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      人民日報頭版!從秦山核電站安全運行30年看我國核電技術發展

      發布時間:2021-12-21 【字體:

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        2015年1月,習近平總書記就我國核工業創建60周年作出重要指示強調,核工業是高科技戰略產業,是國家安全重要基石。要堅持安全發展、創新發展,堅持和平利用核能,全面提升核工業的核心競爭力,續寫我國核工業新的輝煌篇章。

        1991年12月15日,我國第一座自行設計、自行建造的核電站——秦山核電站并網發電,我國成為世界上第七個能夠自行設計建造核電站的國家。

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        時至今日,秦山核電站已安全運行30年,建成后的秦山核電基地總裝機容量達660萬千瓦,年發電量約520億千瓦時,累計安全發電6900億千瓦時,成為我國核電機組數量最多、堆型最全面、核電運行管理人才最豐富的核電基地。

        在保障秦山核電站安全運行的基礎上,中國核工業集團有限公司(以下簡稱中核集團)堅持將科技創新作為戰略基點,聚焦核能關鍵技術,打造了第三代自主核電技術“華龍一號”,成為彰顯我國自主創新能力的“國家名片”。

        實現核電“零的突破”

        從浙江省嘉興市海鹽縣出發,一路向南,行至秦山腳下。在水泥建筑群掩映下,有一座白色的建筑物,遠處山巒上矗立的高壓鐵塔和粗壯的輸電線,正與之相連。這座建筑,就是我國第一座30萬千瓦壓水堆核電站,從這里和周邊共9臺運行機組輸出的綠色能源,源源不斷地匯入華東電網,滿足著長三角地區的能源需求。

        時間回到上世紀70年代。1970年2月8日,上海市傳達了周恩來總理關于建設核電的指示精神,我國首個自主核電——秦山核電站即以“七二八工程”命名。

        1982年,在五屆全國人大五次會議上,我國鄭重宣布建設秦山核電站的決定,自此拉開了核電建設的序幕。此后,來自西北、西南等地的核工業人在秦山腳下集結,涉及100多家科研單位、7個設計機構、11個施工單位、數百家制造廠。大家的目標只有一個:實現核電“零的突破”。1985年3月,秦山核電站澆灌第一罐混凝土。

        萬事開頭難,秦山核電站的初期建設并不順利,能夠借鑒的一手資料非常有限?!澳眠B接蒸汽發生器和壓力容器的主管道來說,就有多達16個焊口,當時國內根本沒有這樣的焊接技術?!敝泻思瘓F秦山核電黨群工作處業務經理原勇回憶,“聽說有一家外資企業掌握相關技術,秦山核電站的技術專家便前去請教?!?/p>

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        起初,這家外資企業同意以10萬美元的價格提供焊接技術手冊。但是后來,隨著工程工期的臨近,這家企業所在國政府又提出兩個“附加條件”:第一,中國人使用這種焊接技術,必須向該國報備;第二,使用該技術焊接管道時,要派該國專家現場監督。聽到這些條件,時任秦山核電公司總經理的趙宏決定終止談判;其后,就用這10萬美元在秦山現場建設一個實驗室,組織清華大學等單位的專家攻關,用半年時間拿下了這項技術。

        “解決自行設計中的技術關鍵,只有通過自己的研究和開發,才能知其然,并且知其所以然,掌握技術上的主動權?!鼻厣胶穗娬竟こ炭傇O計師歐陽予說。在秦山核電站的建設過程中,每一張技術圖紙都是中國人自己設計、自己繪制的。憑借一系列自主技術,秦山30萬千瓦核電廠設計與建造項目榮獲國家科技進步特等獎。

        位于海鹽縣的核電科技館內,有一座時鐘,上面的時間定格在1991年12月15日0時15分,這是我國和平利用核能的重大突破,是核工業第二次創業的里程碑。

        此后,秦山核電的發展快馬加鞭,秦山核電二期工程、三期工程以及方家山核電工程相繼建成。在此過程中,我國先后掌握了30萬、60萬、100萬千瓦級核電技術,秦山核電成為核電事業從無到有、從小到大的縮影。同時,秦山核電也邁出了我國核電技術配套服務“走出去”的第一步。1991年12月31日,中國與巴基斯坦在北京簽署了以秦山核電站為參考,合作建設巴基斯坦恰?,敽穗娬镜膮f議。恰?,旐椖渴俏覈孕性O計、建造的第一座出口商用核電站,也是當時我國最大的高科技成套出口項目。

