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走进新中核:国之重器从大山深处走来

2020年08月31日 17:22:30字号:T|T

    今年是中国核工业创建65周年,也是我国第一艘核潜艇陆上模式堆满功率运行发出中国核能第一度电50周年。8月24日,由中央网信办网评局指导、中核集团宣传文化中心主办的“走进新中核”媒体活动在川启动。这也是国资委新闻中心“走进新国企”系列活动中的重要组成部分。

 

    距离成都市100多公里,在一座大山深处,有代号为909的一个基地,这里是我国第一艘核潜艇陆上模式堆所在地,我国核能第一度电就在这里发出。现在,这里孕育出了华龙一号,使我国拥有了全球领先的三代核电技术。

 

    “中国核动力从无到有、从弱到强的信心和底气,是在四川西南部这片山区浇筑的。”据出生在这里、成长在这里,现在回到这里守护基地的中核集团中国核动力院基地副基地长唐斌介绍,这里被党和国家领导人寄予厚望,也承载着新时代强核强国的梦想。

 

    “核”筑中国梦:我国核能第一度电从这里发出

 

    50年前的1970年8月30日,我国第一代核潜艇陆上模式堆正式建成。第一代核工业人用自己的智慧与汗水,践行了毛主席“核潜艇一万年也要搞出来”的伟大号召。周恩来总理在听取汇报过程中提到核电时说,陆上模式堆“奠定了热核电站的基础,今后燃料多了,就可以自己搞!成功了,陆上核电站就有了,是核动力的起点,将来还可以做得更好……”

 

    全国政协委员、中国核动力研究设计院党委书记万钢回顾我国核能发展历程时说,“我国能够研发设计出完全自主知识产权的三代核电技术华龙一号源于我国50余年来深厚的核动力技术积累,而这些核心技术是买不来的。”

 

    据了解,1958年,我国启动核动力潜艇工程项目,毛主席曾发出豪言:“核潜艇,一万年也要搞出来!”。1965年8月,我国第一代核潜艇正式开始研制。在缺少外部资料可以参考、没有任何实践经验可以借鉴的条件下,以彭士禄、赵仁恺为代表的老一辈科学家们凭着智慧,依靠团结协作的力量,在短短几年时间里,便成功地建成了我国第一代核潜艇陆上模式堆。

 

    “没有电脑,仅有一台手摇计算器,靠拉计算尺、打算盘,1970年12月26日,我国自主研制的第一艘核潜艇成功下水。艇上零部件有4.6万个,需要的材料多达1300多种,全部自主研制,没有用国外一颗螺丝钉,我国也成为世界上第五个拥有核潜艇的国家。”万钢介绍说。

 

    “同时,陆上模式堆的建成也为我国发出了华夏大地的第一度核能发电,这对于我国核电的发展具有重要意义。从陆上模式堆建成开始,我们依靠自己的力量,先后自主设计建成了多种类型的研究堆,为我国核电的自主研发设计打下了坚实的人才基础、技术基础”万钢解释道。

 

    1980年核动力院自主设计建成中子通量居亚洲第一、世界第三的高通量工程试验堆,为我国核动力的发展提供了一个研发平台。80年代末期,核动力院又成功建成了我国首座脉冲型反应堆,从而打破美国对该项技术的独家垄断。

 

    当国家决定建设核电站时,核动力院为秦山一期核电站和大亚湾核电站提供了大量的人才和技术支持,并完成了许多重要的试验验证。在秦山二期核电站招标过程中,核动力院最终在反应堆及主冷却剂系统设计任务中一举中标。

 

    “在以后近十年的建设过程中,核动力院既承担工程设计也承担试验验证及科技攻关,在核电站反应堆及一回路系统等领域为我国核电自主化的重大跨越做出了重要贡献。秦山二期核电站并网发电以来,其主要经济技术指标接近或达到国际先进水平,表明中国具备自主设计、自主建造、自主运营大型核电站的能力。”中国核动力院院长王丛林介绍道。

 

    “也正是在秦山二期建设期间,我们埋下了华龙一号‘中国芯’的种子。”王丛林回忆,1997年,秦山核电站的二期主体工程正在建设,工程设计装机容量为两台65万千瓦压水堆核电机组。那一年的一个午后,在909基地,一栋两层办公楼里回荡着激烈争论的声音,时任核动力院副院长的张森如老先生与我们二十几名科研人员在此讨论着中国自主百万千瓦级核电方案的主要技术参数。虽然秦山二期还在建设,但那时大家已经在讨论,什么时候中国能有自己的百万千瓦核电机组了。

