揭秘“华龙一号”

盛安陵

自2013年以来，无论在莫斯科国际核工展，还是北京国际核工展等展会，“华龙一号”似乎横空出世，突然闯入人们的视野。特别是2014年11月3日，国家能源局对福建省发改委、中核集团的请示报告发出复函，同意福建福清5、6号机组工程调整为“华龙一号”技术方案，这是继8月份通过国家能源局、国家核安全局牵头组织的专家评审后，“华龙一号”再次成为业界关注的焦点。

一般而言，一种新型核电技术研发成功都需要数年甚至数十年，而只在核电技术舞台上活跃不满两年时间的“华龙一号”，为什么能够扛起我国自主三代、具有完全自主知识产权的核电大旗？它的身世之谜是什么？它拥有哪些先进的理念和技术，让国人引以为傲……

为揭开笼罩在“华龙一号”的神秘面纱，记者先后走访承担其设计、研发工作的科研单位——中国核动力研究设计院、中国核电工程有限公司等科研基地，探寻其背后的故事。

从无到有

1997年，一个静谧的午后，在中国核动力研究设计院老基地一栋办公楼里，一阵阵激烈的争论声充斥着整个楼道。原来，十几个技术人员正聚集在一间办公室里，讨论着中国自主百万千瓦级核电站方案的主参数。

或许那时，他们谁也没有预料到，这就是“华龙一号”孕育17年的起点。

核动力院承担着“华龙一号”反应堆及一回路设计工作，了解“华龙一号”“心脏”的诞生，必然以这里为起点。长期担任核电工程项目技术负责人的核动力院科技委副主任、原副院长张森如说，早在1996年，原国家计委在上海组织召开关于核电发展的研讨会，提出国家发展核电的方向不再是60万千瓦级，而是100万千瓦级。这促使大家萌发了自主研发百万千瓦级核电技术的念头。

当时恰逢岭澳核电站二期正走自主设计、自主制造、自主建造、自主运营的建设路线，规划建设两台百万千瓦级压水堆核电机组。据张森如介绍，为拿下岭澳核电站二期工程，核动力院在秦山二期60万千瓦核电技术（CNP600）的基础上，开发了百万千瓦压水堆核电技术CPR1000。CPR1000在换料周期、设计寿命、数字化仪控、专设安全系统优化等方面进行了25项改进。在CNP600、CPR1000的基础上，中国第二代核电技术逐渐定型并取得了骄人的战绩，相继运用于浙江秦山二期扩建两台机组、广东岭澳二期两台机组、辽宁红沿河一期四台机组、福建福清一期两台机组、浙江方家山两台机组、广东宁德两台机组、广东阳江两台机组、海南昌江两台机组的设计。遗憾的是，CNP600、CPR1000均是法国进口机型M310的改进型，在堆芯设计，特别是在燃料元件设计制造技术上，不具有完全自主知识产权，不能实现出口。

为了突破核电技术发展长期受制于人、不能实现出口的困局，振兴国内装备制造业。从1997年开始，核动力院在CNP600“121堆芯”、CPR1000“157堆芯”的基础上，自主创新地提出“177堆芯”的概念，功率确定为100万千瓦，机型确定为 CNP1000，随后开展了主参数论证、概念设计、方案设计、模拟初步设计、工程初步设计，完成了反应堆整体水力模拟试验、反应堆堆内构件流致振动试验等一系列关键性验证性试验。2005年10月，国家环保总局核安全中心对《CNP1000核电厂初步安全分析报告》进行了预审评。审评认为：CNP1000设计比国内同类核电技术在安全方面的设计更加全面和周到，将CNP1000核电技术定位于“二代改进型”核电技术是准确和符合实际的，经局部设计改进后具备上工程的条件。

后由于国家引进AP1000技术，为给引进三代核电技术预留更多的厂址，CNP1000未能上工程。直至2007年4月，中核集团公司将CNP1000更名为CP1000，在前期研发工作的基础上，开展了CP1000工程总体设计、初步设计工作，同时开展了概率安全分析、重大设计方案研究及初步安全分析报告编制工作，并在2010年4月，通过中国核能行业协会组织的国内专家审查，获得业界认可，完全具备上工程的所有条件。2011年，国家核安全局已经受理以福清核电5、6号为项目背景CP1000安全审评工作，第一次初步安全分析报告对话会在同年2月28日、3月1日两天召开。此时，福清现场负挖已经启动，预计当年年底实现福清5号机组浇灌第一罐混凝土。

