矢志創(chuàng)新 “華龍”騰飛

東南網(wǎng)5月12日報(bào)道（福建日報(bào)記者 張輝）福清龍高半島南岸，來自興化灣的海浪不舍晝夜地拍打礁石。中核集團(tuán)福清核電基地內(nèi)，6臺(tái)核電機(jī)組沿著海岸線一字排開。其中，5、6號(hào)機(jī)組頭戴“金鐘罩”、身穿“鐵布衫”，塊頭明顯比其他機(jī)組大了一圈。“顯眼包”的外形，正是中國三代核電技術(shù)的鮮明標(biāo)志之一。

2015年5月7日，隨著福清核電5號(hào)機(jī)組核島澆筑第一罐混凝土，中國具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三代核電技術(shù)“華龍一號(hào)”從藍(lán)圖走向現(xiàn)實(shí)。今朝，“華龍一號(hào)”示范工程——福清核電5、6號(hào)機(jī)組已累計(jì)發(fā)電650億千瓦時(shí)，運(yùn)營業(yè)績在全球范圍表現(xiàn)卓越，達(dá)到國際先進(jìn)水平。

以福清為起點(diǎn)，“華龍一號(hào)”逐步進(jìn)入批量化建設(shè)階段。同時(shí)，這張“國家名片”沿著“一帶一路”揚(yáng)帆出海，與世界共享清潔能源的“中國方案”。

從跟跑到領(lǐng)跑

1997年，中核集團(tuán)首次提出了“177堆芯”方案。堆芯可謂核電站的心臟，比起傳統(tǒng)核電機(jī)組大多采用的157組堆芯設(shè)計(jì)，這顆“中國芯”體積更大，有效提升了核電機(jī)組的發(fā)電功率與安全性。得益于此，堆芯換料周期從12個(gè)月延長至18個(gè)月，發(fā)電機(jī)組功率可提高5％～10％。

2010年，中核集團(tuán)啟動(dòng)“華龍一號(hào)”的前身ACP1000研發(fā)工作。單堆布置、能動(dòng)與非能動(dòng)相結(jié)合的安全系統(tǒng)、雙層安全殼……層層設(shè)防，重重保障，使中國三代核電技術(shù)具備國際最高安全標(biāo)準(zhǔn)。

“萬一發(fā)生事故，首先要停堆，再把反應(yīng)堆的余熱帶走，防止堆芯熔化。”福清核電二廠廠長劉學(xué)春說，傳統(tǒng)核電站依賴外部電力，一旦斷電，整個(gè)安全系統(tǒng)或陷入癱瘓。有了非能動(dòng)系統(tǒng)后，即便失去外部電力，依然可以靠核島頂部的水箱等裝置，讓水、空氣等介質(zhì)靠重力、溫差等力量，將堆芯內(nèi)的熱量排出。雙層安全殼結(jié)構(gòu)，使其具備抵御大型飛機(jī)撞擊的能力。

建立由2044項(xiàng)國內(nèi)國際標(biāo)準(zhǔn)組成的完整標(biāo)準(zhǔn)體系，700多項(xiàng)國內(nèi)專利、65項(xiàng)國際專利和125項(xiàng)軟件著作權(quán)等構(gòu)成的完整知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系，形成了我國首套自主核電軟件系統(tǒng)……2014年，ACP1000通過國際原子能機(jī)構(gòu)反應(yīng)堆通用設(shè)計(jì)審查，隨后正式命名為“華龍一號(hào)”。

2015年5月7日，“華龍一號(hào)”全球首堆——福清核電5號(hào)機(jī)組正式開工建設(shè)。2021年1月30日，5號(hào)機(jī)組成功投入商用，中國三代核電技術(shù)的藍(lán)圖真正落地成實(shí)景。

從示范到批量化

縱觀全球三代核電，“首堆必拖”。“華龍一號(hào)”首堆工程卻創(chuàng)造了全球三代核電機(jī)組首堆建設(shè)最短工期——歷經(jīng)68．7個(gè)月。2022年3月25日，同樣采用“華龍一號(hào)”技術(shù)的福清核電6號(hào)機(jī)組投入商用，至此，“華龍一號(hào)”示范工程全面建成投運(yùn)。

“調(diào)試啟動(dòng)階段既是技術(shù)驗(yàn)證的關(guān)鍵期，也是問題集中暴露的窗口期。”福清核電設(shè)備管理處處長王五妹參與了“華龍一號(hào)”示范工程調(diào)試啟動(dòng)全過程。在眾多“攔路虎”中，她印象最深刻的是汽輪機(jī)振動(dòng)問題。

汽輪機(jī)是核電站中的關(guān)鍵設(shè)備。 反應(yīng)堆核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)釋放的巨大熱能，通過蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生蒸汽，推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，最終將核能轉(zhuǎn)化為電能。“華龍一號(hào)”示范工程福清核電6號(hào)機(jī)組首次蒸汽沖轉(zhuǎn)時(shí)，汽輪機(jī)因振動(dòng)問題多次報(bào)警，導(dǎo)致主線工期滯后。

