浙江核电的光荣与梦想

姚旭京 周拯晔

核能的利用和發展是20世纪科技史上最杰出的成就之一。1938年末，德国科学家哈恩用一种慢中子来轰击铀-235核时，发现核裂变现象。化石燃料通过化学反应燃烧后释放的能量的总质能转换效率约为一百亿分之一，而铀-235裂变的质能转换效率约为0.09%，比化石燃料的转化效率高了近900万倍，1千克铀-235核燃料裂变发出的能量相当于2700吨煤燃烧时发出的热量。于是，人们开始探索如何将这巨大的能量转换成电能的方案，核电站便应运而生。

核电站是指通过适当的装置将核能转变成电能的设施。核电站以核反应堆来代替火电站的锅炉，以核燃料在核反应堆中发生特殊形式的“燃烧”产生热量，使核能转变成热能来加热水产生蒸汽，进而发电。

浙江是我国核电大省，是我国核电发展起步之地。目前有秦山核电基地、三门核电基地和正在筹备中的苍南核电基地。秦山核电基地分一期工程、二期工程、三期工程、二期扩建工程及一期扩建工程，从1983年至2015年，历时32年完全建成，目前有9台二代改进型核电机组，总装机容量654.6万千瓦，年发电量约500亿千瓦时。三门核电规划设计6台非能动安全型三代125万千瓦核电机组，目前第一台机组已经完成首炉核燃料的装载工作，预计2018年实现并网发电。与传统的压水堆核电厂相比， 世界首座AP1000先进压水堆在工程设计和运行方面进行了许多改进，最重要的改进是采用非能动安全系统设计技术，从而提升了电厂的安全性，简化了电厂系统和设备，也简化了电厂的运行操作，减少了电厂的维护需求。

首创工程的荣耀

秦山核基地的建设，为我国完整发展核电工业体系奠定了基础。秦山核电一期工程30万千瓦核电机组，是我国首个自主设计、自主建造、自主调试、自主运营的第二代改进型30万千瓦压水堆原型核电站。它的设计、建造、运营，使我国成为世界上少数拥有核工业完整体系的国家之一，对我国自主设计第二代改进型大型商用65万千瓦和100万千瓦级压水堆核电站，具有重要的借鉴意义。

从规划设计秦山核电基地建设之初，我国就坚持“以我为主、中外合作”的核电发展方针，在自主创新和引进、吸收、再创新的基础上，力求全面掌握先进压水堆核电技术，形成大规模批量化建设中国品牌核电站的能力。秦山核电站的建成，标志着中国实现了核电站自主设计。在秦山一期的设计中，以上海“七二八”工程设计队为骨干，全国100多个设计院、大专院校相关科研人员组成的团队共同承担了设计、试验任务，对核电站的厂址、环境、物理、热工水力、工艺性能、专用设备设计性能试验、新材料研制、核燃料组件研制和三废处理等等，开展了大量的科研试验工作，完成了400余项科研项目，其中150多项获得国家级和省部级科技进步奖和优秀科技奖。1997年12月，“秦山30万千瓦核电站设计与建造”项目获国家科技进步奖特等奖。秦山核电二期是65万千瓦大型商用核电站，在一期经验的基础上，由中国第二核工程研究设计院设计，“秦山600MWe核电站设计和建造”项目又荣获2004年度国家科学技术进步奖一等奖。秦山核电一期、二期工程总设计师欧阳予、叶奇蓁分别当选为中国工程院院士。

秦山核电基地为我国核电关键设备自主设计建造做出了重大贡献。在秦山一期30万千瓦核电机组建设工程18项主要设备中，堆内构件、核燃料组件、控制棒驱动机构、蒸汽发生器、稳压器、应急柴油发电机、核燃料装卸料机、汽轮机、发电机等9项实现国产化自主制造。通过秦山二期65万千瓦机组建设工程，又增加了压力容器、电站计算机两项国产化自主制造。到秦山一期扩建100万千瓦机组建设工程时，又增加了主冷却剂泵、主管道、环吊的国产化自主制造，使国产化自主制造设备增加到14项。通过参与秦山核电基地建设工程，上海电气、哈尔滨电气、中国第一重型机械集团、北京和利时、浙江中控等一大批国内企业拥有了核电关键设备自主化生产能力。

通过秦山核电基地建设，我国也探索形成了大型核电工程建设的管理经验。秦山核电一期采用网络技术实施计划进度控制，土建合格率100%，优良率96.18%。通过秦山核电厂建设，初步建立了我国核电工程质量控制法规体系，创立完善了大型核电站设备安装关键技术。其中一回路主管道焊接优良率达到100%，填补了国内大壁厚不锈钢管道焊接技术的空白；秦山核电厂反应堆压力容器吊装、蒸汽发生器吊装获得中核总部级科技进步二等奖；安全壳筒体施工项目获我国建设工程最高奖“鲁班奖”。

秦山二期工程1号常规岛除氧器水箱和凝汽器，是当时国内电力机组安装施工中遇到的最大现场拼装容器，除氧器长45米，直径4.25米，共分三段供货至现场拼装，现场焊接和热处理的技术难度都很大。对此，通过进行专题研究，建设者们制定了一套严密、科学、先进、经济的焊接技术和管理方式，在实际施工中取得成功。2002年10月，项目施工单位浙江省火电建设公司获得中国工程建设焊接协会颁发的 “全国优秀焊接工程”一等奖。

截止2015年，秦山核电基地全部建成，共9台机组，成为世界上机组最多，容量最大的核电基地之一。2017年发电510.56亿千瓦时，约占浙江省2017年全年全社会用电量的12.18%，相当于少消耗标准煤约1.6亿吨，因此而减排二氧化碳约4.97亿吨、二氧化硫约297.2万吨，或相当于造林189.47万公顷，为改善浙江全省电力供给结构、推进长三角区域大气污染防治、助力浙江创建国家清洁能源示范省作出了很大贡献。

未来核电的梦想

三门核电站是继秦山核电基地之后获准在浙江省境内建设的第二个核电基地。它是为创建世界最先进核电技术，引进第三代核电技术而建造的世界首座AP1000先进压水堆示范核电站，也是首个国家第三代核电技术自主化依托项目。计划通过引进、消化、吸收、再创新，形成具有自主知识产权的核电技术品牌。

2004年7月21日，浙江三门核电站一期工程建设获得国务院批准。2006年12月16日，中美两国政府签署《合作建设先进压水堆核电项目及相关技术转让的谅解备忘录》。三门核电站规划容量为6台百万千瓦级核电机组，厂区一次规划，分期建设。一期工程建设规模为2台125万千瓦核电机组，设计寿命60年。2009年4月19日，一期工程1号机组开工建设。2018年4月28日，随着首炉核反应堆燃料装载完成，三门核电从工程建设转入带核调试阶段。

随着三门核电项目规划建设的6台125万千瓦核电机组的陆续建成，三门核电的年发电能力也将超过500亿度，届时，浙江省核电发电能力将占到全社会用电量的25%左右。