正当大家期待我国自主百万千瓦级核电就要落地成为现实时，2011年3月11日，日本福岛核事故发生。国务院提出，今后国内新建核电站必须以世界最高安全标准来审查，并满足第三代核电技术要求，代表中国二代核电技术发展最高水准的CP1000再次搁浅。

为应对世界核电形势变化，中核集团启动核电技术重点科技专项，在CP1000工程设计的基础上，消化吸收引进的三代核电技术，充分考虑日本福岛核事故后的经验反馈，依据国家最新核安全法规要求，研发具有我国自主知识产权的三代核电技术ACP1000。ACP1000被视为中核集团占领核电技术制高点的重要标志性工程，肩负着带动核电相关领域关键技术提升、实现工程化应用、真正树立我国自主核电品牌、实现核电“走出去”目标的使命。基于此前十多年的研发基础，6个月完成了ACP1000顶层设计方案，并通过专家评审。“按正常推进，顶层设计方案需要1年到1年半的时间。虽然时间压缩得很短，但是工作的过程充满了自信和希望。”中国核电工程有限公司ACP1000出口项目设计经理张翔宇说。

2013年4月，在国家能源局和国家核安全局的指导下，为步调一致抢占国际核电市场，在ACP1000技术的基础上，中核集团和广核集团将各自的百万千瓦级技术进行融合，形成我国自主知识产权、自主品牌的三代核电技术“华龙一号”。

“十多年的自主创新之路，‘华龙一号经历了诸多‘从无到有的突破，相当曲折，前方的路布满荆棘，我们依旧选择最初的那份坚守，在坚守中不断壮大、提高自己的技术水平，更加自信地推动我们的梦想向现实加速前行。”中核集团“华龙一号”总设计师、中国核电工程有限公司副总经理兼总工程师邢继如此表述这段曲折的梦想之路。

创新之路

十七年研发历程，寥寥千言，意犹未尽，总感觉缺少点什么？那就是，没有为那些致力我国自主三代核电研究贡献智慧和青春的平凡科研工作者留下只言片语。

在“华龙一号”的研发中，中国核动力研究设计院的刘昌文承担了本院“华龙一号”总设计师的任务，对他而言，有一件事记忆犹新，如鲠在喉。在福岛事故前，为争取CP1000尽快实现福清5、6号机组上工程，核动力院考虑从美国西屋公司购买蒸汽发生器。然而，西屋公司设置很多条件，其中有一款大意是在国外核电市场，CP1000不能与AP1000竞争。

“核心技术掌握在别人手里，命运就掌握在别人手里。我们咬紧牙攻关，也要开发属于自己的拳头产品。”刘昌文对核动力院院长罗琦在核电工作会上的讲话至今记忆犹新。后来，核动力院自筹经费成功地研发了蒸汽发生器，并为此完成了四项工程验证性实验。

显然，翻版别人的设计，是不能让中国从核电大国变成核电强国的！只有搞自主化，实现自主品牌，才能获得国际认可，实现“走出去”。

为此，科研人员也是朝着这个方向努力的。

为“华龙一号”安全性能满足三代要求，在对反应堆薄弱环节进行梳理时，为将事故后操纵员不干预时间由10分钟提高到30分钟，课题组攻关人员对各种假想事故的薄弱环节进行梳理，提出改进措施，进行理论计算，如此反复上百遍，不厌其烦，白天晚上连轴转，一点点向前推进，最终实现攻克。

为能够最真实模拟蒸发器二次侧非能动余热排除系统，实验人员采用1：1比例，近60米的台架高耸云端，近20米的蒸发器U型管模拟，可谓煞费苦心。

科学研究是枯燥的，但同时也是紧张并富有挑战性的。不少科研人员，上有老下有小，小孩生病、老母亲又生病，医院、办公室两地不停地来回跑。刘昌文说：“这样的例子很多。每次看见他们一副身心疲惫的样子，晚上还要继续加班，心很酸，对不起他们。”

“华龙一号”曲折发展，他们都不离不弃，为什么？一个国家要想实现技术跨越，光靠引进是行不通的，因为关键技术是买不来的，只有靠创新，才能让中国在世界核电舞台上拥有宝贵的一席，才能由核大国迈进核强国。

为此，他们一直走在自主创新的路上。