“我們迅速組建跨部門專家組，通過頻譜分析、軸心軌跡監(jiān)測等手段，鎖定振動(dòng)根源。”王五妹說，團(tuán)隊(duì)對汽輪機(jī)本體進(jìn)行翻瓦檢查，調(diào)整軸系間隙，優(yōu)化升功率策略。經(jīng)過12次沖轉(zhuǎn)、9次振動(dòng)干預(yù)，最終將振動(dòng)值穩(wěn)定在安全范圍。

“小核心、大協(xié)作”，是“華龍一號(hào)”背后的創(chuàng)新密碼。建設(shè)期間，中核集團(tuán)聯(lián)合國內(nèi)75家高校、科研機(jī)構(gòu)、設(shè)備制造廠，以及14家國際組織和科研機(jī)構(gòu)，共同攻克了179項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和試驗(yàn)驗(yàn)證工作；5400多家設(shè)備廠商承擔(dān)了6萬多臺(tái)套設(shè)備的制造供貨任務(wù)，近20萬人先后參與項(xiàng)目建設(shè)。

去年11月28日，距離福清核電200多公里的漳州云霄，全球最大的“華龍一號(hào)”核電基地——漳州核電1號(hào)機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電，標(biāo)志著“華龍一號(hào)”批量化建設(shè)取得重大進(jìn)展。與示范工程相比，首臺(tái)批量化建設(shè)機(jī)組在反應(yīng)堆功率提升、燃料管理策略改進(jìn)等方面進(jìn)一步優(yōu)化。其中，反應(yīng)堆功率提升了4．4％，首次換料周期提高至442天。

作為當(dāng)前核電建設(shè)的主力堆型，“華龍一號(hào)”已成為全球在運(yùn)、核準(zhǔn)在建機(jī)組總數(shù)最多的三代機(jī)組。

從中國到世界

4月，中國出口海外的第二臺(tái)“華龍一號(hào)”核電機(jī)組——巴基斯坦卡拉奇核電站3號(hào)機(jī)組通過最終驗(yàn)收。至此，“華龍一號(hào)”海外首個(gè)工程的2、3號(hào)兩臺(tái)機(jī)組均已投入商運(yùn)。

該項(xiàng)目全周期為當(dāng)?shù)靥峁┚蜆I(yè)崗位6萬多個(gè)，每年能提供清潔電力近200億千瓦時(shí)，滿足200萬人口年度生產(chǎn)和生活用電需求。

在福清核電，“華龍一號(hào)”全球首堆的裝備國產(chǎn)化率超過88％，批量化建設(shè)后這一數(shù)字將超過90％。全產(chǎn)業(yè)鏈的自主可控和多臺(tái)機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行基礎(chǔ)，為“華龍一號(hào)”揚(yáng)帆出海提供了底氣。

“福清核電依托‘華龍一號(hào)’全球首堆優(yōu)勢，在核電機(jī)組的生產(chǎn)準(zhǔn)備、調(diào)試和試運(yùn)營、生產(chǎn)運(yùn)營及換料大修等階段積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。”中核（福建）電能服務(wù)公司總經(jīng)理郭云生說，近年來，福清核電共開發(fā)154項(xiàng)技術(shù)服務(wù)產(chǎn)品，形成了對外技術(shù)服務(wù)核心競爭力。先后為國內(nèi)外核電領(lǐng)域90余家企業(yè)提供高標(biāo)準(zhǔn)特色技術(shù)服務(wù)產(chǎn)品，2020年以來，累計(jì)向國內(nèi)外“華龍一號(hào)”機(jī)組和新建核電項(xiàng)目輸入人才超400人。

“走出去”加速，“華龍一號(hào)”正成為全球核電新寵。據(jù)悉，每臺(tái)“華龍一號(hào)”機(jī)組可直接拉動(dòng)產(chǎn)值約300億元，創(chuàng)造超過15萬個(gè)就業(yè)崗位，帶動(dòng)相關(guān)機(jī)電產(chǎn)品和材料出口近200億元。機(jī)組運(yùn)行后，每生產(chǎn)價(jià)值1元的核電，可以帶動(dòng)所在國GDP增加約20元；每臺(tái)每年可發(fā)電超100億千瓦時(shí)，滿足一個(gè)中型城市用電需求。

“核電項(xiàng)目建設(shè)期需5～10年，運(yùn)營期則達(dá)到60年甚至更長，在核電項(xiàng)目生命周期的各個(gè)階段對技術(shù)服務(wù)都有大量多樣化需求。”郭云生說，“華龍一號(hào)”技術(shù)服務(wù)產(chǎn)品已成為福清核電主營核電業(yè)務(wù)之外的第二增長曲線。