——從秦山核電站安全運行30年看我國核電技術(shù)發(fā)展

　　2015年1月，習(xí)近平總書記就我國核工業(yè)創(chuàng)建60周年作出重要指示強調(diào)，核工業(yè)是高科技戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，是國家安全重要基石。要堅持安全發(fā)展、創(chuàng)新發(fā)展，堅持和平利用核能，全面提升核工業(yè)的核心競爭力，續(xù)寫我國核工業(yè)新的輝煌篇章。

　　1991年12月15日，我國第一座自行設(shè)計、自行建造的核電站——秦山核電站并網(wǎng)發(fā)電，我國成為世界上第七個能夠自行設(shè)計建造核電站的國家。

　　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(dá)660萬千瓦，年發(fā)電量約520億千瓦時，累計安全發(fā)電6900億千瓦時，成為我國核電機組數(shù)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(chǔ)上，中國核工業(yè)集團有限公司(以下簡稱中核集團)堅持將科技創(chuàng)新作為戰(zhàn)略基點，聚焦核能關(guān)鍵技術(shù)，打造了第三代自主核電技術(shù)“華龍一號”，成為彰顯我國自主創(chuàng)新能力的“國家名片”。

　　
實現(xiàn)核電“零的突破”

　　從浙江省嘉興市海鹽縣出發(fā)，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(yuǎn)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(wǎng)，滿足著長三角地區(qū)的能源需求。

　　時間回到上世紀(jì)70年代。1970年2月8日，上海市傳達(dá)了周恩來總理關(guān)于建設(shè)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(shè)秦山核電站的決定，自此拉開了核電建設(shè)的序幕。此后，來自西北、西南等地的核工業(yè)人在秦山腳下集結(jié)，涉及100多家科研單位、7個設(shè)計機構(gòu)、11個施工單位、數(shù)百家制造廠。大家的目標(biāo)只有一個：實現(xiàn)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(shè)并不順利，能夠借鑒的一手資料非常有限?！澳眠B接蒸汽發(fā)生器和壓力容器的主管道來說，就有多達(dá)16個焊口，當(dāng)時國內(nèi)根本沒有這樣的焊接技術(shù)?！敝泻思瘓F秦山核電黨群工作處業(yè)務(wù)經(jīng)理原勇回憶，“聽說有一家外資企業(yè)掌握相關(guān)技術(shù)，秦山核電站的技術(shù)專家便前去請教?！?/p>

　　起初，這家外資企業(yè)同意以10萬美元的價格提供焊接技術(shù)手冊。但是后來，隨著工程工期的臨近，這家企業(yè)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(shù)，必須向該國報備;第二，使用該技術(shù)焊接管道時，要派該國專家現(xiàn)場監(jiān)督。聽到這些條件，時任秦山核電公司總經(jīng)理的趙宏決定終止談判;其后，就用這10萬美元在秦山現(xiàn)場建設(shè)一個實驗室，組織清華大學(xué)等單位的專家攻關(guān)，用半年時間拿下了這項技術(shù)。

　　“解決自行設(shè)計中的技術(shù)關(guān)鍵，只有通過自己的研究和開發(fā)，才能知其然，并且知其所以然，掌握技術(shù)上的主動權(quán)?！鼻厣胶穗娬竟こ炭傇O(shè)計師歐陽予說。在秦山核電站的建設(shè)過程中，每一張技術(shù)圖紙都是中國人自己設(shè)計、自己繪制的。憑借一系列自主技術(shù)，秦山30萬千瓦核電廠設(shè)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(nèi)，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(yè)第二次創(chuàng)業(yè)的里程碑。

