1月30日，中核集團宣布，全球第一臺“華龍一號”核電機組福建福清核電5號機組已完成滿功率連續(xù)運行考核，投入商業(yè)運行。

我國核工業(yè)是從受人遏制發(fā)展到今天的，是在自主創(chuàng)新中成長起來的，同樣是在自主創(chuàng)新中逐漸強大起來的。

“華龍一號”全球首堆——中核集團福清核電5號機組

縱觀我國自主三代核電“華龍一號”的發(fā)展歷程，可以充分感受到我國核工業(yè)人的錚錚傲骨。為了國家的強大，為了民族的尊嚴，他們?nèi)倘柝撝亍⒆粤⒆詮姟㈨频Z前行，推動我國核電實現(xiàn)從跟跑到并跑、與核電強國齊頭并進的歷史性跨越，贏得了世界的認可與尊重。

緣起：研發(fā)中國人自己的百萬千瓦級核電站 從CNP1000到CP1000

若不是日本福島核事故，2011年底，在福清核電5號機組的這塊廠址上將會建立一座型號為CP1000的核電機組。

“CP1000是中國首個具有完全自主知識產(chǎn)權的百萬千瓦級核電站，即將落地之時卻因為福島核事故夭折了。”回憶起將近十年前的往事，“華龍一號”總設計師邢繼五味雜陳。

1997年，中核集團著手開展自主百萬千瓦級核電機組的研發(fā)，當時形成了一個總體方案CNP1000。在這個方案中，由中國核動力研究設計院負責堆芯，也就是反應堆方案的設計。該院時任副院長張森如等人提出了兩種方案，一種是將國際上普遍采用的“157堆芯”擴充為“177堆芯”，也就是將燃料組件擴展到177組；另外一種是燃料組件維持157組不變，把燃料棒從12英尺加長到14英尺。而那時的中國核工業(yè)第二研究設計院聚焦在功率更大的CNP1400開展研究，由于太超前，在完成初步設計后，這條線就擱置了。相關人員都投入到CNP1000研發(fā)中。

從“157”到“177”，看似簡單，實則很復雜。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后，還要提升堆芯性能，并不是一件容易的事情。“不許失敗、不許超限、不許延期。”據(jù)“華龍一號”副總設計師、核反應堆及一回路系統(tǒng)總設計師劉昌文回憶，為在參數(shù)的平衡間找到最優(yōu)的布置方式，科研人員自我加壓，艱難攻關，在堆芯裝載方案沒有顛覆性調(diào)整的情況下，成功地將組件最大燃耗降低到了限值以內(nèi)，在安全性、經(jīng)濟性和對下游專業(yè)的影響之間取得了完美的平衡。

后來歐美推出AP1000、EPR等第三代核電技術，無論是安全性經(jīng)濟性方面都提出了更高的要求，應對事故的能力更強。對此，中核集團科研團隊汲取國際上第三代核電站設計理念，重新定位了自主百萬千瓦級技術的研發(fā)目標，形成了一個具有三代特征的自主核電技術，這就是CP1000。

邢繼在2009年進入這一研發(fā)團隊，并擔任這一型號的總設計師。隨后，研發(fā)團隊提出了“能動+非能動”的初步設想，并落實在CP1000方案中。

另外，單堆布置、采用雙層安全殼也是CP1000的兩項突出特征。然而，對于采用雙層安全殼這一重大改進，大家產(chǎn)生了嚴重的分歧。

采用雙殼有沒有必要？如果采用雙殼，科研團隊能否在剩下不到一年的時間內(nèi)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(zhí)不下。

面對專家們尖銳而直接的質(zhì)疑與追問，邢繼并沒有急著回答，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(chuàng)造一個屬于自己的核電站，同時更知道它的重要性……我們要堅持采用雙層安全殼，我認為這個方案能夠點燃設計人員的創(chuàng)新熱情和激情。”

