“沒面子”狀況再不會有，中國已經將這項“超級技術”握在手裏_風聞

來源：科技日報  2021-6-11

最先做報告的人來自國際原子能機構，提到中國，講的是秦山二期技術。

隨後，一個美國人上台，説正在中國山東海陽建設首堆。

之後，一個俄羅斯人上台，説已經在中國江蘇田灣建成核電站。

再後來，一個法國人上台，説正在中國廣東建設反應堆。

……

2012年，現任中核集團中國核動力研究設計院產業部副主任湯華鵬代表我國參加國際原子能機構在韓國舉行的培訓會，實際也是技術推介會。

美俄法都在中國建反應堆，作為核電引進大國，中國被國際原子能機構拿到枱面上講的還是20多年前的機型。會場雖有空調，坐在第一排的湯華鵬仍感覺汗濕衣裳，如芒在背，實在覺得沒面子，插了一句：中國正在搞ACP1000（“華龍一號”前身）。

當時ACP1000的科研還沒完成，當然也不為國際同行所知曉。現場反應很冷淡。

如今這一狀況一去不復返了。2021年1月30日，我國自主三代核電技術“華龍一號”投入商業運行，當地時間5月20日01時15分，“華龍一號”海外首堆工程——巴基斯坦卡拉奇核電2號（K-2）機組正式進入商業運行，“華龍一號”“走出去”第一站順利建成，中國核電實現從“跟跑”到“並跑”。

2021年1月30日拍攝的“華龍一號”核電機組福建福清核電5號機組。新華社記者 林善傳 攝

完成自主核電第一次衝鋒

所謂核電，是利用原子核內部藴藏的能量產生電能。一顆原子核，直徑只有一根頭髮絲的一億分之一，卻藴藏着驚人能量。

核電是戰略高科技產業，是核大國必爭的核能技術高地。發展核電是和平時期保持和擁有強大核實力的重要途徑。第二次世界大戰結束後，世界各有核國家的科學家都把更多注意力轉向原子能和平利用。

1951年8月，美國的原子能委員會在一座鈉冷快中子增殖實驗堆上，進行了世界上第一次核能發電實驗，並獲得成功，自此開啓了人類利用原子核發電的時代。

20世紀50年代初，我國核工業時代正式起步。1964年10月16日，第一顆原子彈在大漠深處試爆成功，中國從此跨進有核武器國家行列。

1964年10月16日15時，中國第一顆原子彈爆炸成功。這是爆炸後升起的蘑菇狀煙雲。圖片來源：新華網

1970年11月，周恩來總理對二機部（中核集團前身）負責人強調説：二機部不能只搞核爆炸，也要搞核電站。

1970年春節前，上海市領導到中央彙報，道出了當時嚴峻的形勢：上海的許多工廠由於缺電輪流停產。

1970年2月初，周恩來聽取上海市工作彙報時指出：“從長遠來看，要解決上海和華東地區用電問題，要靠核電。”2月8日，上海市組織傳達了周恩來關於建設核電的指示精神並研究了落實措施，我國第一座核電站工程由此得名“728”工程。

但之後因缺少統一戰略方針和政策指導，工程幾經浮沉甚至面臨下馬。“728”工程忽上忽下的消息令科研人員揪心。但研究不能停，蒸汽發生器設計負責人劉家鈺給自己定下一條原則：“只要沒看見宣佈工程下馬的中央正式文件，就沒有權力放下手中的計算尺。”