　　此后，秦山核電的發(fā)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(shù)，秦山核電成為核電事業(yè)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(shù)配套服務(wù)“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(shè)巴基斯坦恰希瑪核電站的協(xié)議。恰希瑪項目是我國自行設(shè)計、建造的第一座出口商用核電站，也是當(dāng)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(yīng)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(yè)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(lǐng)我國核電技術(shù)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(fā)的三代核電技術(shù)、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(yè)運行。從核島澆灌第一罐混凝土到商業(yè)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(xiàn)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(shè)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(shè)，這使他對掌握關(guān)鍵技術(shù)的重要性和緊迫性有著更深刻的認(rèn)識：“上世紀(jì)80年代末，我國建設(shè)大陸第一座百萬千瓦級大型商業(yè)核電站時，不僅主要設(shè)備不能由國內(nèi)提供，甚至連核電建設(shè)的基礎(chǔ)材料國內(nèi)也供應(yīng)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(shù)。”

　　核電站是迄今為止最為復(fù)雜的能源系統(tǒng)，而“華龍一號”首堆涉及70多個專業(yè)領(lǐng)域、80多個構(gòu)筑物、360多個系統(tǒng)，工程設(shè)計圖紙在20萬張以上。每一個細(xì)節(jié)的創(chuàng)新，都對設(shè)計、采購、施工、調(diào)試、核安全等各個環(huán)節(jié)提出了更高的要求。要想實現(xiàn)整體升級，必須在全球范圍內(nèi)汲取經(jīng)驗，加強合作。

　　“華龍一號”研發(fā)之初，邢繼帶領(lǐng)“華龍一號”大團隊搭建了“全球化政產(chǎn)學(xué)研用”高效協(xié)同創(chuàng)新研發(fā)平臺，有效整合技術(shù)資源，實現(xiàn)優(yōu)勢互補。在總結(jié)我國30余年核電科研設(shè)計、建造和管理經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，最終形成了匯集“最高的安全標(biāo)準(zhǔn)、177堆芯、雙層安全殼、能動與非能動安全系統(tǒng)、抗震能力、抗大飛機撞擊能力”等多項重大技術(shù)改進的自主百萬千瓦級三代核電技術(shù)——“華龍一號”。

　　堆芯核電研發(fā)涉及336個系統(tǒng)、25個學(xué)科，計算量超乎想象;蒸汽發(fā)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(zhǔn)落入核島頂部最窄處只有10毫米寬的導(dǎo)向槽……一個個看似“不可能完成的任務(wù)”，擺在了“華龍一號”團隊面前。

　　核電站設(shè)計，最重要的就是堆芯。上世紀(jì)90年代，在完成自主研發(fā)設(shè)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(shù)的研發(fā)攻關(guān)項目，并于1996年提出了177堆芯的方案，不僅將核電機組的發(fā)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(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)。

　　“包裹核燃料的金屬材料，被稱為鋯合金。我們剛開始做研發(fā)的時候，國內(nèi)沒有一條完整的生產(chǎn)線?！敝泻思瘓FCF燃料總設(shè)計師焦擁軍回憶。經(jīng)過十幾年的技術(shù)攻關(guān)，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(chǎn)權(quán)的N36鋯合金。隨后，研發(fā)團隊陸續(xù)攻克了臨界熱流密度試驗、堆內(nèi)輻照考驗等系列難關(guān)，CF系列核燃料元件實現(xiàn)了自主化和工業(yè)化應(yīng)用。

　　“華龍一號”的蒸汽發(fā)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(shè)計制造的困難，中核集團“華龍一號”蒸汽發(fā)生器總設(shè)計師張富源經(jīng)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(xiàn)場，穹頂?shù)跹b是土建最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，施工團隊依托豐富經(jīng)驗和過硬的技術(shù)，終于成功完成“刀鋒對接”……

　　一組組參數(shù)的確認(rèn)、一套套設(shè)備的制造、一根根鋼筋的綁扎、一個個儀表的調(diào)校、一行行代碼的輸入，從頂層方案、總體設(shè)計、初步設(shè)計，到相關(guān)重要實驗驗證，“華龍一號”團隊攻克一個又一個難關(guān)，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(guān)項目，研制新設(shè)備上百臺套，形成專利700余件，標(biāo)準(zhǔn)2300余項，軟件著作權(quán)120余項。