喧鬧的會議室突然靜了下來，隨后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(zhàn)有多大，我們有這個信心能實現(xiàn)目標，而我們同樣希望通過自主創(chuàng)新來推動中國核能技術的發(fā)展。如果在雙層安全殼的確定上支持我們的創(chuàng)新，無疑會點燃我們工程師、研發(fā)設計人員內(nèi)心中的創(chuàng)新激情。”邢繼說。

其實，這不僅是對邢繼及其團隊的考驗，更是在考驗中國能不能夠靠自己的實力，建造一座從設計到建造都完全自主的百萬千瓦級核電站。

當時作為中核集團副總經(jīng)理主管CP1000研發(fā)的現(xiàn)任中核集團的主要負責人在會上當場拍板：“就按這個方向走。”專家會結束后，他又對邢繼提出了更高期待。

“集團公司希望我們把這個目標定得更高一些，就是我們中國自主的研發(fā)要有一個更高的目標，要瞄準國際上最先進的核電，以高標準嚴要求來確定我們自主核電的發(fā)展。”邢繼回憶道。

CP1000計劃在2011年底開工，邢繼科研團隊在2010年底就完成了初步安全分析報告編制，并上報到國家核安全局。2011年初，國家核安全局啟動項目許可證安全審批，在組織召開第一次安審對話會后，發(fā)生了日本福島核事故。

此次核事故雖然發(fā)生在日本，但是核安全沒有國界，影響波及全世界。國務院立刻制定了核電安全發(fā)展的四項決定（以下簡稱“國四條”）：一是所有核設施馬上全面開展安全檢查；二是暫停所有新建項目的審批；三是要求后續(xù)核電項目必須按照國際上最高的安全標準開展；四是對核設施不滿足安全檢查要求的，必須進行改進。

“按‘國四條’要求，CP1000屬于將要開工但還沒有審批的項目。如果對照‘國四條’要求，就要按照國際上最高的安全標準來建，我們就需要重新論證。我們當時就得出一個結論，CP1000不能滿足國際上最高安全標準的要求。這就意味著判了CP1000的死刑。”邢繼說。雖然此時福清核電5號機組現(xiàn)場負挖已經(jīng)開工，但2011年年底澆筑第一罐混凝土的計劃被迫流產(chǎn)。

雖說日本福島核事故對全球核電發(fā)出了嚴厲警示，但原國家核電技術公司吸收美國西屋公司第三代核電技術AP1000、中國廣核集團有限公司引進法國EPR核電技術等項目還在繼續(xù)。

對邢繼的整個研發(fā)團隊而言，這樣的局面是一個非常沉重的打擊。

但邢繼很快就振作起來，他還對戰(zhàn)友們說：“這都是暫時的，只要我們技術超強，做得更好，一切困難都是暫時的。我們的目標是做世界上最先進的技術，國家的要求和我們的目標是一致的。盡管遭受了挫折，可也使我們更加堅定地去追求更高目標。”

融合：滿足國際最高安全標準 從ACP1000到“華龍一號”

日本福島核事故雖然阻止了CP1000，但沒有阻止中國核電自主研發(fā)前進的步伐。

其實，在研發(fā)CP1000的同時，中核集團已經(jīng)提前策劃布局并開展了自主三代核電的研究，也就是后來的ACP1000。日本福島核事故可以說加速了這一型號的面世。

除實時跟蹤福島核事故最新進展外，邢繼及其團隊還頻繁參與國際交流：“這些交流給我們提供了重要的經(jīng)驗反饋。這是一個長期持續(xù)的過程，直到今天我們依然在關注后續(xù)的事故后的處理。當時的這些經(jīng)驗反饋就直接反饋到確定ACP1000的方案制定上。”

在福島核事故之前，ACP1000其實已經(jīng)在論證過程中，事故以后，又結合經(jīng)驗反饋，對設計方案重新審視，重新調(diào)整，最終以177組燃料組件堆芯、多重冗余的安全系統(tǒng)、能動與非能動相結合的安全措施為主要技術特征，采用世界最高級別的安全要求和最新的技術標準。這樣就能符合國際原子能機構（IAEA）制定的所有安全要求，滿足美國、歐洲的第三代核電技術標準。

