从秦山核电站安全运行30年看我国核电技术发展

　　2015年1月，习总就我国核工业创建60周年作出重要指示强调，核工业是高科技战略产业，是重要基石。要坚持安全发展、创新发展，坚持和平利用核能，全面提升核工业的核心竞争力，续写我国核工业新的辉煌篇章。

　　1991年12月15日，我国第一座自行设计、自行建造的核电站——秦山核电站并网发电，我国成为世界上第七个能够自行设计建造核电站的国家。

　　时至今日，秦山核电站已安全运行30年，建成后的秦山核电基地总装机容量达660万千瓦，年发电量约520亿千瓦时，累计安全发电6900亿千瓦时，成为我国核电机组数量最多、堆型最全面、核电运行管理人才最丰富的核电基地。

　　在保障秦山核电站安全运行的基础上，中国核工业集团有限公司（以下简称中核集团）坚持将科技创新作为战略基点，聚焦核能关键技术，打造了第三代自主核电技术“华龙一号”，成为彰显我国自主创新能力的“国家名片”。

　　从浙江省嘉兴市海盐县出发，一路向南，行至秦山脚下。在水泥建筑群掩映下，有一座白色的建筑物，远处山峦上矗立的高压铁塔和粗壮的输电线，正与之相连。这座建筑，就是我国第一座30万千瓦压水堆核电站，从这里和周边共9台运行机组输出的绿色能源，源源不断地汇入华东电网，满足着长三角地区的能源需求。

　　时间回到上世纪70年代。1970年2月8日，上海市传达了周恩来总理关于建设核电的指示精神，我国首个自主核电——秦山核电站即以“七二八工程”命名。

　　1982年，在五届全国五次会议上，我国郑重宣布建设秦山核电站的决定，自此拉开了核电建设的序幕。此后，来自西北、西南等地的核工业人在秦山脚下集结，涉及100多家科研单位、7个设计机构、11个施工单位、数百家制造厂。大家的目标只有一个：实现核电“零的突破”。1985年3月，秦山核电站浇灌第一罐混凝土。

　　万事开头难，秦山核电站的初期建设并不顺利，能够借鉴的一手资料非常有限。“拿连接蒸汽发生器和压力容器的主管道来说，就有多达16个焊口，当时国内根本没有这样的焊接技术。”中核集团秦山核电党群工作处业务经理原勇回忆，“听说有一家外资企业掌握相关技术，秦山核电站的技术专家便前去请教。”

　　起初，这家外资企业同意以10万美元的价格提供焊接技术手册。但是后来，随着工程工期的临近，这家企业所在国政府又提出两个“附加条件”：第一，中国人使用这种焊接技术，必须向该国报备；第二，使用该技术焊接管道时，要派该国专家现场监督。听到这些条件，时任秦山核电公司总经理的赵宏决定终止谈判；其后，就用这10万美元在秦山现场建设一个实验室，组织清华大学等单位的专家攻关，用半年时间拿下了这项技术。

　　“解决自行设计中的技术关键，只有通过自己的研究和开发，才能知其然，并且知其所以然，掌握技术上的主动权。”秦山核电站工程总设计师欧阳予说。在秦山核电站的建设过程中，每一张技术图纸都是中国人自己设计、自己绘制的。凭借一系列自主技术，秦山30万千瓦核电厂设计与建造项目荣获国家科技进步特等奖。

　　位于海盐县的核电科技馆内，有一座时钟，上面的时间定格在1991年12月15日0时15分，这是我国和平利用核能的重大突破，是核工业第二次创业的里程碑。

　　此后，秦山核电的发展快马加鞭，秦山核电二期工程、三期工程以及方家山核电工程相继建成。在此过程中，我国先后掌握了30万、60万、100万千瓦级核电技术，秦山核电成为核电事业从无到有、从小到大的缩影。同时，秦山核电也迈出了我国核电技术配套服务“走出去”的第一步。1991年12月31日，中国与巴基斯坦在北京签署了以秦山核电站为参考，合作建设巴基斯坦恰希玛核电站的协议。恰希玛项目是我国自行设计、建造的第一座出口商用核电站，也是当时我国最大的高科技成套出口项目。