　　“華龍一號”在計算分析軟件、反應(yīng)堆堆芯設(shè)計、燃料技術(shù)、能動和非能動安全技術(shù)等方面全面實現(xiàn)了重大突破，自主知識產(chǎn)權(quán)覆蓋設(shè)計、燃料、設(shè)備、建造、運行、維護等領(lǐng)域，掌握了大量關(guān)鍵技術(shù)，形成了核心競爭力，贏得了我國核電未來發(fā)展的主動權(quán)。

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

　　
我國核電技術(shù)從相對落后到世界先進的奮斗征程

　　從第一座重水反應(yīng)堆、第一臺回旋加速器開啟我國原子能事業(yè)新紀(jì)元，到成功研制原子彈、氫彈、核潛艇奠定大國地位;從自主設(shè)計建造秦山核電站、“華龍一號”等大國重器，到自主研發(fā)醫(yī)用鈷—60等一批先進核技術(shù)助推高端醫(yī)療裝備國產(chǎn)化，再到應(yīng)用輻照滅菌技術(shù)助力科技抗疫……縱覽我國核工業(yè)發(fā)展史，就是一部以滿足國家戰(zhàn)略需求為首要任務(wù)、以建設(shè)先進核科技工業(yè)創(chuàng)新體系為戰(zhàn)略支撐的奮斗史。

　　在黨中央堅強領(lǐng)導(dǎo)下，從秦山核電站到“華龍一號”，我國核工業(yè)走出了具有中國特色的發(fā)展之路。其中一條重要的經(jīng)驗，就是有效發(fā)揮新型舉國體制的優(yōu)勢。以超級工程“華龍一號”為例，國內(nèi)17家高校、科研機構(gòu)，58家國有企業(yè)以及140多家民營企業(yè)共同參與研發(fā);其全球首堆工程更是帶動了上下游5300多家企業(yè)，實現(xiàn)了411臺核心設(shè)備的國產(chǎn)化，促進了國家高端重大裝備制造業(yè)、相關(guān)服務(wù)行業(yè)的發(fā)展，對材料、冶金、化工、機械、電子、儀器制造等幾十個行業(yè)的加工技術(shù)和工藝水平具有顯著拉動作用。

　　核工業(yè)發(fā)展，離不開人才。在秦山核電站，涌現(xiàn)出以中國科學(xué)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(shù)骨干。秦山核電一期投運后，國內(nèi)其他核電站開始建設(shè)時，首先想到的是“從秦山要人”。

　　近年來，中核集團重視人才隊伍建設(shè)，構(gòu)筑核科技人才創(chuàng)新高地。圍繞重要科學(xué)領(lǐng)域和創(chuàng)新方向，培養(yǎng)造就一批具有國際水平的戰(zhàn)略科技人才、科技領(lǐng)軍人才和創(chuàng)新團隊;通過菁英、領(lǐng)創(chuàng)和創(chuàng)新團隊等渠道加強青年人才培養(yǎng)，培養(yǎng)鍛煉一批青年科技人才隊伍，構(gòu)建高層次人才通道;進一步創(chuàng)新機制，積極引進高精尖缺科技人才和創(chuàng)新團隊。

　　2021年，秦山核電站迎來并網(wǎng)發(fā)電30周年的重要時刻，“華龍一號”全球首堆順利實現(xiàn)商業(yè)運行。30年時光流轉(zhuǎn)，映照出我國核電技術(shù)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(chuàng)新拼搏的精神風(fēng)貌。

　　“作為我國核科技創(chuàng)新的國家隊和主力軍，中核集團將以習(xí)近平總書記重要指示批示精神為根本遵循，立足新發(fā)展階段、貫徹新發(fā)展理念、構(gòu)建新發(fā)展格局、推動高質(zhì)量發(fā)展，進一步完善先進核科技創(chuàng)新體系，著力推進關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)及成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化，繼續(xù)勇闖‘無人區(qū)’、勇當(dāng)探路者，不斷攀登世界核科技高峰，為早日實現(xiàn)高水平科技自立自強貢獻(xiàn)力量。”中核集團黨組書記、董事長余劍鋒表示。