“‘華龍一號’具有目前人類對核電最高級別的安全防護。”邢繼表示。

對于ACP1000能抗多大級別地震這個日本福島核事故后多次被提及的問題，邢繼及團隊用0.3g來回答。

這個專業(yè)術語，指的是峰值加速度，也是核電站用來確定抗震的設計基準。也就是說，不管震源在哪里，也不管能量通過何種地質(zhì)構造傳遞而來，只要反應堆所處的地表水平向和豎向的震動峰值加速度不超過0.3g，核電站都是安全的。

邢繼說：“這能夠涵蓋中國幾乎所有的廠址。”歐洲的EPR堆型為0.25g，而0.3g的目標相當于在抗震要求上又有了重大的提升。

別看從0.25g提升到0.3g,在數(shù)值上只提升了0.05g,但對于整個核電站的設計產(chǎn)生的影響是巨大的。可以說是牽一發(fā)動全身，特別是對結構、設備抗震能力的要求大幅提高。

據(jù)抗震攻關團隊的專家楊建華介紹，ACP1000既然定位三代核電，就要按照三代要求，要按照國際最高水平來設計。而這個高目標，給工程師們帶來了漫長和艱難的挑戰(zhàn)。為了啃下0.3g抗震的這塊硬骨頭，從2012年底到2014年底，抗震設計團隊的工程師們幾乎沒日沒夜地在辦公室里計算。甚至為了保證計算連續(xù)性和進度，有的工程師在端午節(jié)早上4點到單位接著計算。

“最擔心計算出錯，因為一旦計算出錯,可能會因為連鎖反應，導致上游工藝專業(yè)的工作都白做了。那段時間，工作的壓力非常大，連睡覺時都會經(jīng)常反復地思考計算參數(shù)，感到有問題時，就會冒冷汗。”然而，團隊主力馬英、孫曉穎卻說：“我們就是要戰(zhàn)勝它，我們也有信心戰(zhàn)勝它；挑戰(zhàn)讓我們很有成就感，挑戰(zhàn)成功讓我們更有自豪感。”在抗震攻關團隊夜以繼日地努力下，經(jīng)歷了五次抗震設計迭代優(yōu)化，終于形成了最終也是最優(yōu)的“華龍一號”布置方案。

無獨有偶，在抗大飛機撞擊的設計中，研發(fā)團隊也有著相似的境遇。邢繼說：“我們重新確定的ACP1000方案中強化了應對極端外部災害，包括人為事件的設計。

然而，這一設計對于研發(fā)團隊來說，完全是個空白。相關的模型和參數(shù)，在國際上是機密，無資料可尋。此項研究的具體承擔者蔡利建、蔣迪、姚迪表示難度太大，心里直打鼓，一時不知道如何開展研究。

空白帶來機遇，機遇伴隨挑戰(zhàn)。對于抗大飛機撞擊設計方案，他們本來希望尋求國際知名公司協(xié)助指導，為此溝通過兩家國際著名企業(yè)。但對方提出要共享知識產(chǎn)權，并對后續(xù)出口提出一些限制條件。對于邢繼科研團隊來說，這一訴求意味著喪失了自主核電主導權，觸碰到了自己的底線和紅線。

“這當然不行。我們的初衷就是要打造具有自主知識產(chǎn)權的核電站。靠自己才是根本方法。也只有靠自己，才能擁有完整的自主知識產(chǎn)權，中國核電技術才能走出國門，在國際上與那些核電公司有力地展開競爭。”邢繼堅定地說道。

