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福建,有一個核工程
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NO.2431-中國三代核電
作者:杔格
校稿:辜漢膺 / 編輯:汑洛
【致謝】本文內容得到了“中國核工業集團有限公司”、“國資小新”以及“中核集團宣傳文化中心”的大力支持,特此感謝。
近期,有一部熱播硬核電視劇引發全網關注。與其他硬核電視劇不同的是,這部電視劇真的硬“核”,含“核”量高達100%。這就是《許你萬家燈火》——首部全景反映我國核電工業發展歷程的電視劇。
《許你萬家燈火》極具年代感,這是因為取景地之一是中國核動力的發源地——九〇九基地。
中國第一代核潛艇研發實驗基地
也是中國核動力研究設計院的前身
(四川樂山,圖:中核集團-核動力院)▼
劇組在基地里面內置景,1:1復刻了主要場景十余個,包括第一座陸上模式堆主控室、核電大院、核電辦公樓、核電家屬樓、零號點、醫院、圖書館、大禮堂等,高度還原了老一輩核工業人的研發和生活環境。
而《許你萬家燈火》的創作題材,便是中國完全自主知識產權的三代核電技術——“華龍一號”。
從核潛艇研發起步的中國核工業
如何實現擁有世界一流核電站的夢想?
(橫屏,圖:中核集團-福清核電)▼
今年,3月25日正是“華龍一號”示范工程已經全面建成投運整整一周年的日子。
這個示范工程便位于福建福清核電站▼
開端
上世紀90年代,中國二代核電技術逐漸定型并取得了驕人戰績。在此基礎上,中國核工業人萌發了自主研發百萬千瓦級核電技術的念頭。
秦山二期核電站
(圖:中核集團-中核工程)▼
1996年,一個靜謐的午后,在核動力院老基地一棟辦公樓里,一陣陣激烈的爭論聲充斥著整個樓道。
原來,十幾個技術人員正聚集在一間辦公室里,討論著中國自主百萬千瓦級核電站方案的主參數。
或許那時,他們誰也沒有預料到
這就是“華龍一號”孕育的起點
(橫屏,圖:中核集團-核動力院)▼
從那一年開始,核動力院在CNP600“121堆芯”和M310二代+核電技術“157堆芯”的基礎上,自主創新地提出“177堆芯”的概念,功率確定為100萬千瓦,機型確定為CNP1000,隨后開展了論證、設計,完成了一系列關鍵性驗證性試驗。
2005年10月,原國家環保總局核安全中心對《CNP1000核電廠初步安全分析報告》進行了預審評。審評認為:CNP1000設計比國內同類核電技術在安全方面的設計更加全面和周到,將CNP1000核電技術定位于“二代改進型”核電技術是準確和符合實際的,經局部設計改進后具備上工程的條件。
CNP1000核電站概念圖
(圖:中核集團-中核工程)▼
直至2007年4月,中核集團將CNP1000更名為CP1000,在前期研發工作的基礎上,開展了一系列工作。
2010年4月,CP1000通過中國核能行業協會組織的國內專家審查,獲得業界認可,完全具備上工程的所有條件。2011年,國家核安全局已經受理以福清核電5、6號為項目背景CP1000安全審評工作,第一次初步安全分析報告對話會在同年2月28日、3月1日兩天召開。此時,福清現場負挖已經啟動,預計當年年底實現福清5號機組澆灌第一罐混凝土。
2011年,福清現場負挖
如果沒有另一個意外
我們見到的不一定是今天的“華龍一號”了
(圖:中核集團-福清核電)▼
一切都在按部就班進行,我國自主百萬千瓦級核電即將落地成為現實。2011年3月11日,東日本發生的里氏9.0級巨大地震引發的海嘯,徹底改變了這一切。當時世界上最大的在役核電站——福島核電站,發生事故。
當年的事故,其影響持續至今
(圖:Google Maps)▼
在此背景下,國家提出今后國內新建核電站必須以世界最高安全標準來審查,并滿足三代核電技術要求。
中核集團中國核電工程有限公司作為“華龍一號”研發設計牽頭單位,攜手核動力院等17家科研院所、高校,58家國有企業,140余家民營企業,帶動上下游產業鏈5300多家企業,全力沖擊我國自主三代核電技術。
2012年3月的核安全峰會上,中國宣布“在確保安全的基礎上高效發展核電”的核電發展戰略。
攻關
為應對世界核電發展數十年未有之大變局,中核集團啟動核電技術重點科技專項攻關,在CP1000工程設計的基礎上,消化吸收引進三代核電技術,充分考慮日本福島核事故后的經驗反饋,依據國家最新核安全法規要求,研發具有我國自主知識產權的三代核電技術——ACP1000。
ACP1000肩負著帶動核電相關領域關鍵技術提升、實現工程化應用、真正樹立我國自主核電品牌、實現核電“走出去”目標的使命,被視為中國占領核電技術制高點的重要標志性工程。
2013年4月,在國家能源局和國家核安全局的指導下,為步調一致開拓國際核電市場,包括中核集團ACP1000在內的國內百萬千瓦級相關技術進行融合,形成我國自主知識產權、自主品牌的三代核電技術HPR1000——“華龍一號”。
經歷了諸多“從無到有”的突破
“華龍一號”橫空出世的這一刻
其實是過去30余年積累的集大成
(圖:中核集團)▼
2014年8月22日,國家能源局和國家核安全局聯合專家評審通過了“華龍一號”總體技術方案。而這只是走出了“華龍一號”的“萬里長征第一步”,想要工程實現落地,還要歷經項目施工各節點的諸多磨煉。
2015年5月7日,是一個特別的日子,中國自主三代核電技術“華龍一號”首堆示范工程——中核集團福清核電站5號機組正式開工建設。當年12月,6號機組也正式開工建設。
福清核電5號機組核島澆筑第一罐混凝土
歷史性時刻(圖:中核集團-福清核電)▼
2017年5月26日,“華龍一號”全球首堆示范工程福清核電5號機組提前15天實現穹頂吊裝,打破全球首堆必拖的“魔咒”。2018年3月21日,6號機組提前10天實現穹頂吊裝,兩臺機組均已全面進入設備安裝階段。
6號機組反應堆廠房穹頂吊裝
(圖:中核集團-福清核電)▼
2017年11月6日,“華龍一號”核電項目首臺發電機通過了“型式試驗”,全部指標達到和優于設計要求,標志著我國“華龍一號”首臺發電機自主研制成功。
2018年1月28日,“華龍一號”全球首堆、中核集團福清核電5號機組反應堆壓力容器順利吊裝入堆。
5RX壓力容器開始吊裝
(圖:中核集團-中核工程)▼
創新
在多方面共同協作推進下,“華龍一號”迎來一個具有節點性的時間。2020年11月27日0時41分,“華龍一號”全球首堆——中核集團福清核電5號機組首次并網成功。
這標志著中國打破了國外核電技術壟斷,正式進入核電技術先進國家行列。那么,“華龍一號”具體有多先進呢?