        如今,在秦山一期核反應堆正對面的山麓上,仍可以看到一塊刻著“秦山春曉”四個大字的石碑?!斑@是我國核電工作者記錄歷史的方式,秦山核電站就像一支‘報春曲’,我國核電事業迎來春天?!敝泻思瘓F秦山核電黨委書記、董事長黃潛說。

        “華龍一號”引領我國核電技術水平

        和綜合實力躋身世界第一方陣

        2021年1月30日,我國自主研發的三代核電技術、全球第一臺“華龍一號”核電機組——福建福清核電5號機組投入商業運行。從核島澆灌第一罐混凝土到商業運行,“華龍一號”僅用時68.7個月,是唯一按期建成的全球三代核電首堆。

        “華龍一號”實現了幾代核電工作者的夢想,其中就包括中核集團“華龍一號”總設計師、首席專家邢繼。30年來,邢繼幾乎參與了我國所有的核電站建設,這使他對掌握關鍵技術的重要性和緊迫性有著更深刻的認識:“上世紀80年代末,我國建設大陸第一座百萬千瓦級大型商業核電站時,不僅主要設備不能由國內提供,甚至連核電建設的基礎材料國內也供應不了,滿足核電站要求的鋼筋混凝土都只能進口。我們都憋著一股子勁,一定要研制出自主百萬千瓦級核電技術?!?/p>

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        核電站是迄今為止最為復雜的能源系統,而“華龍一號”首堆涉及70多個專業領域、80多個構筑物、360多個系統,工程設計圖紙在20萬張以上。每一個細節的創新,都對設計、采購、施工、調試、核安全等各個環節提出了更高的要求。要想實現整體升級,必須在全球范圍內汲取經驗,加強合作。

        “華龍一號”研發之初,邢繼帶領“華龍一號”大團隊搭建了“全球化政產學研用”高效協同創新研發平臺,有效整合技術資源,實現優勢互補。在總結我國30余年核電科研設計、建造和管理經驗的基礎上,最終形成了匯集“最高的安全標準、177堆芯、雙層安全殼、能動與非能動安全系統、抗震能力、抗大飛機撞擊能力”等多項重大技術改進的自主百萬千瓦級三代核電技術——“華龍一號”。

        堆芯核電研發涉及336個系統、25個學科,計算量超乎想象;蒸汽發生器有5835根管,幾乎沒有一根完全相同,還要順利穿過9層支撐板;穹頂直徑46.8米,鋼襯里厚度僅為6毫米,吊裝時要精準落入核島頂部最窄處只有10毫米寬的導向槽……一個個看似“不可能完成的任務”,擺在了“華龍一號”團隊面前。

        核電站設計,最重要的就是堆芯。上世紀90年代,在完成自主研發設計60萬千瓦的秦山二期核電工程后,中核集團立即啟動自主百萬千瓦級核電技術的研發攻關項目,并于1996年提出了177堆芯的方案,不僅將核電機組的發電功率提升5%至10%,也大大增強了核電站的安全性。這是“華龍一號”誕生的源頭和關鍵技術的基礎。

        “包裹核燃料的金屬材料,被稱為鋯合金。我們剛開始做研發的時候,國內沒有一條完整的生產線?!敝泻思瘓FCF燃料總設計師焦擁軍回憶。經過十幾年的技術攻關,科研人員進行了上千次的試驗,終于成功研制出具有自主知識產權的N36鋯合金。隨后,研發團隊陸續攻克了臨界熱流密度試驗、堆內輻照考驗等系列難關,CF系列核燃料元件實現了自主化和工業化應用。

        “華龍一號”的蒸汽發生器,大到尺寸、小到核心部件,甚至是每一條焊縫,都跟之前完全不同。為解決設計制造的困難,中核集團“華龍一號”蒸汽發生器總設計師張富源經常奔波于各大制造廠之間,最終將制造周期壓縮至27個月;在“華龍一號”的全球首堆示范工程現場,穹頂吊裝是土建最關鍵的環節,施工團隊依托豐富經驗和過硬的技術,終于成功完成“刀鋒對接”……

