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核電技術躋身世界前列

軍工資源網 2022年11月04日

黨的十八大以來,我國深入實施創新驅動發展戰略,堅定不移走中國特色自主創新道路,大力建設創新型國家和科技強國,推動科技事業發生了歷史性、全局性重大變化,我國成功邁入創新型國家行列。2022年3月25日,具有完全自主知識產權的三代核電華龍一號示范工程——福建福清核電站5、6號機組全面建成投運,標志著我國已成為繼美俄法等國家之后真正掌握自主三代核電技術的國家,我國核電技術水平已躋身世界前列,建設核工業強國邁出了堅實步伐。


一、華龍一號在多方關懷關心下誕生


習近平總書記就我國核工業創建60周年作出重要指示強調,核工業是高科技戰略產業,是國家安全重要基石。要堅持安全發展、創新發展,堅持和平利用核能,全面提升核工業的核心競爭力,續寫我國核工業新的輝煌篇章。


2013年4月25日,為滿足我國核電“走出去”戰略和自身發展需要,國家能源局主持召開了自主創新三代核電技術合作協調會,中核集團與中國廣核集團在前期分別研發的ACP1000和ACPR1000+的基礎上聯合開發華龍一號,同年9月,經過兩家集團的共同努力,形成了華龍一號總體技術方案。


2014年8月22日,華龍一號總體技術方案通過國家能源局和國家核安全局聯合組織的專家評審。而后,中核集團與中國廣核集團共同簽署關于自主三代百萬千瓦核電技術華龍一號技術融合的協議,按照協議要求,兩家集團發揮各自優勢,共同開展技術融合工作,形成相融合并優化的、體現更先進安全理念的、具有自主知識產權的三代百萬千瓦級壓水堆華龍一號技術,這也標志著華龍一號成為國家推動核電“走出去”戰略的重要技術方案。


2014年底,國家批準依托中核集團福清核電站5、6號機組和中國廣核集團防城港核電站3、4號機組建設華龍一號國內示范工程,正式開啟了我國首個自主三代核電技術建設新征程。


二、技術融合為華龍一號“走出去”打下堅實基礎


2015年6月15日,國務院總理李克強在中國核電工程公司考察,尤其關心中國企業聯合研發的華龍一號核電技術堆芯是否使用同一標準。總理說,核電不光要在國內發展,還要“走出去”,這就要統一標準,“五個指頭要攥成拳”,與歐美發達國家合作共同開發第三方市場。


同年底,為全面貫徹落實黨中央、國務院“一個華龍、一面旗幟”和“核電出海,要加強合作,形成強大合力”的戰略要求,在國家能源局牽頭下,中核集團與中國廣核集團簽署協議,共同出資成立華龍國際核電技術有限公司(簡稱華龍國際)。這是繼簽署華龍一號技術融合協議之后,兩家集團為進一步推動華龍一號技術協同創新發展而共同努力的結果,為華龍一號的融合發展及市場開拓注入了更加強大的動力,助推華龍一號成為我國核電“走出去”的主力品牌。


華龍國際成立伊始,便將融合并發展華龍一號技術作為企業的光榮使命和重要任務,組織專家技術團隊深入分析研究,開展了大量的技術融合工作,在示范工程福清核電站5、6號機組和防城港核電站3、4號機組技術方案的基礎上,形成了《華龍一號技術融合方案》,該方案于2017年7月獲得國家能源局正式批復,標志著華龍一號技術融合工作取得了重要成果,為后續華龍一號項目的批量化建造奠定了堅實基礎。


融合后的華龍一號,實現了主參數、主系統和技術標準的統一,設計壽命60年,機組額定功率不小于1200MWe,采用經工程驗證的成熟技術,獨創性地運用了“能動與非能動相結合”的安全設計理念和“177堆芯方案”,實現18個月換料周期,采用全數字化儀控系統,并運用了單堆布置、大自由容積雙層安全殼、抗大飛機撞擊等先進設計理念,具備完善的嚴重事故預防和緩解措施、強化的外部事件防護能力、改進的應急響應能力等先進特征,充分保證了核電廠的安全性、經濟性和先進性,符合國際最高安全標準要求,同時具備完全自主知識產權,滿足國家“走出去”戰略需求,是全球接受度最高的三代核電技術之一。


三、華龍一號迎來快速發展機遇期


為進一步促進華龍技術的協同創新,實現高質量發展,國家能源局于2017年10月發布《華龍技術管理規定》和《華龍項目管理規定》(簡稱“兩個規定”),明確了各相關方的定位和分工。伴隨著華龍技術融合工作的完成,加上“十三五”期間我國核電重啟以及核電設備國產化的加速推進,在示范工程進展順利的支撐下,華龍一號迎來了寶貴的發展窗口期。我國在2019年至2020年核準建設了8臺華龍一號機組,分別是漳州核電站1、2號機組,太平嶺核電站1、2號機組,昌江核電站3、4號機組和三澳核電站1、2號機組,形成了國內華龍一號項目小批量建造的良好態勢。


進入“十四五”,在“雙碳”目標指引下,面對能源供給側結構性改革的迫切需求,我國確立了“積極安全有序發展核電”策略,華龍一號再次迎來了快速發展機遇期。僅2022年前三個季度,我國已核準包括陸豐核電站5、6號機組,漳州核電站3、4號機組在內的4臺華龍一號,占到“十三五”時期華龍一號核準數量的一半。至此,華龍國際自成立以來已成功助推12臺華龍一號機組落地,這也預示著華龍一號將在“十四五”期間實現批量化、規模化建造,成為我國核電發展當之無愧的主力堆型。


