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　　1997年的一個(gè)午后，距離四川成都百余公里的山坳中,，一棟兩層辦公樓里回蕩著激烈爭(zhēng)論的聲音,，二十幾名科研人員在此討論著中國自主百萬千瓦級(jí)核電方案的主要技術(shù)參數(shù)。他們也許很難想象,，彼時(shí)種下的“種子”，在二十余年后開花結(jié)果,，化身為“華龍一號(hào)”,，這一我國具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第三代核電技術(shù)成果。

　　按照計(jì)劃,，“華龍一號(hào)”全球首堆示范工程——中核集團(tuán)福清核電5號(hào)機(jī)組將于近期進(jìn)行不裝核燃料的冷態(tài)功能試驗(yàn),，即所謂的“冷試”，這是對(duì)機(jī)組性能的第一次全面考驗(yàn),。來自中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院的專家日前接受了《經(jīng)濟(jì)參考報(bào)》記者的獨(dú)家專訪,，揭示了“華龍一號(hào)”背后的“成龍”之路,。

圖為2019年1月31日航拍的中核集團(tuán)福清核電5號(hào)機(jī)組（左）和6號(hào)機(jī)組（右）。記者　薛晨　攝

　　挺直腰桿　“華龍一號(hào)”完全“中國芯”

　　20世紀(jì)90年代初,，我國自行設(shè)計(jì),、建造和運(yùn)行管理的第一座30萬千瓦壓水堆核電站——秦山核電站投入運(yùn)營。上文所述的1997年的那次討論發(fā)生時(shí),，秦山核電站的二期主體工程正在建設(shè),，工程設(shè)計(jì)裝機(jī)容量為兩臺(tái)65萬千瓦壓水堆核電機(jī)組。

　　“華龍一號(hào)”副總設(shè)計(jì)師,、核反應(yīng)堆及一回路系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師劉昌文參與了那次討論,，“雖然秦山二期還在建設(shè)，但那時(shí)大家已經(jīng)在討論,，什么時(shí)候中國能有自己的百萬千瓦核電機(jī)組,。”劉昌文回憶說,。

　　在核電站中,，核燃料在反應(yīng)堆內(nèi)發(fā)生反應(yīng)放出核能，產(chǎn)生蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī),，帶動(dòng)與汽輪機(jī)同軸的發(fā)電機(jī)發(fā)電,，實(shí)現(xiàn)核能到熱能再到電能的熱量轉(zhuǎn)換。其中的核燃料就好像一大把插在筷子籠里的筷子,，這些“筷子”的數(shù)量以及排列方式,，是一個(gè)核電機(jī)型最核心最重要的特征之一。

　　在國外的“121堆芯”“157堆芯”等技術(shù)的基礎(chǔ)上,，1997年的那次討論創(chuàng)新性地提出了“177堆芯”的概念,。雖然此后基于這一概念的核電機(jī)型經(jīng)歷了參研單位調(diào)整、技術(shù)要求變化,、技術(shù)方案優(yōu)化等歷程,，但直到“華龍一號(hào)”,，“177堆芯”這一核心特征仍然未變，這一設(shè)計(jì)不僅可使核電機(jī)組的發(fā)電功率得到5%至10%的提升,，同時(shí)也降低了堆芯內(nèi)的功率密度，提高了核電站的安全性,。

　　“華龍一號(hào)”的另一個(gè)重要特點(diǎn)就是采用了“能動(dòng)＋非能動(dòng)”的安全系統(tǒng)設(shè)計(jì),。所謂“能動(dòng)”，即靠電來驅(qū)動(dòng)安全系統(tǒng),，保障核電站運(yùn)行,，但如果在極端情況下，核電站斷電了,，這時(shí)“非能動(dòng)”就能派上用場(chǎng),，依靠重力,、溫差和壓縮空氣等自然力來驅(qū)動(dòng)安全系統(tǒng),，通過蒸發(fā),、冷凝,、對(duì)流、自然循環(huán)等自然過程來帶走熱量,。