　　如今，在秦山一期核反应堆正对面的山麓上，仍可以看到一块刻着“秦山春晓”四个大字的石碑。“这是我国核电工作者记录历史的方式，秦山核电站就像一支‘报春曲’，我国核电事业迎来春天。”中核集团秦山核电、董事长黄潜说。

　　2021年1月30日，我国自主研发的三代核电技术、全球第一台“华龙一号”核电机组——福建福清核电5号机组投入商业运行。从核岛浇灌第一罐混凝土到商业运行，“华龙一号”仅用时68.7个月，是唯一按期建成的全球三代核电首堆。

　　“华龙一号”实现了几代核电工作者的梦想，其中就包括中核集团“华龙一号”总设计师、首席专家邢继。30年来，邢继几乎参与了我国所有的核电站建设，这使他对掌握关键技术的重要性和紧迫性有着更深刻的认识：“上世纪80年代末，我国建设第一座百万千瓦级大型商业核电站时，不仅主要设备不能由国内提供，甚至连核电建设的基础材料国内也供应不了，满足核电站要求的钢筋混凝土都只能进口。我们都憋着一股子劲，一定要研制出自主百万千瓦级核电技术。”

　　核电站是迄今为止最为复杂的能源系统，而“华龙一号”首堆涉及70多个专业领域、80多个构筑物、360多个系统，工程设计图纸在20万张以上。每一个细节的创新，都对设计、采购、施工、调试、核安全等各个环节提出了更高的要求。要想实现整体升级，必须在全球范围内汲取经验，加强合作。

　　“华龙一号”研发之初，邢继带领“华龙一号”大团队搭建了“全球化政产学研用”高效协同创新研发平台，有效整合技术资源，实现优势互补。在总结我国30余年核电科研设计、建造和管理经验的基础上，最终形成了汇集“最高的安全标准、177堆芯、双层安全壳、能动与非能动安全系统、抗震能力、抗大飞机撞击能力”等多项重大技术改进的自主百万千瓦级三代核电技术——“华龙一号”。

　　堆芯核电研发涉及336个系统、25个学科，计算量超乎想象；蒸汽发生器有5835根管，几乎没有一根完全相同，还要顺利穿过9层支撑板；穹顶直径46.8米，钢衬里厚度仅为6毫米，吊装时要精准落入核岛顶部最窄处只有10毫米宽的导向槽……一个个看似“不可能完成的任务”，摆在了“华龙一号”团队面前。

　　核电站设计，最重要的就是堆芯。上世纪90年代，在完成自主研发设计60万千瓦的秦山二期核电工程后，中核集团立即启动自主百万千瓦级核电技术的研发攻关项目，并于1996年提出了177堆芯的方案，不仅将核电机组的发电功率提升5%至10%，也大大增强了核电站的安全性。这是“华龙一号”诞生的源头和关键技术的基础。

　　“包裹核燃料的金属材料，被称为锆合金。我们刚开始做研发的时候，国内没有一条完整的生产线。”中核集团CF燃料总设计师焦拥军回忆。经过十几年的技术攻关，科研人员进行了上千次的试验，终于成功研制出具有自主知识产权的N36锆合金。随后，研发团队陆续攻克了临界热流密度试验、堆内辐照考验等系列难关，CF系列核燃料元件实现了自主化和工业化应用。

　　“华龙一号”的蒸汽发生器，大到尺寸、小到核心部件，甚至是每一条焊缝，都跟之前完全不同。为解决设计制造的困难，中核集团“华龙一号”蒸汽发生器总设计师张富源经常奔波于各大制造厂之间，最终将制造周期压缩至27个月；在“华龙一号”的全球首堆示范工程现场，穹顶吊装是土建最关键的环节，施工团队依托丰富经验和过硬的技术，终于成功完成“刀锋对接”……

