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“華龍一號”并網成功 背后經歷了多少曲折

鐵流 · 2020-12-02 · 來源:鐵君
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  11月27日00時41分,“華龍一號”全球首堆——中核集團福清核電5號機組首次并網成功。經現場確認,這一機組各項技術指標均符合設計要求,機組狀態良好,為后續機組投入商業運行奠定堅實基礎。回溯“華龍一號”的過往,在研發過程中有過非常曲折的歷程。

  兩個兒子不聽話 只好再生一個  

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  期間國內也一直在投資研發新堆型。中核集團以秦山二期CNP600為基礎開發CNP1000,并希望通過借鑒了各種渠道得到的美國AP600/AP1000的最新技術和理念,開發三代核電反應堆ACP1000。廣核集團主要從大亞灣法國M310二代核電反應堆的基礎上改進出CPR1000,并希望以此為基礎開發三代核電反應堆ACPR1000。由于起點低、投資少和缺乏需求牽引,這些研發工作進展緩慢,且面臨一出生即落后的窘境。  

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  2006年9月,根據上級決定,全國核行業的專家進行了大規模封閉會議,根據原核工業部常務副部長陳肇博的回憶,當時邀請了34名專家參加,其中有10名兩院院士。在兩天時間里,與會者需隔絕所有對外的聯系,而且要求現場發言錄音,然后把每個人的意見寫成書面形式并簽字上交。  

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  2007年10月,GW院正式批準了上報的《核電中長期發展規劃(2005-2020年)(以下簡稱《規劃》),這標志著我國核電發展進入了新的階段。《規劃》提出:“我國的核電發展指導思想和方針是:統一技術路線,注重安全性和經濟性,堅持以我為主,中外合作,通過引進國外先進技術,進行消化、吸收和再創新,實現核電站工程設計、設備制造和工程建設與運營管理的自主化,形成批量建設中國自主品牌大型先進壓水堆核電站的綜合能力。”從而確立了以后國內核電技術路線統一到AP1000及其國產化型號,進而發展自主品牌的基本方針。

  可惜的是,中核和廣核都不愿意作為技術引進的主體承擔單位。

  原因何在呢?因為中核和廣核已經為自己的新堆型研發投入了很多資源,如果成為AP1000技術引進主體承擔單位,那么之前的投入都將前功盡棄。

  最后中央也沒辦法,于是新成立了一家央企“國家核電技術有限公司”(簡稱國核技)作為國家重大科技專項“壓水堆專項”的承擔主體。

  “兩個兒子都不聽話,兩邊利益都擺不平,只得再生一個兒子來執行于國家決策。”回顧那段往事時,著名核專家郁祖盛曾如此形容。  

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  而這個新生的國核技有三項任務:

  一是通過引進AP1000技術,并實現消化吸收,全面掌握以非能動技術為標志的第三代核電技術。

  二是研究開發具有自主知識產權的大型先進壓水堆核電技術,建成CAP1400示范工程。

  三是形成具有國際先進水平的核電技術研發體系、先進核電試驗驗證體系、關鍵設備制造技術體系和先進核電標準體系。  

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  AP1000自主化依托項目不順利

  在以往,引進國外先進技術后將國內尚不成熟的本土技術扼殺在襁褓的例子并不少見。  

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  屏蔽泵已大量應用于核航母和核潛艇等軍工設施,不但適用極其嚴格的核技術出口管制,還涉及軍控,原來用于制造軍用屏蔽電機泵的成熟的材料和工藝當然不能采用。美國的屏蔽泵制造商EMD公司為向中國出口用于AP1000的屏蔽泵,必須繞過美國政府的核技術出口管制清單,開發管制清單上沒有的新材料、新工藝等,為此需要進行大量的試驗和攻關,自然耗費相當的時間和經費,迄今屏蔽泵的研發過程說明了技術攻關的難度:如屏蔽泵的飛輪原來考慮用貧化鈾,由于涉及敏感的核材料,后改用鎢合金。

  屏蔽泵對于核電反應堆的安全性到底有多關鍵呢?  

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  同時,為了確保AP1000主泵60年安全可靠運行,西屋和制造商EMD公司制定了極為嚴格甚至苛刻的設計標準和試驗驗證標準——無論是在主泵的設計、零部件材料還是制造精度、生產工藝方面,都突破以往的通用標準,提出了最高標準的要求,并要求必須滿足包括失水試驗在內的各種苛刻的熱瞬態試驗,堪稱世界之最。這些高標準的要求給主泵的研發與制造也帶來了各種困難與挑戰,主泵之路歷盡艱辛與坎坷。  

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  ACP1000、ACPR1000與“華龍一號”的誕生  

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  ACP1000和ACPR1000兩個堆型融合談何容易,因為兩者從堆芯燃料組件數量開始就不一樣,按照誰的改了,另一方都要費很大勁進行后續設計修改。于是在合并過程中,中核和廣核又就各自提出的融合技術方案針鋒相對。最后的高級專家審評會上,中核集團以14:3的獨立專家投票結果大獲全勝而讓融合工作告一段落。雖然目前華龍還是擁有兩個不同的版本,但能做到堆芯統一還是進了一大步。  

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  結語

  目前,中國已經順利完成了AP1000的國產化,基于AP1000發展而來的CAP1400更是青出于藍而勝于藍。在技術先進性上,以安全性不低于AP1000為基本目標的CAP1400明顯優于部分采用AP1000設計理念的“華龍一號”。

  不過,“華龍一號”也具有自己的優勢。畢竟核電是最保守的行業,任何不經充分證明的新技術都不敢輕易嘗試,而AP1000作為革命性堆型,很多新技術是比較有爭議的。因而從工程建設的角度,以二代核電反應堆漸進改進而來的“華龍一號”更成熟穩妥一些。加上媒體對之前AP1000首堆建設中問題的渲染,CAP1400也連帶受拖累,所以最近“華龍一號”更火一些。

  最后,我們由衷祝愿中國核電產業可以接著一帶一路的大潮,成為繼高鐵之后的又一張國家名片,并反哺軍用核工業,有力保障國家安全。

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