臺(tái)海網(wǎng)1月31日訊 據(jù)福建日?qǐng)?bào)報(bào)道 東海之濱，福清三山鎮(zhèn)，有一個(gè)由大巖石組成的半島，這里是福清核電的選址，也是我省境內(nèi)在建最大的核電基地。
5年多前，“華龍一號(hào)”正式“選擇”了這里作為首堆出生地。從2015年5月7日起，一座座混凝土澆筑的龐然大物拔地而起。巖石上摳出的大坑里，上萬名核工業(yè)建設(shè)者常年奮戰(zhàn)。他們的目標(biāo)只有一個(gè)：如期建成“華龍一號(hào)”首堆。
2000多個(gè)日夜，他們成功了！1月30日，“華龍一號(hào)”全球首堆——中核集團(tuán)福建福清核電5號(hào)機(jī)組投入商業(yè)運(yùn)行，成為全球唯一按計(jì)劃建成的三代核電。這標(biāo)志著我國成為擁有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)三代核電技術(shù)的國家。
國之重器，強(qiáng)筋壯骨。這個(gè)中國核電重大跨越的背后，有什么故事？
堅(jiān)守“中國心”，突破技術(shù)壁壘
核電，是安全、清潔、高效、穩(wěn)定、可大規(guī)模應(yīng)用的優(yōu)質(zhì)能源。一座百萬千瓦級(jí)的核電機(jī)組通過核裂變方式釋放的巨大能量，可以滿足中等發(fā)達(dá)國家100萬人一年生產(chǎn)生活用電。
核電，是代表著國家核心競(jìng)爭(zhēng)力的國之重器。自主研發(fā)還是技術(shù)引進(jìn)？中國持續(xù)建設(shè)核電的過去30年間，這是擺在每一位核電研發(fā)設(shè)計(jì)人員面前的抉擇。
研發(fā)完全具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核電站，是中國幾代核工業(yè)人的夢(mèng)想，亦是“華龍一號(hào)”總設(shè)計(jì)師邢繼從業(yè)以來的夢(mèng)想。
大學(xué)畢業(yè)后，邢繼幾乎參與了中國近30年間所有的核電站建設(shè)。當(dāng)邢繼被任命為“華龍一號(hào)”的總設(shè)計(jì)師之時(shí)，這個(gè)夢(mèng)想，有了實(shí)現(xiàn)的可能。
“中國的實(shí)力一點(diǎn)都不差。”邢繼說，“我們能夠把兩彈一星研制出來，為什么就不能研制出來自己的核電站？”
在研發(fā)“華龍一號(hào)”的這些年里，中核工程“華龍一號(hào)”研發(fā)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)完成了從頂層方案、總體設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)到相關(guān)重要實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等研發(fā)工作。
堆芯，被視為核電站的心臟。能將核能開發(fā)并轉(zhuǎn)化成熱能的堆芯技術(shù)，是所有核電強(qiáng)國的最核心技術(shù)。目前，中國已在運(yùn)行的百萬千瓦級(jí)核電機(jī)組，普遍使用的都是引進(jìn)自國外的157堆芯。
堆芯如果受制于人，自主核電就無從談起。“國內(nèi)大批量建設(shè)的157堆芯，是從法國M310機(jī)組引進(jìn)的技術(shù)，雖然國產(chǎn)化，但沒有實(shí)現(xiàn)自主化。我們的核電站如果要走出去，得法國人點(diǎn)頭。”中核集團(tuán)中國核動(dòng)力院科技委主任吳琳表示，為此，科研人員通過多個(gè)堆芯的比較，最后確定了自主研發(fā)177堆芯。
堆芯研發(fā)，需要攻克燃料技術(shù)，攻克燃料技術(shù)，需要實(shí)現(xiàn)鋯合金工程應(yīng)用自主。經(jīng)過十幾年的技術(shù)攻關(guān)，進(jìn)行了上千次的試驗(yàn)，研發(fā)人員才成功研制出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的N36鋯合金。作為核反應(yīng)堆堆芯的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料，N36鋯合金構(gòu)成了燃料組件的“骨骼”和“皮膚”，它讓“華龍一號(hào)”的燃料技術(shù)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了自主化生產(chǎn)。