        一組組參數的確認、一套套設備的制造、一根根鋼筋的綁扎、一個個儀表的調校、一行行代碼的輸入,從頂層方案、總體設計、初步設計,到相關重要實驗驗證,“華龍一號”團隊攻克一個又一個難關,克服一個又一個困難,用整整16年的時間,開展54項科研攻關項目,研制新設備上百臺套,形成專利700余件,標準2300余項,軟件著作權120余項。

        “華龍一號”在計算分析軟件、反應堆堆芯設計、燃料技術、能動和非能動安全技術等方面全面實現了重大突破,自主知識產權覆蓋設計、燃料、設備、建造、運行、維護等領域,掌握了大量關鍵技術,形成了核心競爭力,贏得了我國核電未來發展的主動權。

        從秦山到福清,我國核電從技術上“一窮二白”起步,到自主設計、建設百萬千瓦級核電站,技術水平和綜合實力躋身世界第一方陣。核工業人以自立自強的精神不懈奮斗,向著建設核工業強國又邁出了堅實的一步。

        我國核電技術從相對落后

        到世界先進的奮斗征程

        從第一座重水反應堆、第一臺回旋加速器開啟我國原子能事業新紀元,到成功研制原子彈、氫彈、核潛艇奠定大國地位;從自主設計建造秦山核電站、“華龍一號”等大國重器,到自主研發醫用鈷—60等一批先進核技術助推高端醫療裝備國產化,再到應用輻照滅菌技術助力科技抗疫……縱覽我國核工業發展史,就是一部以滿足國家戰略需求為首要任務、以建設先進核科技工業創新體系為戰略支撐的奮斗史。

        在黨中央堅強領導下,從秦山核電站到“華龍一號”,我國核工業走出了具有中國特色的發展之路。其中一條重要的經驗,就是有效發揮新型舉國體制的優勢。以超級工程“華龍一號”為例,國內17家高校、科研機構,58家國有企業以及140多家民營企業共同參與研發;其全球首堆工程更是帶動了上下游5300多家企業,實現了411臺核心設備的國產化,促進了國家高端重大裝備制造業、相關服務行業的發展,對材料、冶金、化工、機械、電子、儀器制造等幾十個行業的加工技術和工藝水平具有顯著拉動作用。

        核工業發展,離不開人才。在秦山核電站,涌現出以中國科學院院士歐陽予、中國工程院院士葉奇蓁為代表的大批杰出科技人才。這里還誕生了中國大陸首批35名核電操縱員,向全國輸出了2500余名核電技術骨干。秦山核電一期投運后,國內其他核電站開始建設時,首先想到的是“從秦山要人”。

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        近年來,中核集團重視人才隊伍建設,構筑核科技人才創新高地。圍繞重要科學領域和創新方向,培養造就一批具有國際水平的戰略科技人才、科技領軍人才和創新團隊;通過菁英、領創和創新團隊等渠道加強青年人才培養,培養鍛煉一批青年科技人才隊伍,構建高層次人才通道;進一步創新機制,積極引進高精尖缺科技人才和創新團隊。

        2021年,秦山核電站迎來并網發電30周年的重要時刻,“華龍一號”全球首堆順利實現商業運行。30年時光流轉,映照出我國核電技術從相對落后到世界先進的奮斗征程,彰顯了新時代核電工作者創新拼搏的精神風貌。

        “作為我國核科技創新的國家隊和主力軍,中核集團將以習近平總書記重要指示批示精神為根本遵循,立足新發展階段、貫徹新發展理念、構建新發展格局、推動高質量發展,進一步完善先進核科技創新體系,著力推進關鍵技術攻關及成果轉化與產業化,繼續勇闖‘無人區’、勇當探路者,不斷攀登世界核科技高峰,為早日實現高水平科技自立自強貢獻力量?!敝泻思瘓F黨組書記、董事長余劍鋒表示。

      關于中國核電

      在核工業全產業鏈體系的支撐下,中國核能電力股份有限公司將秉承“兩彈一星”和核工業精神,踐行“責任、安全、創新、協同”的企業核心價值觀,不斷追求卓越,超越自我,致力于為企業創造價值、為股東創造利潤、為員工創造幸福、為社會創造財富。

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