(大公報 記者 張寶峰)2023年3月25日6時55分,隨着168小時試運行試驗圓滿完成,中國西部地區首台「華龍一號」核電機組正式具備商業運行條件。這一次,「華龍一號」真正擁有了「中國心」─由中國完全自主研發的核電神經中樞「和睦系統」。作為大國重器,核電不僅是先進生產力的象徵,更關乎一國的能源安全與發展。中國核電起步晚、發展曲折,但經過數十年的不懈努力,中國核電從無到有、從弱到強,不僅依靠擁有自主知識產權的第三代核電技術打破了外國壟斷,也成功「出海」巴基斯坦,鑄成了一張閃亮全球的「中國名片」,第四代核電技術更跑出了「領航」世界的加速度。
國產核安中樞「和睦系統」獲IAEA頂級認證
「華龍一號」是我國具有自主知識產權的三代核電技術,滿足我國核安全法規標準和國際原子能機構的安全要求。中廣核研究院有限公司黨委副書記、總經理盧向暉對大公報表示,「華龍一號」在安全性提升的基礎上,反應堆堆芯功率較國內二代核電機組提升了約9%,整體上達到國際先進水平。
作為核電站的「神經中樞」,數字化儀控系統涉及核反應堆的緊急制動,對安全性、可靠性和確定性的要求極高。但由於中國核電起步較晚,很長一段時間內不得不使用國外相關系統。如今,隨着「和睦系統」與「華龍一號」雙劍合璧,這一「卡脖子」問題終於宣告解決。
新中國成立後第一個核電計劃被命名為「581工程」,意思是1958年的第一號工程。工程原計劃在前蘇聯援助下,建設一座石墨水冷堆核電站。然而中蘇關係驟然破裂後,蘇聯專家全部撤離回國並帶走了全部資料和數據信息。新中國第二個核電計劃「820工程」是由清華大學提出的5萬千瓦熔鹽增殖堆核電站。但由於前期研發不到位,材料、技術和工藝不成熟,也被迫停止。直至1991年秦山核電站併網發電,才正式結束內地無核電的歷史。經過數十年發展,中廣核在運核電機組28台,在建核電機組16台,設備國產化能力達100%。中國廣核集團也已成長為中國最大、全球第二大核電企業。
中廣核數字科技有限公司董事長孫永濱表示,「目前和睦系統已應用於包括『華龍一號』在內的27台在運在建核電機組,實現多堆型覆蓋,為國家節省上百億元建設資金」。關鍵核心技術的突破使「和睦系統」平台的整體技術達到國際先進水平,安全性和可靠性設計也達到國際領先水平。如今,「和睦系統」已經通過國際原子能機構(IAEA)獨立工程審評(IERICS)報告,中國造核電站「神經中樞」獲得國際頂級認證,拿到了進入國際市場的「入場券」。
2022年4月18日,「華龍一號」海外首堆示範工程巴基斯坦卡拉奇K-2/K-3項目全面建成投產,中國擁有自主知識產權的第三代核電技術成功出口國外。此外,自主技術四代核電高溫氣冷堆示範工程也已成功併網發電;海上浮動堆、一體化小型堆等各種先進核電技術正在齊頭並進研發當中。
美學者:中國四代核電領先我們15年
在一代代中國核電人的不懈努力下,如今,中國核電在設計製造、施工安裝、調試運行、維修處理、運營管理等各環節,都取得了舉世矚目的成就,並從世界核電領域的邊緣逐步走到了舞台中央。可以說,中國核電已從核電技術的追趕者變為並肩者,部分環節已經成為備受矚目的領跑者。
美國信息技術與創新基金協議(ITFT)在一篇文章中指出,儘管中國的核電技術是在引進西方技術背景下發展起來的,並且也曾遭遇美國的技術封鎖,但卻成功突破重圍,並成為世界領先的核電建設者。麻省理工學院核科學與工程教授雅各布·布翁焦爾諾點評稱:「事實上,中國已是世界核技術領先者,特別是部署第四代核反應堆的能力,比美國領先10至15年。」
使用氣體冷卻 降堆芯熔毀風險
專家表示,要安全如期達成「雙碳」目標,核電「蓄能」勢在必行。年初,國家重大科技專項標誌性成果、全球首座第四代核電站傳來捷報──山東榮成石島灣高溫氣冷堆核電站商業示範工程圓滿通過168小時連續運行考驗,正式投入商業運行,標誌着我國在第四代核電技術研發和應用領域達到世界領先水平。
高溫氣冷堆是指「具有高溫特徵、使用氣體進行堆芯冷卻」的核反應堆技術,是國際公認的第四代核電技術先進堆型,具有「固有安全性」、即在喪失所有冷卻能力情況下、不採取任何干預措施,反應堆仍能保持安全狀態,不會出現堆芯熔毀和放射性物質外洩。同時,高溫氣冷堆所具有的固有安全性、發電效率高、應用領域廣等優良性能,使其在核能發電、熱電冷聯產及高溫工藝熱應用等領域商業化應用前景廣闊,將有助於優化能源結構、保障能源供給安全,推動實現「雙碳」目標。
石島灣高溫氣冷堆示範工程2012年12月開工,由中國華能、清華大學、中核集團共同建設,具完全自主知識產權,2021年12月首次實現併網發電。示範工程先後攻克多項世界級關鍵技術,設備國產化率達到93.4%,創新型設備600多台(套)。華能石島灣核電公司總經理張延旭表示,示範工程成功研製出2200多套世界首台(套)設備,研發高溫氣冷堆特有的調試運行六大關鍵核心技術,鞏固我國在高溫氣冷堆先進核電技術領域的全球領先地位。