其實，這樣的問題也曾擺在核動力院面前。長期以來，蒸汽發(fā)生器的設計技術，只掌握在美國西屋、法國阿海琺等少數(shù)國外公司手中，設計新型號的百萬千瓦級核電站蒸汽發(fā)生器在國內(nèi)尚無先例。是購買國外設計技術、繼續(xù)受制于人，還是狠下決心啃硬骨頭，研發(fā)設計具有自主知識產(chǎn)權的蒸汽發(fā)生器？核動力院人毫不猶豫地選擇了后者。他們自籌資金，組建攻關團隊，從事蒸汽發(fā)生器設計研究近30年的專家張富源擔任攻關組組長兼專家組組長。為了攻關，張富源帶領團隊成員常常24小時守在冰天雪地的試驗現(xiàn)場，啃饅頭、泡方便面。經(jīng)過27個月的攻關，第三代核電ZH-65型蒸汽發(fā)生器問世。相比之下，美國、法國制造首臺三代核電蒸汽發(fā)生器的時間用了將近40個月。而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)濟性更好。

功夫不負有心人。對于大飛機撞擊，經(jīng)過一段時間摸索后，蔡利建、蔣迪、姚迪等人發(fā)現(xiàn)兩種研究方法，一種為簡化方法；另一種是采用三維模型分析。雖然此項研究是從零起步，但他們堅決選擇了后者。

“我們打造拳頭產(chǎn)品，顯然要優(yōu)于已有的技術，不能弱于現(xiàn)在的三代核電，不然就只能永遠跟著走。”蔡利建說道:“最重要的原因在于用三維模型做分析，更加全面、更有說服力，也更有利于團隊技術儲備及發(fā)展。”

“在人類科技文明發(fā)展歷程中，每一步都是冒著風險的。我們的責任就是努力把風險降到最低限度。”邢繼補充說道。

2013年4月，在國家能源局和國家核安全局的指導下，為步調(diào)一致?lián)屨紘H核電市場，在ACP1000技術的基礎上，中核集團和中廣核將各自的百萬千瓦級技術進行融合，形成我國自主知識產(chǎn)權、自主品牌的三代核電技術“華龍一號”。

2014年8月21日至22日，“華龍一號”迎來大考。這兩天，“華龍一號”接受了由國家能源局、國家核安全局牽頭組織的我國43位院士和專家的評審。專家組一致認為，華龍一號成熟性、安全性和經(jīng)濟性滿足三代核電技術要求，設計技術、設備制造和運行維護技術等領域的核心技術具有自主知識產(chǎn)權，是目前國內(nèi)可以自主出口的核電機型，專家組建議，盡快啟動示范工程。

隨后，“華龍一號”接受國際大考。維也納時間2014年12月4日至5日，經(jīng)過緊張地答辯，“華龍一號”（ACP1000）通過了IAEA反應堆通用設計審查。這是我國自主三代核電技術首次面向國際同行審查。專家認為，ACP1000在設計安全方面是成熟可靠的，滿足IAEA關于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(chuàng)新設計是成熟可靠的。在IAEA通過安全認證，標志著“華龍一號”拿到了國際通行證。

“在IAEA工作的中國員工事后說這是他們見到過的最好的報告，也是目前他們見到的三代方案里面最好的。”“華龍一號”首堆項目原設計經(jīng)理宋代勇說。

據(jù)了解，“華龍一號”擁有完全自主知識產(chǎn)權體系，專利700余件，軟件著作權120余項。概括來說，主要表現(xiàn)為“四個充分”：一是充分利用和結合了我國近30年來核電站設計、建設、運營所積累的寶貴經(jīng)驗、技術和人才優(yōu)勢；二是充分借鑒了國際上的先進核電技術；三是充分考慮了歷次核事故，特別是福島核事故后國內(nèi)外的經(jīng)驗反饋，全面落實了核安全監(jiān)管的改進要求；四是充分依托業(yè)已成熟的我國核電裝備制造業(yè)體系和能力，采用經(jīng)過驗證的成熟技術，實現(xiàn)了集成創(chuàng)新。