終於在1986年，秦山一期30萬千瓦級核電機組正式動工，來自西北、西南等核基地的核工業大軍向秦山集結。

1991年12月15日，秦山一期成功併網發電，在主控室的歡呼沸騰中，中國大陸核電實現了從無到有、從零到一的突破。

秦山一期併網發電，實現中國大陸核電零的突破。圖片來源：中核集團

夾縫中被重啓

秦山一期30萬千瓦級核電工程解決了中國大陸無核電的問題，但採用法國核電技術的大亞灣核電站單機容量是它的3倍多，達98.4萬千瓦，更經濟。

1996年，原國家計委提出國家核電發展方向不再是60萬千瓦級，而是百萬千瓦級。

2004年3月，嶺澳二期被列為國家核電自主化依託項目。在秦山二期基礎上，嶺澳二期開發了百萬千瓦壓水堆核電技術。

遺憾的是，二者均是法國進口機型M310的改進型，在堆芯設計，特別是在燃料元件設計製造技術上，不具有完全自主知識產權，不能實現出口。

參與中國近30年間所有核電站建設的中核集團“華龍一號”總設計師、首席專家、中國核電工程有限公司總工程師邢繼解釋，就像出國需要簽證一樣，通過“以市場換技術”的引進方式，只是從國外買技術和設備，不可能掌握核電的核心技術，也不可能實現出口。

主持嶺澳二期工程設計的邢繼，有了更明確的目標——建造一座完全由中國自主設計、建造並管理運營的百萬千瓦級別的核電站。

有這想法的，不止邢繼一人。

堆芯是核電站的心臟，是核燃料發生裂變、釋放能量的核心部件。堆芯技術如果受制於人，自主核電就無從談起。

20世紀90年代起，中國核動力研究設計院開始了堆芯自主研發設計的探索。

堆芯研發涉及336個系統，25個學科，計算量超乎想象；最難的是要研製出多種堆芯型號並進行比較。

“我們做了157堆芯的，也做了177堆芯的、193堆芯的等等。通過多個堆芯的比較論證，確定了177堆芯。”中國核動力研究設計院科技委主任吳琳説。

從157到177，看似簡單，實則很複雜。在充分考慮熱量傳遞、燃料富集度等組件之間相互制約的因素後，還要提升堆芯性能，並不是一件容易的事情。

與國際傳統的157堆芯相比，數字只相差20，但擁有177堆芯的CNP1000（“華龍一號”前身），發電功率提升了5%至10%，安全性也增強了。

與此同時，既着眼於增加發電能力的眼前需要，又考慮到大國外交的合作需要，我國在“九五”期間（1996年—2000年）相繼購買了俄羅斯的壓水堆、加拿大的重水堆等。

新世紀之初，隨着中國經濟的高速發展，沿海用電量驟增。

2007年7月24日，為了引進第三代技術而成立的國家核電技術公司與西屋聯合體在北京人民大會堂簽署了技術引進協議，全球首台AP1000機組落户三門。與此同時，中廣核也引入了法國M310核電技術。

相較之下，CNP1000顯得有些“受冷落”。

2009年峯迴路轉，由於國內仍舊依賴“二代改”發電，柳暗花明時，CNP1000被更名為CP1000，“二代改”自主研發重新開啓，邢繼被任命為項目總師，並以福清5號、6號為依託項目。

2011年2月28日—3月1日，是CP1000項目落地前的最後一次例行審查會。會上，CP1000再次獲得專家們高度肯定，終於可以開工建設了。

因福島核事故按下“暫停鍵”

2011年3月8日，天氣晴朗，吳琳從成都飛到福清現場，參與開工準備工作。

10多台挖掘機已經就位，轟隆隆地在現場挖地基。望着眼前的這一切，吳琳激動又感慨——從1996年到2011年，17年，中國核電技術從“跟跑”到“並跑”，177堆芯的設想終於要實現了。

然而，挖到第3天，日本福島核事故發生，一切戛然而止。

“當時採取爆破加機械作業方式，3天挖出了多大的一個坑啊！事故發生後，所有作業都停止了。3月過後很快就是颱風季，這個坑準得成養魚池，我們只能把這個坑填了回去。”回憶當時的情景，吳琳記憶猶新。

此次核事故雖然發生在日本，但是核安全沒有國界，影響波及全世界。福島核事故發生5天后，國家緊急叫停了核電項目的審批，所有已開工的項目停工進行安全檢查，已批准但尚未正式開工的不再開工。很不幸，CP1000項目被打上了“不再開工”的標籤。