　　據(jù)了解,，國際上眾多核電型號(hào)中,，有的強(qiáng)調(diào)“能動(dòng)”,，給安全系統(tǒng)做“加法”，增加冗余,，有的型號(hào)則強(qiáng)調(diào)“非能動(dòng)”?！叭A龍一號(hào)”融合了兩者,，既有“能動(dòng)”的成熟穩(wěn)定,，也有“非能動(dòng)”在喪失電源情況下的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),。

　　“除了‘177堆芯’和‘能動(dòng)+非能動(dòng)’,，‘華龍一號(hào)’還有一個(gè)重要特點(diǎn),，它是我國具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核電型號(hào),，共獲得七百余件專利和一百余項(xiàng)軟件著作權(quán),，覆蓋了設(shè)計(jì)技術(shù),、專用設(shè)計(jì)軟件,、燃料技術(shù),、運(yùn)行維護(hù)技術(shù)等眾多領(lǐng)域,。中國核電人可以挺直腰桿,，送‘華龍一號(hào)’出海?！眲⒉恼f。

　　“硬懟”偏見　不眠不休攻堅(jiān)核心技術(shù)

　　行走在福清核電5號(hào)機(jī)組的核島內(nèi)部,，三個(gè)20米高的巨大白色圓柱體裝置分外顯眼，它們的學(xué)名叫“蒸汽發(fā)生器”,，是核電站的主設(shè)備之一,。

　　蒸汽發(fā)生器地處核電站一回路系統(tǒng)與外部的“兩省交界”,，堆芯產(chǎn)生的高溫高放射性的水流淌在蒸汽發(fā)生器內(nèi)部的傳熱管中,，這些水在此將外部沒有放射性的水加熱,，產(chǎn)生蒸汽，進(jìn)而發(fā)電,，它又被稱為“核電之肺”,，只是與人體不同，在這個(gè)“肺”中交換的是熱量,。

　　蒸汽發(fā)生器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)部零件超過一萬個(gè)，價(jià)格昂貴,，動(dòng)輒就上億元人民幣,，以往大型核電站的蒸汽發(fā)生器的設(shè)計(jì)技術(shù)及知識(shí)產(chǎn)權(quán)掌握在美國、法國的少數(shù)幾家設(shè)計(jì)公司手中,。

　　在“華龍一號(hào)”的設(shè)計(jì)早期,，相關(guān)方面曾經(jīng)跟外國的公司談，打算購買他們的三代核電蒸汽發(fā)生器技術(shù),，對(duì)方有錢賺自然樂見其成,。然而，協(xié)議中有一個(gè)條款始終談不下來,。對(duì)方堅(jiān)持,，將來使用了這種蒸汽發(fā)生器技術(shù)的核電技術(shù)如果要出口，必須經(jīng)過其同意,。

　　“相當(dāng)于我購買了你的輪胎來造汽車,，我賣車的時(shí)候還必須通過你同意？”劉昌文回憶起當(dāng)時(shí)的境況仍然難掩氣憤,。

　　中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院此后自籌資金,，組建攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，從事蒸汽發(fā)生器設(shè)計(jì)研究近30年的專家張富源擔(dān)任攻關(guān)組組長(zhǎng)兼專家組組長(zhǎng),。

　　研制蒸汽發(fā)生器,，需要合適的蒸汽來測(cè)試設(shè)備性能，據(jù)張富源回憶,，當(dāng)時(shí)在河南南陽油田找到符合條件的蒸汽后,，為了利用好寶貴的用汽“窗口”時(shí)間，實(shí)驗(yàn)連續(xù)進(jìn)行,，科研人員常常需要24小時(shí)守在野外冰天雪地的試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng),，啃饅頭、泡方便面更是常事,。

　　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、性能驗(yàn)證,、軟件設(shè)計(jì),、關(guān)鍵材料國產(chǎn)化、制造技術(shù)國產(chǎn)化等技術(shù)難關(guān)被連續(xù)攻克,，僅僅27個(gè)月后,，用于“華龍一號(hào)”的第三代核電ZH-65型蒸汽發(fā)生器問世，相比之下，美國,、法國制造首臺(tái)三代核電蒸汽發(fā)生器的時(shí)間用了將近40個(gè)月,。與此同時(shí)，與國外三代核電蒸汽發(fā)生器相比,，ZH-65型蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的蒸汽壓力更高,、蒸汽濕度更低、經(jīng)濟(jì)性更好,。