在“走出去”方面,華龍一號同樣取得了重大成就。中核集團向巴基斯坦出口的卡拉奇K2、K3核電項目成為華龍一號出海第一站,不僅促進了中巴兩國戰略合作的不斷深化,也為全球范圍內的核能合作樹立了標桿。卡拉奇K2、K3機組已分別在2021年5月和2022年4月投入商業運行,標志著華龍一號海外首個工程全面建成,這不僅是進入21世紀以來我國核電走向世界的重大飛躍,也是我國核電行業落實共建“一帶一路”倡議和推動構建人類命運共同體的堅實舉措。此外,阿根廷等國的華龍一號項目也正有序推進中。


四、以創新持續引領核能行業高質量發展


隨著華龍一號項目建設的穩步推進,打造更安全、更先進、更經濟的華龍一號成為了中核集團、中國廣核集團和華龍國際共同的奮斗目標和努力方向。根據“兩個規定”的有關要求,華龍國際利用自身華龍技術共享平臺的獨特優勢,積極對接中核集團、中國廣核集團華龍技術力量,協同開展華龍技術的持續改進與優化創新工作,已完成包括《壓力容器直接安注技術研究》《堆芯燃料管理優化及關鍵參數研究》等在內的58項課題,獲得專利授權87項,軟件著作權6項,發表技術論文73篇,主編《壓水堆核電廠外部災害防護設計準則》《核電廠基于概率安全分析的抗震裕度評價方法》等兩項能源行業標準。新開展12項關鍵技術科研課題和18項青年創新課題,進一步提升企業核心競爭力。


經過多年不懈努力,在充分借鑒工程實踐的基礎上,結合工程項目落地的現實條件,華龍國際于2022年9月提出了《華龍一號技術創新方案》,這是繼《華龍一號技術融合方案》后,華龍技術持續改進創新工作的又一重要里程碑。


此外,為了適應我國核電發展的新形勢,總結華龍技術的工程實踐和良好經驗,為后續華龍項目在安全、性能、經濟性等方面提出統一要求,并在研發、設計、建造和運行等方面進行規范和指導,華龍國際聯合中國核能行業協會等相關單位于2020年6月共同啟動了《華龍系列用戶要求文件》(HUR)的編制工作。2022年6月,HUR正式公開出版發行,填補了我國先進壓水堆核電用戶要求文件的空白,推動了華龍系列核電廠實現標準化和批量化,有利于提升安全性和經濟性,為華龍技術的持續改進和創新提供了技術支撐和方向性指導,對提高華龍品牌的競爭力、助推華龍技術“走出去”、推進核能行業高質量發展具有重要意義。


五、華龍一號開發建設具有多重戰略意義


能源是人類文明進步的基礎和動力,面對氣候變化、環境風險挑戰、能源資源約束等日益嚴峻的全球性問題,世界各國不斷探索綠色低碳轉型新道路。生態興則文明興,我國秉承人類命運共同體理念,提出了實現“雙碳”的宏偉目標,為維護世界能源安全、應對全球氣候變化、促進世界經濟增長作出積極貢獻。


核電作為一種清潔、高效、經濟、安全的基荷能源,對助力我國構建清潔低碳安全高效的能源體系具有十分重要的戰略意義。目前,華龍一號單臺機組年發電量近100億千瓦時,能夠滿足一個中型城市一年的用電需求,與同等規模燃煤電站相比,相當于每年減排二氧化碳800萬噸,植樹造林7000萬棵,不僅在降低化石能源消費、減少溫室氣體排放方面發揮著顯著作用,也在緩解能源運輸壓力等方面具有獨特優勢。


隨著華龍一號機組的批量化建造以及華龍技術的持續改進創新,我國三代核電技術已進入核能開發的第一方陣,這不僅得益于我國30余年核電科研、設計、建設、運行和管理經驗的良好基礎,又極大地促進了我國核科技工業水平的整體提升。華龍一號首堆涉及75個專業,共計7萬多臺套設備,其中許多關鍵設備的設計技術長期掌握在國際核電強國手中,面對產業鏈高質量發展的卡點堵點,華龍一號在研發初期就制定了關鍵核心設備要實現自主研發、自主設計、自主制造的堆型研發設計策略。通過華龍一號的建設,設備國產化率和設備經濟性指標大幅提升,裝備制造的質量、可靠性、可維修性均有保證,確保了核心關鍵設備不受制于人,有效促進了科技成果轉化和設備制造產業升級,推動形成了國內每年8臺套以上的完整核電設備制造供貨能力。


核電作為資金密集型、技術密集型、人才密集型產業,具有建設投資大、建設時間長、技術含量高、涉及產業多的特點,是經濟社會發展的重要戰略性資源。華龍一號單臺機組總投資約200億元,可拉動產業鏈上下游深度融合發展,并可在全壽命周期產生千億元的產值,創造15萬個就業機會,對國家和地區經濟具有很強的帶動作用。可以預見,核電將成為“十四五”“十五五”乃至更長時期我國穩增長的重要抓手。


(高立本:華龍國際核電技術有限公司黨委書記、總經理)


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