科工力量：我們實地探訪“華龍一號” 終於捋清了複雜的中國三代核電

【文/科工力量專欄作者 程小康】

筆者近期有幸受到中核集團邀請，探訪“華龍一號”，參與“強核鑄夢活動”，見證我國核電事業的發展與成就。

與俄、法、韓等國家有所不同，**我國的核電呈現“三巨頭”競爭的局面，分別是：中核集團、中廣核集團、國家電投。**在這三家集團中，中核集團算是“老大哥”，“血統”純正，歷史沿革最久，科研實力基礎雄厚。相比中核集團，中廣核集團和國家電投的實力就相對較弱。

科工力量實地探訪福建省福清市的中核集團三代核電“華龍一號”

中核集團“自斷一臂”  放手728研究院

**中核集團的歷史可以追溯到新中國成立之初，它的軍工基因是非常明顯的。**1956年，中國建機械工業部，主管核工業的建設與發展，不久，第三機械工業部改名第二機械工業部。在1978年之前，“二機部”為我國“兩彈一艇（原子彈、氫彈、核潛艇）”等重大工程做出了重大貢獻。改革開放後，原來的“二機部”改名核工業部，核技術向民用調整，後來，核工業部改組為核工業總公司。中核集團就是沿着這條歷史路線一步步走過來的。

中廣核集團的成立與改革開放之初“引進外資”密切相關。1982年，國務院採用法國核電技術建設大亞灣核電站，總投資高達40億美元，為解決資金問題，中廣核投資有限公司和香港核電投資公司合作，成立廣東核電合營有限公司，並計劃將電力大部分提供給香港，換取外匯。1994年，大亞灣運營前期，國務院決定將核電站產生的利潤用作廣東地區後續核電站建設，並組建成立中國廣東核電集團（後來更名為中國廣核核電集團）。

國家電投的成立，實際上是中國電力投資有限公司和國家核電技術公司合併的結果。而國家核電技術公司算是原有核電版圖的一個變數。在21世紀初，我國計劃發展第三代核電技術，並提出“採用世界先進技術，統一技術路線”。到2003年下半年，中國成立國家核電自主化領導小組，全面啓動三代核電技術招標。其後選中美國西屋公司設計的AP1000技術，併為此成立國家核電技術公司，負責AP1000的引進、消化、吸收、再創新工作。

實際上，國家核電技術公司成立最重要的一環是將**上海核工程研設計究院（也就是大名鼎鼎的728研究院）**整體劃入進新公司。要知道，在此之前，728研究院是中核集團旗下非常重要的核技術研究機構，在國際上都非常有名，將其劃入國家核電技術公司，相當於要中核集團“自斷一臂”，中核集團自己也不情願。我們所熟知的秦山核電站，就有728研究院很大的功勞，實際上，現在秦山核電站的重要的維護工作，還是得靠728研究院，雖然它已經不在中核集團旗下。

在當年引進美國的AP1000時，專家公認該項技術是最為先進的第三代核電技術，美國當時願意將AP1000技術賣給我們，是因為美國已經很多年沒有建設核電站，雖然它的技術理念先進，但是依然停留在圖紙上，此時的中國需要先進的三代核技術，所以“一拍即合”，美國需要將技術變為現實核電站，中國恰好有三代核電的需求，所以美國將技術賣給中國，並且協助我國建立三代核電。

“華龍一號”目前是為公眾所熟悉的三代核電，但實際上，AP1000的引進是作為國家科技重大專項的，這才是三代核電的“領頭羊”。

“華龍一號”按一定比例縮小的模型

中國三代核電技術哪家強

**核電是第幾代，怎麼區別呢？**一個指標是發生大規模發射性泄露的指標，另一個就是熔堆的可能性（反應堆損壞，熔化），以此區別幾代。安全性能增高，就提升一級，跟堆型（壓水堆、重水堆）沒關係。

中國三代核技術“三巨頭”都在發展，分別是前面所説的中核集團，中廣核集團，國電投（國電投的三代核技術是由之前的國核技公司研究的AP1000過渡過來的）。不過，我們聽到中國三代核電只和兩個名詞相關，“華龍一號”和“AP1000”。