建造：打破首堆必拖魔咒 挺進世界前列 從圖紙到現(xiàn)實

2015年5月7日，“華龍一號”示范工程福清核電5號機組正式開工建設。

從1997年提出以“177堆芯”為主要特征的CNP1000，到2009年提出“能動+非能動”為主要特征的CP1000，再到ACP1000、“華龍一號”，中國具有完全自主知識產(chǎn)權的百萬千瓦級核電站經(jīng)過近二十年的努力與拼搏，終于落地了。

在喜慶的鞭炮中，“華龍一號”全球首堆福清核電開始茁壯成長。

“華龍一號”首堆工程涉及大的專業(yè)領域70多個，以及80多個構筑物、360多個系統(tǒng)，工程設計圖紙20萬張以上。尤其是設備國產(chǎn)化率較高，包含“三新”設備（新設計、新廠家、新技術）111項。可以說，每一個細節(jié)的創(chuàng)新，都對設計、采購、施工、調(diào)試，乃至商務、核安全等各個環(huán)節(jié)提出了更高的要求，對整體的項目控制而言也意味著更大的挑戰(zhàn)。為了確保首堆工程順利推進，在中核集團主要領導牽頭下引入了Top10制度、沙盤推演等項目管理工具。

其中，Top10制度是梳理和總結項目進展中存在的影響力和風險性較大的進度節(jié)點，可以集中調(diào)動優(yōu)勢力量實現(xiàn)協(xié)同。而用于模擬項目管理與策劃工作的沙盤推演，被推廣到設計、采購、施工等環(huán)節(jié)，增強了對項目風險的預見性和控制效能，能夠使進度節(jié)點都得到了有效把控和落實，特別是對“三新”設備的風險控制和平穩(wěn)運行具有非常重要的意義。

然而一年后，工程建設進入最為曲折的時期。邢繼用這樣一幅繪畫記錄下那時的感受：“華龍一號”全球首堆工程現(xiàn)場，黑壓壓的天空下狂風暴雨似要襲來。他為之取名為《華龍2016》。

世界上三代核電首堆，不管是美國的AP1000，還是法國的EPR，都遭遇了拖期的魔咒。的確，首堆建設難度極大，即便是有著30余年來不間斷從事核電工程建設經(jīng)驗的中國，也不敢輕視。

“華龍有我，有我必成！”每當工程遇到困難，現(xiàn)場參建單位就成立專業(yè)攻關組，晝夜不停干。有時夜里兩三點也邀請監(jiān)理去驗收，為下一道工序做準備。他們把建設好“華龍一號”當作是自己的事業(yè)，只要任務需要，大家都沒有二話，愿意堅守，愿意付出，無怨無悔。

相對于土建，設備方面遭遇的挑戰(zhàn)同樣不容小覷。2015年11月4日，福清核電現(xiàn)場正在召開“華龍一號”示范工程建設協(xié)調(diào)會。當?shù)弥鞅眠@個關鍵設備按時間節(jié)點已拖期5個月時，與會人員迅速行動，奔赴位于哈爾濱的哈電集團予以協(xié)調(diào)。從北京到福清，再回北京，然后前往哈爾濱……連續(xù)四天、輾轉(zhuǎn)三地，5500公里的行程，跨越南北，只為主泵能夠按期交貨。

“華龍一號”全球首堆——中核集團福清核電5號機組汽輪機廠房

“華龍一號”汽輪機是我國自主生產(chǎn)的核電主設備，由東方電氣集團研制，不僅構造不同于福清核電前4臺機組，而且重量和尺寸都遠勝前者。其中，汽輪機低壓轉(zhuǎn)子重達281噸，比前4個機組重了近一倍，特別是最長的葉片長1828毫米，為世界汽輪機之最。中核五公司的范永光等安裝人員晝夜不停地施工，僅高壓缸找中，一周7天就找了6次，每個人都掉了好幾斤肉。“我每天有十五六個小時在現(xiàn)場，即使睡夢中也在找中，一個星期瘦了整整6公斤，到最后人都打飄了。”范永光說。激發(fā)大家伙時刻堅守在現(xiàn)場的動力，是參與“華龍一號”全球首堆建設的榮譽感、責任感與使命感。“我們是在為榮譽而戰(zhàn)，為中國核電而戰(zhàn)，為‘國家名片’而戰(zhàn)。”