這樣的自主研發(fā)還有很多。在研發(fā)“華龍一號(hào)”的這些年里，團(tuán)隊(duì)融合國際先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，協(xié)同國內(nèi)外多個(gè)高校、科研機(jī)構(gòu)參與研發(fā)，通過產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了“實(shí)實(shí)在在的自主”，打破了發(fā)達(dá)國家對(duì)先進(jìn)核電技術(shù)的壟斷。
沒有“拖延癥”，全球唯一按計(jì)劃建成的三代核電
“首堆必拖”，是國際在建三代核電普遍陷入的怪圈。
“核電站建設(shè)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，工程量很大，產(chǎn)業(yè)鏈很長，每一項(xiàng)工作都可能成為項(xiàng)目的拖期因素。”中國核電工程有限公司原總經(jīng)理劉巍表示，“尤其是首堆，新工藝、新設(shè)計(jì)、新設(shè)備不可避免地帶來大量變更。”
福清核電5、6號(hào)機(jī)組，單臺(tái)機(jī)組6萬多臺(tái)套設(shè)備，涉及5300多家企業(yè)近20萬人參與制造和建設(shè)，變更量是11萬~12萬個(gè)，每個(gè)變更背后都意味著大量的計(jì)算。這些變更很大程度上會(huì)導(dǎo)致設(shè)備和建安的拖期。
然而，“華龍一號(hào)”全球首堆卻做到了按計(jì)劃建成。“秘籍”，就藏在中國30多年不間斷建設(shè)核電的積淀里。
“‘華龍一號(hào)’從技術(shù)到主要設(shè)備都是我們自己的，相比涉外技術(shù)交流，遇到問題的時(shí)候我們能夠在第一時(shí)間以最高的效率去解決。”劉巍說，“第二個(gè)優(yōu)勢(shì)是以設(shè)計(jì)為龍頭的EPC總承包模式。因?yàn)槲覀兊脑O(shè)計(jì)掌握在自己手上，我們大量的設(shè)計(jì)代表在現(xiàn)場(chǎng)作為設(shè)計(jì)院與工程現(xiàn)場(chǎng)的‘橋梁’，幫助解決現(xiàn)場(chǎng)問題，真正發(fā)揮了設(shè)計(jì)引領(lǐng)工程的作用。”
完善的管理體系也是“華龍一號(hào)”沒有“拖延癥”的法寶之一。中核集團(tuán)通過持續(xù)推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”，建立了異地綜合協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)。針對(duì)建設(shè)期間工程重大問題的處理，成立了專門的協(xié)調(diào)機(jī)制和TOP10管理模式，并通過委員進(jìn)支部、黨員進(jìn)班組、建立“崗區(qū)隊(duì)”攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)等黨建聯(lián)建活動(dòng)，充分發(fā)揮國有企業(yè)黨建優(yōu)勢(shì)。
“所以打破‘首堆必拖’怪圈，是依靠我們總承包單位、分包單位，還有全國所有相應(yīng)的制造企業(yè)、施工單位，依靠所有人的貢獻(xiàn)來實(shí)現(xiàn)的。‘華龍一號(hào)’建設(shè)進(jìn)度遙遙領(lǐng)先于國際其他三代核電技術(shù)首堆的背后，實(shí)際上是我國綜合國力的一個(gè)體現(xiàn)。”劉巍說。
穿起“鐵布衫”，五層防御保障核電安全
在核行業(yè)的生存法則里，安全重于一切。
選址，經(jīng)過了深思熟慮。通過勘探以后，福清核電站所在地址被認(rèn)為地形最佳。