小結一下，“華龍一號”是中核集團和中廣核集團三代核電的一個技術融合的結果。“AP1000”是國家核電技術公司引進消化的美國三代核電技術。

中核集團的“華龍一號”建設工地現場位於福建福清，是在建的三代核電站機組

秦山核電站一號機組內部結構，僅供參考

**為什麼中核集團和中廣核集團的三代核電都叫“華龍一號”？**這就要追溯兩家公司的歷史了。

就如我們前面所説，中核集團是核電領域“血統純正”的老大哥，從建國時期建立的第二機械工業部，專注於核軍用，到改革開放之後轉向核民用，中核集團與這條路線一脈相承。中廣核集團是1994年成立的，專注於核電站建設。兩者在上世紀90年代末都開始了三代核電技術的研究。

因為中核集團和中廣核集團相互獨立，所以他們分別發展了自己的一套第三代核技術，但是核電的技術參數等方面的統一是非常重要的，相互競爭不但不利於中國核電的出口，而且使得國家利益受損。所以在2014年，由國家能源局相關部門出面，推動兩家三代核電技術的融合，進行技術統一。而且為進一步促進融合三代核電，兩家在後來同時出資成立華龍國際公司。

不過，在和現場工程師交流的過程中，他們表示，中核集團和中廣核集團所用的“華龍一號”技術還是有區別的，因為兩家公司都把各自的技術融合進去，也保留了一些自己的東西。兩家各自的“華龍一號”技術原理基本一樣，更多的是在一些細節方面的區別，比如在安全措施方面。

科工力量團隊實際探訪“華龍一號”建設平台

以日本福島核電站為例，其發生事故很重要的原因就是安全措施預備不足。福島海嘯發生後，核電站全場斷電，反應堆裏面的熱量帶不出去。核電站不是電一停，反應堆就“熄火”了，就像做了一鍋飯，火停了，裏面的熱量還在，而且放射性物質更不一樣，它本身會產生衰變，衰變過程中產生熱量，此過程中需要冷卻的水，進行循環，把熱量帶出去。因為斷電，福島核電站就喪失了整套系統，所以三代核電站吸取到的經驗是“非能動（沒電的時候，也能將反應堆熱量帶出來）”安全設計。

在“非能動”方面，華龍一號在反應堆上面設置大水池，一旦斷電時，可以通過閥門將水放下來，物理上冷水是往下走，熱水往上走，它會形成一個自然循環，不斷把熱量帶走，這就是三代裏面採用的最新的技術。但這裏面，中核集團與中廣核集團的“華龍一號”還是存在區別，中核集團是“能動+非能動”，中廣核集團主要是“非能動”，吸收了不少法國的經驗，做了“加法”，添加了一些其他安全措施。相關業內人士表示，中核集團的“華龍一號”技術功底更深厚，因為中國核技術的研發力量主要還是集中在中核集團。而且之前大家都説中國的核電技術是萬國牌，有美國的、法國的、俄羅斯的、加拿大的，實際上“萬國牌”成為了中國核電的財富，將各個國家的技術都搞懂了，我們實際上融會貫通，把好的東西都吸收過來了。

**在中核與廣核兩家都在發展自己的東西時，國家希望兩家的三代核電技術聯合，不要各搞各的，在國際上項目競爭，都是中央企業，要形成合力。**技術融合後，現在可以看做“一個華龍”，根據用户需求，進行組合搭配，各種模式都放在這，用户需要我就給你提供，就跟汽車配置一樣，一種車型，有好幾種配置，需要什麼我就給你配什麼。

“華龍一號”是基於之前引進的法國M310技術上進行改進的型號，所以整體的設計製造時間週期比AP1000更短，但是真正從技術的角度來講，AP1000的技術更為先進，而“華龍一號”更像是中核集團和中廣核集團推出的面向市場的公司“產品”，它並不是中國重大科技專項成果。由於AP1000是一種先進的設計理念，很多技術之前還沒有得到實際的驗證，所以國家核電技術的消化吸收在時間上出現延期。這就給了“華龍一號”率先出場的機會。

