“华龙一号”创新路

“华龙一号”创新路

——中国三代百万千瓦级核电技术是如何自主开发成功的

福建省福清市三山镇前薛村，中国核工业集团公司（以下简称“中核集团”）福清核电站的所在地，在这里，规划了6台百万千瓦级压水堆核电机组。2014年11月3日，国家能源局复函：同意福建福清5、6号机组工程调整为“华龙一号”技术方案，建设国内示范工程。这意味着，历经三十多年风雨，具有完全自主知识产权的、中国三代百万千瓦级核电技术终于可以落地了。

“有了‘华龙一号’，中国核电走出去将从‘借船出海’走向‘造船出海’，于国、于民、于能源发展，都意义重大。”国家能源局原局长吴新雄说，“作为中国核电走出去的重要品牌，‘华龙一号’将全方位参与国际竞争。”

从“借船出海”到“造船出海”

1997年，在中核集团核动力院老基地一个办公楼里，走廊里冷冷清清，唯有一个小屋子很热闹：十几个技术人员激烈讨论着百万千瓦级核电站方案的主要参数，包括“157堆芯扩容到177堆芯”。业内人士都明白，核反应堆是核电站的“心脏”，提出改变核反应堆堆芯容量的方案，这意味着中国要开发真正属于自己的核电堆型了：这就是ACP1000（1000兆瓦先进中国压水堆）诞生的源头，也可以说是“华龙一号”诞生的源头。因为ACP1000包含的“177堆芯”“单堆布置”“双层安全壳”等技术，是“华龙一号”采用的最核心技术的基础。

“当时，我国国内唯一的一座已经运行的自主设计核电站——秦山核电站的功率只有300兆瓦，国内核电设计、建造1000兆瓦核电站的经验不足。”中国核动力研究设计院ACP1000项目总设计师刘昌文坦言，“怎么办？带着梦想向前走！中国百万千瓦核电站的自主创新之路，这一走就是十多年。”

十年辛苦不寻常！因为自主核电站设计是复杂系统工程，涉及几百个系统，光设计图纸就有几万张，每更改一个数据，牵一发而动全身，都可能意味着重新进行新一轮的分析计算。比如，ACP1000其中一项设计——事故后操纵员不干预时间由10分钟延长到30分钟。面对这个要求时，课题组对各种假想事故的薄弱环节进行清理、讨论、确认，提出改进措施，进行理论计算。中核集团的技术人员在一年多的攻关过程中，提出了各种可能的解决方案——“如何使核反应堆在事故过程中得到有效冷却”“如何使蒸汽发生器的补水既要足够又不能过多”等，他们进行了一百多种方案的理论计算，终于攻关。在ACP1000的研发中，类似这样的例子还有很多。

到2009年年底，中核集团已经完成了CP1000示范工程福清5、6号初步设计。2010年1月，中核集团在CP1000的基础上启动ACP1000重点科研专项研发。日本福岛核事故后，中核集团按照最新法规要求，对ACP1000进行了改进，完成了顶层方案的设计。

与此同时，中国广核集团（简称“中广核”）也在自主研发三代核电技术。自2005年以来，中广核在法国引进的百万千瓦级堆型——M310型的基础上，也开展了自主研发的历程，通过多项技术改进，从CPR1000发展到CPR1000+技术，再到最终的ACPR1000+技术。

日本福岛核事故后，国际社会、中国政府部门和社会公众对核安全提出了更高的要求和期望。“造船出海”的核电“走出去”战略升级为国家战略。将中核ACP1000和中广核ACPR1000+技术进行融合的设想被提出，并由国家能源局牵头，召集双方领导专门召开协调会，商议将两家技术进行合并，具有完整自主知识产权的三代核电品牌“华龙一号”呼之欲出。

采用世界最高安全要求和最新技术标准

到2013年，中核集团ACP1000和中广核ACPR1000+技术都已经相对成熟，强强联手，“华龙一号”的研发很快获得突破。

中核集团“华龙一号”总设计师邢继介绍：“按照最终确定的融合方案，‘华龙一号’采用ACP1000技术和177堆芯，燃料采用中核集团开发的CF自主品牌。在设计创新上，‘华龙一号’提出‘能动和非能动相结合’的安全设计理念，设计了双层安全壳，安全和性能指标达到了国际三代核电技术的先进水平。一旦发生事故，能够保证堆芯安全，带出堆芯热量。而且通过电力驱动等方式循环，可以达到冷却效果。即便在电源等动力源丧失时，依靠自然循环，也可以达到冷却目的。”

中国工程院院士、核反应堆及核电工程专家叶奇蓁介绍：“总的来说，‘华龙一号’有两个突出优势：首先是在安全性上达到了‘福岛事故’后国家核安全局提出的新的核安全目标和需求，满足国际最高的要求。其次是‘华龙一号’采用的技术，都是经过实践考验的成熟技术，降低了核电站在建设工期和质量上的风险。”

中核集团新闻发言人潘建明接受记者采访时说：“为了给‘华龙一号’贴上‘完整自主知识产权’的标签，中核集团先后开展了54项科研课题，与64家国内外大学、科研院所和相关企业开展了117项合作，并已在海外市场开发的目标国进行专利布局，国内自主研制的核电设备能够满足国内外工程所需，国产化水平高，至少在85%以上。”

2014年8月，国家能源局组织我国43位院士专家，对三代核电“华龙一号”总体技术方案进行评审。专家组一致认为：“华龙一号”以“177组燃料组件堆芯”和“三个实体隔离的安全系列”为主要技术特征，采用世界最高安全要求和最新技术标准，满足国际原子能机构的安全要求，实现了集成创新。

2014年12月，中国自主三代核电技术ACP1000在维也纳接受并通过了国际原子能机构反应堆通用设计审查，这有利于“华龙一号”自身设计的完善和优化，对提高中国自主核电品牌的国际竞争力以及国际化水平将产生积极影响，意味着中国核电开启了“造船出海”的新时代。

“走出去”，中国核电准备好了

现在，凝聚着中国核工业人智慧与心血的“华龙一号”，和高铁一起，成了走出国门的“中国高技术”的拳头品牌。

记者了解到，目前，中核集团和中广核目标示范工程前期准备工作进展良好，具备开工条件，除了福清5、6号机组，广西防城港核电厂二期3、4号机组也将采用“华龙一号”的技术，国内示范工程计划2020年底建成，而且“华龙一号”将在国外落地。

中核集团介绍，中国核电“走出去”，已经准备好了。“华龙一号”能够确保不侵犯国外核电公司的知识产权。此外，作为核电出口的必要支撑，经过多年研发，中核集团的核燃料产业也完全具备出口能力。

“‘华龙一号’是我国具有完全自主知识产权的、中国的三代百万千瓦级核电技术。它将在国内外分别落地，标志着我国核电走出去战略获得重大突破，国内国际两个市场前景广阔。”中国核工业集团公司董事长孙勤充满信心地说。 （光明日报记者 袁于飞）