這是一個(gè)巖石構(gòu)成的半島，巨大的混凝土平臺(tái)與半島成為一個(gè)整體。電氣廠房、燃料廠房、核島廠房都建設(shè)在這一塊平臺(tái)上。即使遇到地震，整個(gè)平臺(tái)跟隨半島一起運(yùn)動(dòng)，不會(huì)破壞核電站的結(jié)構(gòu)，從根本上杜絕了福島核事故重演的可能。
從選址，到設(shè)計(jì)，再到施工，安全問題都是在國際最高標(biāo)準(zhǔn)的要求下進(jìn)行的。“華龍一號(hào)”研發(fā)設(shè)計(jì)者為了將今后60年甚至100年可能發(fā)生的不安全因素都考慮到、解決掉，形成了特有的能動(dòng)與非能動(dòng)結(jié)合的安全防御體系，具備抗9級(jí)以上強(qiáng)震、抗大飛機(jī)撞擊等設(shè)計(jì)。
“‘華龍一號(hào)’分了五層縱深防御的層次。前面的這個(gè)防御體系失守，我還可以退防第二道甚至第三道來確保我的城池不會(huì)失陷。為了應(yīng)對(duì)類似福島這樣的核事故，我們就采用了一種叫作非能動(dòng)的安全系統(tǒng)，跟能動(dòng)之間的差別就是不需要電力。”邢繼表示，在外部電源和動(dòng)力完全喪失后，僅依靠重力、溫差等即可提供動(dòng)力，讓起冷卻作用的水循環(huán)，排出反應(yīng)堆事故后產(chǎn)生的余熱，更好地保證安全。即便受到“排山倒海”式的沖擊，也能啟動(dòng)“自我防護(hù)模式”。
而這，只是“華龍一號(hào)”縱深防御的其中一道防線。
反應(yīng)堆壓力容器,是核電站重要的實(shí)體安全屏障之一，一旦堆芯損壞，它必須要能把放射性物質(zhì)包容在其中不能外溢。“華龍一號(hào)”的壓力容器，設(shè)計(jì)使用年限從之前的40年延長至60年。發(fā)生核裂變反應(yīng)的堆芯被嚴(yán)密地包裹在其中，即便發(fā)生核事故，放射性物質(zhì)也會(huì)被牢牢地禁錮在壓力容器之中。
如果說壓力容器是在核電站的內(nèi)部保護(hù)著堆芯，那安全殼則是整座反應(yīng)堆與外界隔離的一道極為重要的安全屏障。
“9·11”事件的發(fā)生，讓防止大型飛機(jī)的撞擊也成了“華龍一號(hào)”安全殼從設(shè)計(jì)到建造所面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。“‘9·11’以后考慮到非傳統(tǒng)的安全威脅，我們?cè)O(shè)置了一個(gè)雙層的安全殼，內(nèi)殼主要用來應(yīng)對(duì)反應(yīng)堆發(fā)生事故以后，放射性氣體不會(huì)擴(kuò)散到環(huán)境當(dāng)中。而外殼，我們重點(diǎn)用來抵御外部的各種極端的自然災(zāi)害，包括龍卷風(fēng)、臺(tái)風(fēng)、飛射物，甚至包括大飛機(jī)的撞擊。”邢繼說。
據(jù)介紹，“華龍一號(hào)”內(nèi)外安全殼厚度，分別達(dá)到了1.3米和1.8米。為了可以抵御大型飛機(jī)撞擊，安全殼采用了目前世界上最高級(jí)別、直徑40毫米的鋼筋，僅外安全殼就有4層鋼筋。
“華龍一號(hào)”去年11月首堆并網(wǎng)后，進(jìn)行了50%、87%、97%等各功率平臺(tái)的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)試驗(yàn)，各項(xiàng)性能指標(biāo)完全滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。首次達(dá)到滿功率運(yùn)行后，經(jīng)過滿功率平臺(tái)57項(xiàng)調(diào)試試驗(yàn)，現(xiàn)已順利完成商運(yùn)前168小時(shí)連續(xù)滿功率運(yùn)行考核，完全滿足核安全與電力工程啟動(dòng)相關(guān)規(guī)定要求，機(jī)組各項(xiàng)參數(shù)正常，系統(tǒng)、設(shè)備運(yùn)行良好，已具備投入商運(yùn)的條件。
“我們要做的就是安全、安全、更安全。如果核電實(shí)現(xiàn)了充分安全，在任何時(shí)候不可能發(fā)生核事故，那么我相信核能未來的利用，它的領(lǐng)域會(huì)更加的廣泛。”邢繼說。（記者 游笑春）