“華龍一號”副總設計師、核反應堆及一回路系統總設計師劉昌文形容：好像婚禮上迎親的隊伍已經出去了，突然這婚不結了。

2010年3月20日，漳州大霧濃得連路都看不見。當天開會的吳琳感慨，這就像核電人當時的心情——往哪兒走，看不見前路。

在一次內部討論會上，談到激動處，許多技術人員都流下了眼淚——搞中國自主的核電技術為何就這麼難？

打破國際首堆必拖“魔咒”

“暫停鍵”並不意味着停止，而是對核電技術提出了更高的標準和要求。

2009年，邢繼進入CP1000研發團隊，並擔任型號總設計師。隨後，研發團隊提出了“能動+非能動”、單堆佈置、雙層安全殼的設想。

然而，對於採用雙層安全殼這一重大改進，大家產生了嚴重的分歧。

採用雙殼有沒有必要？如果採用雙殼，科研團隊能否在剩下不到1年的時間內完成設計和論證，滿足2011年年底開工的要求？在專家討論會上，雙方爭執不下。

面對專家們尖鋭而直接的質疑與追問，邢繼並沒有急着回答，而是翻開筆記本，平靜地念出了這樣一段話：“我們能夠深刻理解到這件事情對我們的影響有多大，也非常珍惜有這樣的機會去創造一個屬於自己的核電站，同時更知道它的重要性……我們要堅持採用雙層安全殼，我認為這個方案能夠點燃設計人員的創新熱情和激情。”

喧鬧的會議室突然靜了下來，隨後又響起了一陣熱烈的掌聲。

這段話，邢繼思慮良久，“我們的技術人員當然知道挑戰有多大，我們有這個信心能實現目標，而我們同樣希望通過自主創新來推動中國核能技術的發展”。

2013年4月，中核集團研發出完全符合國際最高安全標準的ACP1000自主化三代壓水堆先進機型，並向國家核安全局呈交了初步安全分析報告。

同時，中廣核推出了ACPR1000+技術路線。最後，在國家能源局主導下，兩者“融合”形成具有完整自主知識產權的第三代核電品牌——“華龍一號”，意為“中華復興、巨龍騰飛”。

隨着引進的AP1000建設持續拖期，支持“華龍一號”進行示範工程建設的聲音也越來越大。

2014年春節前夕，核電主管部門最後拍板：“華龍一號”如要“落地”，其設計的安全標準不能低於AP1000。

2014年，繼通過國內權威評審後，國際原子能機構針對“華龍一號”前身——ACP1000的通用反應堆設計審查（GRSR）的結論也於年底出爐。

專家認為，ACP1000在設計安全方面是成熟可靠的，滿足國際原子能機構關於先進核電技術最新設計安全要求；其在成熟技術和詳細的試驗驗證基礎上進行的創新設計是成熟可靠的。

2014年11月3日，國家能源局覆函同意福清核電廠5、6號機組工程調整為“華龍一號”技術方案。

歷時近20年，從以177堆芯為主要特徵的CNP1000，到“能動+非能動”為主要特徵的CP1000，再到ACP1000、“華龍一號”，在硬碰硬的技術較量中，我國具有完全自主知識產權的百萬千瓦級核電站終於獲得了認可。

2015年5月7日，“華龍一號”首堆在福清開工，現場歡騰，掌聲震天，吳琳掏出手機，拍下珍貴的開工照片，並通過微信傳給千里之外的中國核動力研究設計院原副院長張森如，胸中彷彿有千言萬語，最後卻只匯成一句話：張總，“華龍一號”終於開建了！

2015年5月7日，福清核電工程5號機組主體工程正式澆築第一罐混凝土(FCD)，中國自主三代核電技術華龍一號(HPR1000)全球首堆示範工程正式開工。 圖片來源：中核集團

