中國自主三代核電“華龍一號”探秘系列之緣起篇

 

      1997年，一個靜謐的午后，在中國核動力研究設(shè)計院老基地一棟辦公樓里，一陣陣激烈的爭論聲充斥著整個樓道。原來，十幾個技術(shù)人員正聚集在一間辦公室里，討論著中國自主百萬千瓦級核電站方案的主參數(shù)。

 

      或許那時，他們誰也沒有預(yù)料到，這就是“華龍一號”孕育17年的起點。

 

      核動力院承擔著“華龍一號”反應(yīng)堆及一回路設(shè)計工作，了解“華龍一號”“心臟”的誕生，必然以這里為起點。長期擔任核電工程項目技術(shù)負責人的核動力院科技委副主任、原副院長張森如說，早在1996年，原國家計委在上海組織召開關(guān)于核電發(fā)展的研討會，提出國家發(fā)展核電的方向不再是60萬千瓦級，而是100萬千瓦級。這促使大家萌發(fā)了自主研發(fā)百萬千瓦級核電技術(shù)的念頭。

 

      當時恰逢嶺澳核電站二期正走自主設(shè)計、自主制造、自主建造、自主運營的建設(shè)路線，規(guī)劃建設(shè)兩臺百萬千瓦級壓水堆核電機組。據(jù)張森如介紹，為拿下嶺澳核電站二期工程，核動力院在秦山二期60萬千瓦核電技術(shù)(CNP600)的基礎(chǔ)上，開發(fā)了百萬千瓦壓水堆核電技術(shù)CPR1000。CPR1000在換料周期、設(shè)計壽命、數(shù)字化儀控、專設(shè)安全系統(tǒng)優(yōu)化等方面進行了25項改進。在CNP600、CPR1000的基礎(chǔ)上，中國第二代核電技術(shù)逐漸定型并取得了驕人的戰(zhàn)績，相繼運用于浙江秦山二期擴建兩臺機組、廣東嶺澳二期兩臺機組、遼寧紅沿河一期四臺機組、福建福清一期兩臺機組、浙江方家山兩臺機組、廣東寧德兩臺機組、廣東陽江兩臺機組、海南昌江兩臺機組的設(shè)計。遺憾的是，CNP600、CPR1000均是法國進口機型M310的改進型，在堆芯設(shè)計，特別是在燃料元件設(shè)計制造技術(shù)上，不具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，不能實現(xiàn)出口。

 

      為了突破核電技術(shù)發(fā)展長期受制于人、不能實現(xiàn)出口的困局，振興國內(nèi)裝備制造業(yè)。從1997年開始，核動力院在CNP600“121堆芯”、CPR1000“157堆芯”的基礎(chǔ)上，自主創(chuàng)新地提出“177堆芯”的概念，功率確定為100萬千瓦，機型確定為CNP1000,隨后開展了主參數(shù)論證、概念設(shè)計、方案設(shè)計、模擬初步設(shè)計、工程初步設(shè)計，完成了反應(yīng)堆整體水力模擬試驗、反應(yīng)堆堆內(nèi)構(gòu)件流致振動試驗等一系列關(guān)鍵性驗證性試驗。2005年10月，國家環(huán)保總局核安全中心對《CNP1000核電廠初步安全分析報告》進行了預(yù)審評。審評認為：CNP1000設(shè)計比國內(nèi)同類核電技術(shù)在安全方面的設(shè)計更加全面和周到，將CNP1000核電技術(shù)定位于“二代改進型”核電技術(shù)是準確和符合實際的，經(jīng)局部設(shè)計改進后具備上工程的條件。

 

      后由于國家引進AP1000技術(shù)，為給引進三代核電技術(shù)預(yù)留更多的廠址，CNP1000未能上工程。直至2007年4月，中核集團公司將CNP1000更名為CP1000，在前期研發(fā)工作的基礎(chǔ)上，開展了CP1000工程總體設(shè)計、初步設(shè)計工作，同時開展了概率安全分析、重大設(shè)計方案研究及初步安全分析報告編制工作，并在2010年4月，通過中國核能行業(yè)協(xié)會組織的國內(nèi)專家審查，獲得業(yè)界認可，完全具備上工程的所有條件。2011年，國家核安全局已經(jīng)受理以福清核電5、6號為項目背景CP1000安全審評工作，第一次初步安全分析報告對話會在同年2月28日、3月1日兩天召開。此時，福清現(xiàn)場負挖已經(jīng)啟動，預(yù)計當年年底實現(xiàn)福清5號機組澆灌第一罐混凝土。

 

      正當大家期待我國自主百萬千瓦級核電就要落地成為現(xiàn)實時，2011年3月11日，日本福島核事故發(fā)生。國務(wù)院提出，今后國內(nèi)新建核電站必須以世界最高安全標準來審查，并滿足第三代核電技術(shù)要求，代表中國二代核電技術(shù)發(fā)展最高水準的CP1000再次擱淺。

 

      為應(yīng)對世界核電形勢變化，中核集團公司啟動核電技術(shù)重點科技專項，在CP1000工程設(shè)計的基礎(chǔ)上，消化吸收引進的三代核電技術(shù)，充分考慮日本福島核事故后的經(jīng)驗反饋，依據(jù)國家最新核安全法規(guī)要求，研發(fā)具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的三代核電技術(shù)ACP1000。ACP1000被視為中核集團占領(lǐng)核電技術(shù)制高點的重要標志性工程，肩負著帶動核電相關(guān)領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)提升、實現(xiàn)工程化應(yīng)用、真正樹立我國自主核電品牌、實現(xiàn)核電“走出去”目標的使命?；诖饲笆嗄甑难邪l(fā)基礎(chǔ)，6個月完成了ACP1000頂層設(shè)計方案，并通過專家評審。“按正常推進，頂層設(shè)計方案需要1年到1年半的時間。雖然時間壓縮得很短，但是工作的過程充滿了自信和希望。”中國核電工程有限公司ACP1000出口項目設(shè)計經(jīng)理張翔宇說。

 

      2013年4月，在國家能源局和國家核安全局的指導下，為步調(diào)一致?lián)屨紘H核電市場，在ACP1000技術(shù)的基礎(chǔ)上，中核集團和廣核集團將各自的百萬千瓦級技術(shù)進行融合，形成我國自主知識產(chǎn)權(quán)、自主品牌的三代核電技術(shù)“華龍一號”。

 

      “十多年的自主創(chuàng)新之路，‘華龍一號’經(jīng)歷了諸多‘從無到有’的突破，相當曲折，前方的路布滿荊棘，我們依舊選擇最初的那份堅守，在堅守中不斷壯大、提高自己的技術(shù)水平，更加自信地推動我們的夢想向現(xiàn)實加速前行。”中核集團公司“華龍一號”總設(shè)計師、中國核電工程有限公司副總經(jīng)理兼總工程師邢繼如此表述這段曲折的夢想之路。