 

    作为研发亲历者的中国核动力院副院长吴琳进一步解释道,“在那次研讨会中,中核集团创新性地提出了‘177堆芯’的概念。”据了解,这一设计不仅可使核电机组的发电功率得到5%至10%的提升,同时也降低了堆芯内的功率密度,提高了核电站安全性。他们也许很难想象,彼时种下的“种子”,在二十余年后开花结果,化身为华龙一号——这一我国具有自主知识产权的第三代核电技术成果。

 

    “华龙一号从概念提出到工程建设,我们解决了一个个卡脖子的问题。”吴琳介绍说,在华龙一号身上,不再被卡脖子的故事比比皆是。

 

    蒸汽发生器被称为“核电之肺”,以往大型核电站的蒸汽发生器的设计技术及知识产权掌握在美国、法国手中。在华龙一号设计早期,相关方面曾经跟外国的公司谈,打算购买三代核电蒸汽发生器技术。然而,对方坚持将来使用这种蒸汽发生器技术的核电技术如果要出口,必须经过其同意。

 

    “面对国外的无理要求,从那时起,更加坚定了核动力院研发完全自主知识产权的三代核电技术的决心。”吴琳回忆道,核动力院此后自筹资金,组建攻关团队,从事蒸汽发生器设计研究近30年的专家张富源担任攻关组组长兼专家组组长,仅仅27个月后,用于华龙一号的第三代核电ZH-65型蒸汽发生器问世。

 

    国家名片:展现华龙一号持久生命力

 

    近年来,围绕“最高标准、最优质量、最好性价比”,以福建福清示范项目落地为起点,到巴基斯坦卡拉奇海外项目实现零的突破,再到开启福建漳州批量化建设之路,华龙一号发展路径充分表明,前者为后者奠定基础,后者站在前者的肩膀上不断继承、优化与创新,逐渐变得更优更强。

 

    中核集团华龙一号总设计师、中国核电工程有限公司副总经理邢继介绍说,海内外建造的华龙一号机组,都非常注重经验反馈,连相继开工建设的福清核电5、6号机组之间也是如此。

 

    的确,从这两台机组的外观上就可以明显感觉到,5号机组的核岛为圆筒形,而6号机组的圆筒外多了三角形斜面。据介绍,原来在5号机组基础上,6号机组对安全壳结构施工技术进行优化改进,增加了外挂水箱的钢结构支撑梁。这一变化,直接可以免除耗时2个多月搭建脚手架的环节,降低了施工难度,缩减了工程量,进一步保障了施工安全。

 

    “我们在建设华龙一号第一台机组时就不断将经验反馈到后续项目中,这样越往后开工的机组在安全性和经济性上不断进行优化改进,指标也更优。”邢继表示,每次到华龙一号项目现场,他最关注的事情就是经验反馈,常常会召集运营与施工单位以及各参建方进行交流,征询改进意见,并落实到后续项目中。

 

    从2015年5月落地福清到2019年10月漳州核电开启批量化建设,其间开工建设每台“华龙一号”机组图纸都不一样,其中最为突出的变化就是除安全壳外的核岛厂房由双层改为单层。

 

    “要保持华龙一号品牌生命力,我们必须要做的事情就是围绕安全和经济两个维度开放合作、持续开展创新。”邢继进一步解释,当时美国、法国已经拥有自己的三代核电,并且已经开工建设。中国首先要解决有无的问题,拿出属于中国自己的产品,因此采用更保守的双层设计。但随着华龙一号批量化建设,设计团队针对单层厂房的防御能力开展专题研究,确定了工程设计方案,使经济性得到较大提升,所以在漳州项目上采用单层核岛厂房的设计。

 

    邢继表示,自福清核电5号机组开工以来,华龙一号设计优化成效显著。就拿福清核电项目与漳州核电项目来说,在福清5、 6号设计方案基础上,在漳州1、 2号机组设计中,拟实施50余项如提升功率、完善设计扩展工况等设计改进项目,以及百余项基于业主运行经验反馈的设计优化项目,并充分吸收海内外工程经验反馈,从而满足最新的核安全法规及导则要求,提升机组性能与运维便利性。