“華龍一號”是個複雜的系統工程，是從無到有的創新過程。但自從開建以來，頂住“高壓”，打破國際首堆必拖“魔咒”。

在中核集團董事長餘劍鋒看來，“華龍一號”是勇闖“無人區”、勇當探路者的代表，一錘接着一錘持續用力，一步一個腳印接續奮鬥，不斷攀登世界核科技高峯，在別人沒有走過的路上收穫最美風景。

親歷者説

邢繼：在別人沒走過的路上收穫最美風景

“華龍一號”的研發集結了國內17家高校、科研院所的力量，帶動上下游產業鏈5000多家企業，共同實現了411台核心裝備的國產化，首堆工程國產化率達到88%，實現了由“中國製造”向“中國創造”的飛躍。

2021年1月30日，在北京舉行的“華龍一號”商業運行儀式上，中核集團“華龍一號”總設計師、首席專家、中國核電工程有限公司總工程師邢繼沒有像往常一樣談“華龍一號”的技術創新，而是感性地分享了幾個小故事。

受訪者供圖

2018年8月29日凌晨，當所有人都已進入夢鄉之時，參加非能動安全殼餘熱排除實驗的技術人員，拖着疲憊的身軀走出了主控室、離開試驗枱。儘管已是深夜，但他們臉上都洋溢着快樂的笑容。

伴隨着最後一次試驗的結束，非能動系統圓滿完成11個正式工況、累計18次試驗。

非能動安全殼餘熱排除，是為保證在事故後作為第三道安全屏障的可靠性。

此前，我國缺乏核電站非能動研究技術。基礎薄弱，沒有現成的東西供借鑑，研究難度非常大。

這羣研究人員從理論研究開始，研究出初步方案，再進行原理性實驗驗證非能動循環理論的可能性；為了讓系統具有足夠的換熱能力，研究人員對10多種不同換熱器進行了研究，選擇出最適合的，設計出來再進行1:1試驗，確認換熱器性能滿足要求。

這還不夠。

他們設計並建造了世界上最大規模綜合試驗枱，模擬事故後的反應堆廠房，又進行了全面的實驗驗證，以確保設計可靠性，大幅提升了安全餘量。

邢繼説，這樣的故事可以講幾天幾夜，比如，三代核電站電纜鑑定壽命延長到60年必須經歷的極端試驗是這樣進行的：15天模擬高温高壓環境試驗，15天強鹼性溶液浸泡試驗，最後是耐電壓性能試驗。

邢繼説，“華龍一號”的誕生並非偶然，而是必然。以30餘年來中國在核電科研、設計、製造、建設和運行上的經驗積累為基座，研製出中國三代核電品牌，只是時間早晚問題。

**“華龍一號”團隊裏，35歲以下年輕人佔了一多半。**邢繼常常感慨，這羣年輕人用“非常6+1”和“白加黑”的工作方式，詮釋了什麼是奉獻精神：核工業是一個沉甸甸的行業，如果沒有奉獻精神，很難在選擇如此多元、誘惑如此多的今天，在這個行業紮根。

參與中國近30年間所有核電站建設的邢繼説，中國核工業人的初心一直沒變，堅持“自主”路線，把中國核工業做大做強。

大事記

2014年11月3日

國家能源局給予批覆：“華龍一號”落地福清5號、6號機組

2015年5月7日

“華龍一號”首堆示範工程即福清5號機組正式開工建設。

2019年4月27日

冷試開始，比計劃提前50天，標誌着工程由安裝階段全面轉入調試階段。

2020年9月4日

開始裝料，標誌着5號機組進入主系統帶核調試階段，向建成投產邁出重要一步。

2020年11月27日

5號機組首次併網成功，為後續機組投入商業運行奠定堅實基礎。

2021年1月30日

5號機組投入商業運行，標誌着我國成為繼美國、法國、俄羅斯等國家之後，真正掌握自主三代核電技術的國家。

2021年當地時間5月20日

“華龍一號”海外首堆工程——巴基斯坦卡拉奇核電2號（K-2）機組正式進入商業運行，“華龍一號”“走出去”第一站順利建成。