發憤圖強|「那時,整個中國核工業只是『小學生』」
上世紀90年代,剛工作兩年多的邢繼被派往法國核電公司Framatorn設在深圳的現場技術部擔任工程師。在那裏,他第一次見到當時國際上最先進的核電設計圖紙,第一次接觸到現代化設計管理體系。那時,整個中國核工業都只是「小學生」──沒有高標準的設計,裝備製造水平也十分落後,甚至連符合法國技術要求的水泥、鋼筋等基本材料都需要進口,核電人才的匱乏更是超出想像。運行核電站的核心技術人員是操縱員,中國最早一批核電站操縱員在法國受訓每人所花的費用,相當於一般人體重的黃金價格,所以他們被稱為核電「黃金人」。
伴隨國際合作,大批中國核電人在引進、消化吸收中埋頭學習國外先進核電技術。有一次,邢繼發現某個型號的轉讓技術資料不完整,便請對方項目經理來討論如何補充完善,外方項目負責人卻傲慢地說:「這很容易,讓你們的工程師放下手中的鉛筆打開複印機,就學會了。」意思是直接抄就行,沒有必要弄明白為什麼這麼設計。
邢繼意識到,「只是從國外買技術和設備,不可能掌握核電的核心技術,也不可能實現出口。」後來成為「華龍一號」總設計師的刑繼心裏始終憋着一股勁,一定要建造一座完全由中國自主設計、建造並管理運營的百萬千瓦級核電站。
自立自強|外企談合作漫天要價:讓出型號主導權
2011年日本福島核事故後,如何確保中國核反應堆達到國際最高安全標準,便成為中國核電人面臨的一道重要考題。然而當時中國在相關的核電站非能動研究技術領域基礎薄弱。若執行改進方案,立即就會遇到諸多技術瓶頸。當時中國核電企業首先想到的也是最快捷的方案──與國外合作夥伴共同解決技術問題。然而,一家長期合作的國際知名企業負責人當即提出合作條件:「你們必須把整個型號拿出來共享。」而這則意味着中國將失去對型號的主導權。
權衡之下,中方最終選擇放棄合作,轉而組建研發團隊進行自主攻關。研究人員從理論研究開始,制定初步方案,再進行原理性實驗,驗證理論的可能性。一步又一步,一關又一關,幾年之後終於啃下了這塊「硬骨頭」。後來,那位外企負責人再次找到中國核電企業,並表示可以無條件繼續合作。中方負責人當即回答說:「上次那個問題,我們已經自己解決了,希望將來還有機會合作。」從「求合作」到「被求合作」的故事,再次印證了「必須把核心技術掌握在自己手裏」的硬道理。
功不可沒|大亞灣電站投產30年 供港1/4電力
作為中國內地首座大型商用核電站,大亞灣核電站一直被視作改革開放的標誌性工程。在世界核電領域權威評比「法國電力集團安全業績挑戰賽」中,大亞灣核電基地連續11年奪得「能力因子」第一名,累計冠軍數達到39項,佔該項賽事冠軍總數的一半以上,是全球獲得冠軍最多的核電基地。
2024年是大亞灣核電站投產30周年。自全面建成以來,大亞灣核電基地累計上網電量已近1萬億千瓦時。其中大亞灣核電站2台機組累計實現上網電量4334.94億千瓦時,輸送香港的電量累計達3145億千瓦時,佔香港總用電量的四分之一,為滿足香港電力供應、改善能源結構發揮了積極作用。
截至2024年6月30日,大亞灣核電基地6台機組已累計實現上網電量9597億千瓦時,環保效益相當於種植近216萬公頃森林,面積可覆蓋11個深圳或20個香港,為推動粵港澳大灣區綠色低碳轉型、生態文明建設,亦貢獻了重要力量。
第三代核電技術
20世紀,蘇聯切爾諾貝爾、美國三里島等核事故發生後,美國、法國、俄羅斯等國針對核電設計、運行安全等方面提出一系列改進、增強安全性的措施,第三代核電技術應運而生。第三代核電技術把設置預防和緩解嚴重事故作為了設計核電站必須要滿足的要求,在安全問題上做到「設計兜底」。中國主要在發展的三代核電技術有五種,分別為美國AP1000、歐洲EPR、俄羅斯VVER,以及「華龍一號」和「國和一號」(CAP1400),後兩者擁有自主知識產權。
熱評|取乎其上 居安思危
古語云「取乎其上,得乎其中;取乎其中,得乎其下;取乎其下,則無所得矣。」可以說,中國核電工業的發展史正是這句話的生動寫照。
早期起步階段,中國核電工業只是希望能夠通過技術合作實現快速成長。但外交關係的翻覆,卻狠狠地給中國人上了一課。
後來邁入發展期,中國核電工業雖然與外國建立起密切的合作關係,但由於缺乏自主核心科技,所以從根本上始終存在仰人鼻息、受人遏制的隱患。在外國頻繁的「拋白眼」「瞎要價」「卡脖子」之後,中國的核電工業終於覺醒,並且篤定了研發自主科技的路向,開啟了強勢崛起的搶灘之路。
如今,中國核電工業在發展數量、質量、速度、種類等各個方面,都處於國際領先地位,也為接下來佔據有利競爭地位奠定了基礎。
在事關長遠戰略的大國重器領域,躺平者自多後顧之憂,穩立者從來都居安思危。正是在這樣的心態與考量下,中國核電工業才實現了從無到有、由弱到強的亮麗蝶變。
(來源:大公報A11:內地 2024/09/24)