 

    科技赋能:华龙一号智造新时代开启

 

    8月的漳州,酷暑难耐。漳州核电建设现场人流穿梭,但相较于同期福清核电5号机组工程现场上万人的繁忙景象,现场作业人员数量进一步压减。

 

    对此,来自中国核建的吴敏解释道,这主要是因为漳州项目在总平面布置阶段就开展智能化、自动化探索与改造设计,钢筋加工实现了自动化,埋件加工实现了机器人作业,许多作业在车间完成。

 

    据了解,漳州核电1号机组自开工以来,在项目现场开展全周期策划,有效提升项目标准化、模块化、信息化、自动化、智能化水平,着力推动技术创新、高效工机具应用等技术优化工作,实现了安全、质量、进度、成本等多重优化。

 

    其中,在钢衬里方面,在华龙一号示范工程模块化施工的基础上进一步强化,大量的加工、拼装、焊接作业前置到了车间和拼装场地,不仅避免了上下交叉作业,而且施工质量更加可靠,施工效率明显提高,施工环境更加舒适,安全风险也进一步降低。

 

    相对示范工程,漳州项目非常突出的特点就是大量应用高效工机具。吴敏介绍说,从安全壳钢衬里到预埋件钢筋、不锈钢水池覆面以及埋件生产线,自动化范围、自动化程度稳步提升,综合应用占比约达30%,局部核心产品如安全壳钢衬里、大型套筒和不锈钢水池覆面的模块化拼装到现场安装,实现全面植入应用。特别是激光切割、自动弯曲机、爬行机器人等设备,是首次核电项目建设中使用。不仅提高了大型钢构件制作安装自动化程度和效率,也极大提升产品质量稳定性,精度可达到0.5毫米,效率提高至少2~3倍。

 

    “漳州核电在智能化、自动化方面投入较大,这是一个好现象,既能保证质量,提高效率,也能降低作业风险,真正地开启核电智建新时代。”中核国电漳州能源有限公司总经理宋丰伟表示,核电建设必须要与时俱进,要善于运用科技手段,比如引入智能化、自动化、信息化等现代技术手段,如果墨守成规将被时代淘汰。

 

    新基地建设:华龙一号批量化在这里实现

 

    “华龙示范落地在福清,腾飞在云霄。”自今年4月从福清核电调到漳州能源出任党委书记、董事长后,陈国才一直在思索如何建造漳州核电,如何让华龙这一中国自主三代核电技术实现腾飞。

 

    如果说福清核电5号机组回答从无到有的问题,那么漳州能源则是回答从有到优的问题。投入到新战场的陈国才,把做强放在第一位,主要抓手就是经验反馈和设计优化。“当初在福清吃的苦,漳州不能再吃了,我们不能在同样的问题上栽跟头。”他说。

 

    据了解,作为华龙一号全球首堆,福清核电5号机组在前面探路,形成了许多良好实践和做法。面对这些法宝,陈国才结合中核集团对漳州能源的战略定位要求,在工程开始建设阶段就部署具体举措。

 

    陈国才说:“我们要坚决贯彻习总书记高质量发展、安全发展、生态发展,坚持以人民为中心的思想,在漳州不仅要建一个发电项目,而是要实现华龙技术的引领。我们要将漳州能源打造成为华龙一号新基地,成为向世界展现中国三代核电技术、推介华龙一号的重要样板,更是促进并提升中国三代核电技术发展的重要战略支撑。”

 

    更为重要的是,华龙一号不但奠定了我国建设核电科技强国的基础,还给我国装备制造业带来了巨大的经济效益和转型升级机遇。华龙一号包含5万多台套设备,涉及设备供应商5300多家。华龙一号在漳州批量化建设将充分发挥规模效应、集成效应,带动国内装备制造企业不断提升技术和管理水平,推动高端装备制造业的整体转型升级。

 

    对此,中核集团党组书记、董事长余剑锋表示,在以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局之下,大力发展核电是扩大内需、带动国内大循环高质量发展的重要举措。加快建设一批华龙一号等核电机组,能够扩大有效投资、优化能源结构,带动核工业完整产业链和相关产业优化升级。中核集团将积极扩大开放合作,推动自主核电品牌加快“走出去”,加快形成国内国际两个市场、两种资源高效联动、互为促进的发展格局。

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