2003年初，隨着中國經濟重上快車道，能源短缺成為大問題，中央高層決定重啓核電建設。考慮到此前國內核電建設中存在多頭引進，技術路線、技術標準不統一，自主化、國產化進展遲緩，與國外先進水平的差距逐漸拉大等問題，決策層確定了未來核電建設“採用先進技術、統一技術路線、推進核電發展”的方針。經過投標審核，專家認為美國西屋公司的AP1000是最為先進的三代核電技術。

一種核電技術能夠使用，要經過很嚴格的評審制度，AP1000也獲得了相關監管機構的認可，但是對於“首堆”，其過程中有很多東西需要摸索固化。中國前三十年在核電的建設和研究一直沒有間斷過，“華龍一號”是在此基礎上研製的。但美國的西屋公司，雖然三代核電技術先進，但在美國國內沒有建立可驗證技術的示範項目。因為美國在之前已經多年沒有核電項目，所以願意將AP1000技術賣給中國。

上海核工程研究設計院的前身是“728”研究院

但是引進美國的技術，達到自主控制還是很難，這就相當於外國人做個電視機，我們再買回來，拆解後，學習怎麼製造。核電站建設是一個系統非常複雜的過程，哪個地方做得不對，就難以通過審核。消化吸收後，設備製造的技術參數達不到，也不行。所以AP1000技術的消化吸收是一個較為艱辛的過程。

目前已知的是華龍一號具有“能動+非能動”、雙層安全殼（可以防止大飛機的撞擊）等設計特點。AP1000以非能動為主打亮點，採用美國西屋公司技術，有先進的灰棒控制系統，可機械補償反應性，減少廢硼水產生，其整體特點是在設計上“做減法”。

AP1000的設計模型介紹展示平台

有一種觀點認為：**系統設計越複雜，能夠出故障的位點就越多，操作人員可能失誤的情況也越多，簡單有時和安全穩定存在正相關關係。**AP1000更加簡潔，就是基於這樣的思路進行設計。

但還有另一種觀點認為，基於不同的設計理念，目前存在不同偏好的三代核電站。核電二代、三代是通過安全性來區分，目前的三代核電在安全性上都高於二代核電。至於三代核電之間的優劣，目前沒有統一説法。

核電“三巨頭”合併難以實現

國內的三代核電技術的競爭，實際上也反映了核電“三巨頭”之間的利益競爭，其實在早些年，有些業內專家建議將中國核電合併為一家公司，但是不具有實際可操作性，影響面較大。不過，可以從國際上核電技術較強的國家，吸取核電管理運營經驗。

像俄羅斯、法國和韓國，他們的核電都屬於壟斷經營，以俄羅斯為例，它的核電經營最大特點在於，兩大競爭者歸屬於同一集團，獨立作業卻共享方案。不同於國外，國內核電企業圍繞着核電技術路線展開競爭，在三代核電發展上尤為如此，幾乎成為“三足鼎立”的局面，雖然在相關部門的推動融合下，局面有所好轉。

對於俄羅斯，它的三代核電主力堆型AES-2006與“華龍一號”情況有點類似，屬於一種堆型，兩種方案，僅僅在安全系統設計方面各有特色。但是俄羅斯模式與華龍一號最大的不同在於，俄羅斯的莫斯科設計院與聖彼得堡設計院同屬於俄羅斯核工業集團。作為一家集團，可以在總部的協調下，方案和技術共享，甚至參與對方設計的核電站建設。在招標方面，俄羅斯核工業集團先根據要建的核電項目進行內部招標，招標結束後把兩個設計院的方案互換，並告訴失敗的一方，為什麼不採用它的方案，和贏標相比，他輸在什麼地方，然後在項目建設上讓失敗的一方派出部分設計人員參與。這既保證了贏標的“吃肉”，而輸標的也可以“喝湯”。

在技術上融合“萬國牌”的同時，各國核電發展模式中的成功之處，或許也值得中國進一步借鑑和吸收。

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