堆內構件
(圖:中核集團-中核工程)▼
不同于其他核電,“華龍一號”獨創性地采用177堆芯設計,既提高了堆芯額定功率和發電功率,又降低了燃料的線功率密度,提高了安全性。
科幻感十足的177堆芯
5號機組首爐裝料
(圖:中核集團-中核工程&福清核電)▼
“華龍一號”獨創性地采用能動加非能動安全設計理念,在保證堆芯冷卻、保證壓力容器完整性和安全殼完整性上,均提供了多樣化的安全手段,強化了核電廠的縱深防御,顯著提升了核電廠安全性。
“華龍一號”主泵
(圖:中核集團-中核工程)▼
核島設計全面提升抗震能力,采用單堆布置設計,有利于減少機組間相互影響,提高核電選址靈活性。
單堆布置
(橫屏,圖:中核集團-中核工程)▼
核島關鍵廠房外墻采用抗大飛機撞擊設計,在假想的大飛機撞擊事故發生時,可以確保反應堆的安全性。
蒸汽發生器
(圖:中核集團-核動力院)▼
反應堆廠房采用雙層安全殼設計,為放射性物質的包容提供了額外的屏障,強化了反應堆對于外部災害的抵御能力。
反應堆壓力容器
(圖:中核集團-中核工程)▼
CF3燃料組件技術的成功研發,真正實現了核反應堆的中國芯。它完全滿足18個月甚至更長換料周期的高燃耗要求,滿足0.3g抗震要求,也可以兼容國內二代改進型核電機組的堆芯結構。
燃料包殼采用具有自主知識產權的N36先進鋯合金
具有優良的熱工水力性能和機械性能
(圖:中核集團-中核建中)▼
多點突破、水到渠成,量變形成質變,在諸多單點先進創新技術的加持下,中國核工業人通過“華龍一號”的研發設計和建設過程,實現了一個重大戰略目標——建立了一套完整的、涵蓋核電廠全周期的“華龍一號”型號標準體系,并優化完善了“通用為主、專用為輔”的現行壓水堆核電標準體系。
構建完整自主的核電標準體系,頗為不易
同時也成功研發了完全自主的核電站控制系統——
龍鱗系統(橫屏,圖:中核集團-核動力院)▼
2021年1月30日,“華龍一號”全球首堆——中核集團福清核電5號機組投入商業運行。
(橫屏,圖:中核集團-福清核電)▼
2021年5月20日(當地時間),“華龍一號”海外首堆工程——巴基斯坦卡拉奇核電2號機組正式進入商業運行。
“華龍一號”出海成功!
(橫屏,圖:中核集團-中國中原)▼
2022年3月25日,“華龍一號”示范工程第2臺機組——中核集團福清核電6號機組正式具備商運條件,這意味著自開工不到七年,至此“華龍一號”示范工程全面建成投運。
已經整整一年了
(橫屏,圖:中核集團-福清核電)▼
“華龍一號”示范工程全面建成后,兩臺機組年發電量近200億度,相當于每年減少標準煤消耗624萬噸、減少二氧化碳排放1632萬噸,相當于植樹造林1.4億棵,對優化我國能源結構、推動綠色低碳發展、助力實現碳達峰碳中和目標具有重要意義。
福建福清核電1-6號機組“全家福”
(橫屏,圖:中核集團-福清核電)▼
核電產業鏈,有一套完整體系,這就是“原料及設備供應→核電站建設及運營→發電及后處理”,“華龍一號”的歷程明顯占了前五處。
使用“華龍一號”技術的
福清核電5、6號機組
(圖:中核集團-福清核電)▼
與此同時,中國也有著一項不亞于“華龍一號”的工程正在建設中,這就是中國北山地下實驗室。
(橫屏,圖:中核集團-核地研院)▼
中國北山地下實驗室建成后,將成為世界上規模最大、功能最全、參與范圍最廣的地下實驗室。
(左滑查看更多,圖:中核集團-核地研院)▼
這項位于中國西北地區的重大工程,在荒原之中也書寫著自己的傳奇。
這里有著“北山一號”TBM——
全球首臺大坡度螺旋隧道硬巖掘進機
(橫屏,圖:中核集團-核地研院)▼
封面:中核集團-中核工程
END
原標題:《福建,有一個核工程!》
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