越是重大項目工程，越是要通過黨建工作凝心聚力，讓黨旗在一線高高飄揚。“華龍一號”示范工程現(xiàn)場共有參建單位10余家，涉及班組400多個，建設人員約1.1萬名。如何形成統(tǒng)一編排、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一行動的“一盤棋”工作格局，是一個需要著重解決的問題。為此，各參建單位與生態(tài)環(huán)境部華東核與輻射安全監(jiān)督站共同成立了“華龍一號”黨建工作聯(lián)合委員會。黨建聯(lián)建工作圍繞“異”中求“同”，通過跨產(chǎn)業(yè)鏈、跨行業(yè)、跨單位的組織形式，將工程參建單位融合為一體，快速解決問題，既保證了施工安全質(zhì)量又加快了工程進度。通過在現(xiàn)場建立黨員示范崗、責任區(qū)、先鋒隊等150多個，進行技術攻關，創(chuàng)造了一系列最短工期紀錄，為實現(xiàn)“華龍一號”示范工程建設目標打下堅實的基礎。

而且，“華龍一號”全球首堆還聯(lián)合58家國有企業(yè)，聯(lián)動140余家民營企業(yè)，帶動上下游產(chǎn)業(yè)鏈5000多家企業(yè)，共同突破了411臺核心裝備的國產(chǎn)化。正是由于核動力院、東方電氣、哈電等研發(fā)、制造單位齊心協(xié)力，才保證了蒸汽發(fā)生器、壓力容器、穩(wěn)壓器等關鍵設備以及NESTOR軟件按時供貨，也為“華龍一號”全球首堆按照計劃推進提供了重要支撐。

中核集團福清核電基地全景圖

2015年5月7日，“華龍一號”全球首堆機組正式開工建設。

2017年5月25日，“華龍一號”全球首堆穹頂?shù)跹b。

2019年4月27日，“華龍一號”全球首堆完成冷試。這標志著該機組提前50天啟動冷態(tài)功能。

2020年3月2日，“華龍一號”全球首堆熱態(tài)性能試驗完成。

2020年9月4日，“華龍一號”全球首堆第一組燃料組件順利入堆。

2020年11月27日，“華龍一號”全球首堆并網(wǎng)發(fā)電。這是世界上首個按照計劃工期推進的三代核電機組。

可以說，中國人在三代核電建設領域打了一場漂亮的翻身仗。

“華龍能夠順利建設，一方面在于各方大力協(xié)同，另一方面還在于核工業(yè)體系的整體進步，核心技術完全是由我們自身掌握。”邢繼說。

不過，在邢繼看來，“華龍一號”全球首堆并網(wǎng)發(fā)電并不意味著夢想實現(xiàn)。特別是2018年10月11日，美國能源部發(fā)布《美國對中國民用核能合作框架》，對我國核能進口實施選擇性禁止。這使邢繼更加深刻地認識到“華龍一號”對國家經(jīng)濟、大國政策、“一帶一路”、核工業(yè)強國、裝備制造升級的意義和價值。建成三代核電是根本，但要真正實現(xiàn)領跑還要形成華龍標準。因為標準是話語權。“我們不僅要輸出自己的核電，還要按照我們自己的標準去建設，這樣才能不受制于人。”

2020年11月10日，中核集團宣布，“華龍一號”已形成一套完整的、自主的型號標準體系，涵蓋核電廠前期、設計、設備、建設、調(diào)試等全生命周期，可有力支撐“華龍一號”批量化建設和“走出去”。

【責任編輯：趙藝涵】