　　一组组参数的确认、一套套设备的制造、一根根钢筋的绑扎、一个个仪表的调校、一行行代码的输入，从顶层方案、总体设计、初步设计，到相关重要实验验证，“华龙一号”团队攻克一个又一个难关，克服一个又一个困难，用整整16年的时间，开展54项科研攻关项目，研制新设备上百台套，形成专利700余件，标准2300余项，软件著作权120余项。

　　“华龙一号”在计算分析软件、反应堆堆芯设计、燃料技术、能动和非能动安全技术等方面全面实现了重大突破，自主知识产权覆盖设计、燃料、设备、建造、运行、维护等领域，掌握了大量关键技术，形成了核心竞争力，赢得了我国核电未来发展的主动权。

　　从秦山到福清，我国核电从技术上“一穷二白”起步，到自主设计、建设百万千瓦级核电站，技术水平和综合实力跻身世界第一方阵。核工业人以自立自强的精神不懈奋斗，向着建设核工业强国又迈出了坚实的一步。

　　从第一座重水反应堆、第一台回旋加速器开启我国原子能事业新，到成功研制、氢弹、核潜艇奠定大国地位；从自主设计建造秦山核电站、“华龙一号”等大国重器，到自主研发医用钴—60等一批先进核技术助推高端医疗装备国产化，再到应用辐照灭菌技术助力科技抗疫……纵览我国核工业发展史，就是一部以满足国家战略需求为首要任务、以建设先进核科技工业创新体系为战略支撑的奋斗史。

　　在党中央坚强领导下，从秦山核电站到“华龙一号”，我国核工业走出了具有中国特色的发展之路。其中一条重要的经验，就是有效发挥新型举国体制的优势。以超级工程“华龙一号”为例，国内17家高校、科研机构，58家国有企业以及140多家民营企业共同参与研发；其全球首堆工程更是带动了上下游5300多家企业，实现了411台核心设备的国产化，促进了国家高端重大装备制造业、相关服务行业的发展，对材料、冶金、化工、机械、电子、仪器制造等几十个行业的加工技术和工艺水平具有显著拉动作用。

　　核工业发展，离不开人才。在秦山核电站，涌现出以中国科学院院士欧阳予、中国工程院院士叶奇蓁为代表的大批杰出科技人才。这里还诞生了中国首批35名核电操纵员，向全国输出了2500余名核电技术骨干。秦山核电一期投运后，国内其他核电站开始建设时，首先想到的是“从秦山要人”。

　　近年来，中核集团重视人才队伍建设，构筑核科技人才创新高地。围绕重要科学领域和创新方向，培养造就一批具有国际水平的战略科技人才、科技领军人才和创新团队；通过菁英、领创和创新团队等渠道加强青年人才培养，培养锻炼一批青年科技人才队伍，构建高层次人才通道；进一步创新机制，积极引进高精尖缺科技人才和创新团队。

　　2021年，秦山核电站迎来并网发电30周年的重要时刻，“华龙一号”全球首堆顺利实现商业运行。30年时光流转，映照出我国核电技术从相对落后到世界先进的奋斗征程，彰显了新时代核电工作者创新拼搏的精神风貌。

　　“作为我国核科技创新的国家队和主力军，中核集团将以习总重要指示批示精神为根本遵循，立足新发展阶段、贯彻新发展理念、构建新发展格局、推动高质量发展，进一步完善先进核科技创新体系，着力推进关键技术攻关及成果转化与产业化，继续勇闯‘无人区’、勇当探路者，不断攀登世界核科技高峰，为早日实现高水平科技自立自强贡献力量。”中核集团党组、董事长余剑锋表示。（谷业凯 蒋建科）

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