核电站的安全运行，所以要慎之又慎，安全安全再安全。”

如其所言，安全是核电发展的生命线，稍有差池便是“一失万无”。而提高安全性也是中核集团“华龙一号”总设计师邢继自研发伊始就定下的首要目标。

专家介绍，“华龙一号”的运行原理就像“烧热水”：反应堆设有三个回路，一回路利用核裂变产生热量;经过热传递，在二回路中将水汽化为水蒸气，水蒸气带动汽轮发电机发电;三回路则是利用海水带走运行期间的热量，起到冷却的作用，最终排入海中。

各个回路独立运行，放射性物质被有效地控制在一回路中，三回路则辅助有几千米长的排水管道，在与周围环境进行充分热交换后才会排入海中，不会对海洋生物造成明显影响。

除了回路设计之外，堆芯技术、安全壳建造以及“能动+非能动”的设计理念等，无不体现着我国核电人出于安全考量的匠心独运。

堆芯，被视为核电站的心脏。与国际传统的157堆芯不同，“华龙一号”拥有独特的177堆芯。虽然数字只相差20，但177堆芯不仅可以使核电机组的发电功率提升5%至10%，同时也增强了核电站的安全性。

“我们自主设计的177堆芯比157堆芯的体积更大，就像一个电热水壶一样，底盘加热面积增大了，烧同样的一壶水，电热丝的温度就可以更低一些，这进一步增加了堆芯的可控性。”中国核电有关专家介绍。

在此基础上，研发团队还增加了双层安全壳、能动与非能动相结合等安全措施。

在连线时，徐金龙给记者展示了“华龙一号”机组的全貌。整个机组由核岛和常规岛构成，核岛包括反应堆厂房、核燃料厂房等;常规岛则包括汽轮发电机厂房和海水泵房等。其中，反应堆厂房就像是一个大弹壳，采用了双层安全壳技术。

“安全壳的用料和结构都是现有核电技术里的最高级别，仅外层安全壳就设置了4层钢筋防护层。”据有关研发人员介绍，这种双层设计使得核岛应对外部冲击的能力得到大幅提升，“可以抵御大型飞机的撞击，还可以抵御17级台风、9度地震烈度。”

而“能动+非能动”安全系统则是“华龙一号”的招牌技术。据介绍，除常规主电源外，“华龙一号”还配有被称为核电站“速效救心丸”的应急柴油发电机组。当主电源出现问题的时候，应急柴油发电机组将及时启动。假设应急柴油发电机也发生故障不能发电，“华龙一号”还有一套不需要电力的非能动安全系统作为备选方案。“一旦发生事故，72小时内不需要外部干预，依靠自然循环、重力、化学反应等非能动手段便可将堆芯的热量导出，保证机组安全，彻底杜绝福岛核事故重演的可能性”。

多重安全屏障保护下，使得“华龙一号”在安全、技术和经济指标上，已经达到或超过了国际三代核电用户需求，被视为是目前“最安全的核电站”。

不断突破、不断创新、不断完善

“华龙一号”技术在国内外广泛播种开花

5月23日至27日，结束了一个多月大轮班的王玮进入固定的“充电”时间。

据了解，在这里，作为核电站的“安全卫士”，每一位操纵员上岗都要经过历时超过两年极其严苛的培训、考核与选拔，他们要对核电站的每一个系统，甚至是零部件都了然于胸。不仅如此，在一个大轮班之后，他们还要接受短期培训，进一步巩固提高专业技能，时刻保持与时俱进。

业内人士表示，“核电产业就像早晨七八点钟的太阳，还是旭日初升的样子，技术也在不断发展”。因此，无论是技术研发，还是项目建造，我国核电人仍在不断突破、不断创新、不断完善。

福清南下300多公里，福建云霄刺仔尾滨海区域，“华龙一号”批量化建设现场一派繁忙景象。根据规划，这里将要建设8台华龙技术机组。漳州核电1、2号机组分别于2019年、2020年开工建设。

5月20日，随着最后一道焊口焊接完成，漳州核电1号机组主管道的焊接工作顺利完成，并经无损检验100%一次合格，较一级里程碑节点提前133天高质量完成目标。

高效施工背后的秘诀，就是不断创新。据中核国电漳州能源有限公司党委书记、董事长陈国才介绍，在总结“华龙一号”海内外示范工程建设经验的基础上，他们持续创新优化，推动机组批量化、模块化、智慧化建设。目前已改进重大设计39项、优化运行106项。

实行模块化建造。以不锈钢水池模块化先贴建造为例。作为核电站核岛土建的关键部位，其进展快慢对后续设备能否如期安装、建造等影响很大。“‘华龙一号’核岛不锈钢水池覆面施工存在两个难题，一是增加了非能动堆腔注水箱、内置换料水箱等，工程量大;二是以往施工通常是采取先建造混凝土结构、再覆面施工的模式，建造周期长。”中核国电漳州能源有限公司党委副书记、总经理宋丰伟告诉记者。

采用模块化施工是将不锈钢水池覆面在车间预制成单片子模块，然后再在现场将子模块拼装成整体模块后一次性吊装就位。“对比传统工艺，90%以上工序可在标准化车间、拼装场地等完成，可与主体结构施工同步开展，同时引入系列配套自动化装备，不仅可以提高施工质量，还大大缩短了建造周期。”宋丰伟说。

不仅如此，漳州核电还实行主设备先行引入工法等，使得主管道、主泵泵壳、蒸汽发生器及压力容器等主设备比常规计划提前8个月开始安装。以“智慧华龙”大数据平台为基础，通过智慧工地系统、工程管理信息系统、生产管理信息系统、设备健康管理系统等应用，赋能华龙工程建设和电站运营管理全过程，助力华龙机组批量化建设和数字化运营。

如今，“华龙一号”技术在国内外广泛播种开花。海南、广东、浙江等地，多台“华龙一号”机组已在建设中。积极响应“一带一路”倡议，中核集团已与沿线20多个国家和地区建立核电项目合作关系，推动海外“华龙一号”项目落地。

就像“华龙一号”的名字一样，“中华复兴、巨龙腾飞”，我们期待中国核电实现更大跨越。