　　蒸汽發(fā)生器只是一個(gè)縮影,，先進(jìn)堆芯測(cè)量系統(tǒng)、核燃料組件包殼材料……不再被“卡脖子”的故事在“華龍一號(hào)”的身上比比皆是,。

　　驟遇“天災(zāi)”　好事多磨精益求精

　　技術(shù)上的難題,，終究可以解決。但“華龍一號(hào)”前進(jìn)的過程并非一帆風(fēng)順,，也曾因外界的不可抗力,，踩過急剎車。

　　2011年2月28日,，“華龍一號(hào)”的前身——CP1000開始進(jìn)行安全審查,，順利結(jié)束后,，在3月8日準(zhǔn)備開始現(xiàn)場(chǎng)負(fù)挖,。然而，3月11日,，日本東北部和關(guān)東首都圈發(fā)生里氏9級(jí)強(qiáng)震,，并引發(fā)海嘯，日本福島第一核電站發(fā)生放射性物質(zhì)泄漏事故,。受其影響,，我國暫停審批核電項(xiàng)目包括開展前期工作的項(xiàng)目，同時(shí),，全面審查在建核電站,，切實(shí)排查安全隱患，確保絕對(duì)安全,。

　　“想起來都心酸,，‘華龍一號(hào)’真是好事多磨?！眲⒉恼f,，“就好像婚禮上迎親的隊(duì)伍已經(jīng)出去了，突然這婚不結(jié)了,。對(duì)一些技術(shù)人員來說打擊很大,，畢竟從1997年開始，十余年的辛苦工作，戛然而止,。但是喝悶酒也解決不了問題,，大家就相互打氣，相互鼓勵(lì),，對(duì)標(biāo)世界上最先進(jìn)的技術(shù)和最嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),，改進(jìn)我們的‘華龍一號(hào)’?！?/p>

　　此后科研人員對(duì)“華龍一號(hào)”進(jìn)行了一系列安全升級(jí),。比如通過技術(shù)改進(jìn)延長(zhǎng)反應(yīng)堆操縱員不干預(yù)的時(shí)間，最長(zhǎng)可以達(dá)到72小時(shí),。如果出現(xiàn)事故,，通過系統(tǒng)自身的作用能夠讓反應(yīng)堆處在一個(gè)安全狀態(tài)，避免人為操作失誤,。另外還增加了移動(dòng)消防水泵,、移動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)等應(yīng)急設(shè)施。

　　“華龍一號(hào)”可以抵御目前已出現(xiàn)過的所有臺(tái)風(fēng)級(jí)別,，可以抵御9級(jí)烈度的地震以及商用大型飛機(jī)的外部撞擊,。另外，福清核電站三面環(huán)海,，但都是淺海,，排水設(shè)施完備，可及時(shí)排水,、排洪,，從選址的角度已經(jīng)充分考慮到海嘯影響的問題。

　　2015年5月7日,，　“華龍一號(hào)”示范工程——中核集團(tuán)福清5號(hào)核電機(jī)組正式開工建設(shè),，工期規(guī)劃了62個(gè)月。直到今天,，其建設(shè)進(jìn)度都是滿足各個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的要求的,，“首堆必拖延”的核電魔咒沒有出現(xiàn)。

　　按照計(jì)劃,，“華龍一號(hào)”首堆將于近期進(jìn)行不裝核燃料的冷態(tài)功能試驗(yàn),，即所謂的“冷試”，這是對(duì)機(jī)組性能的第一次全面考驗(yàn),，而后便是熱態(tài)功能試驗(yàn),，如果一切順利，年底就能裝入核燃料,，預(yù)計(jì)2020年投入商運(yùn),。

　　“‘華龍一號(hào)’遇到的困難太多了,，就像爬山，”劉昌文笑著說,，“爬到山頂上回頭一看,，才發(fā)現(xiàn)爬了這么高，還真的不容易,，但過程中只是一門心思不斷前進(jìn),。”

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