2017年4月8日，位于大連美麗棉花島港口邊的中國(guó)一重大連加氫反應(yīng)器制造有限公司正在進(jìn)行著一場(chǎng)意義非凡的試驗(yàn)，由中國(guó)一重自主研制的全球首臺(tái)“華龍一號(hào)”———福清5號(hào)核反應(yīng)堆壓力容器需要通過(guò)水壓測(cè)試的考驗(yàn)，此次測(cè)試不僅是一次測(cè)試，更是證明實(shí)力的一次體現(xiàn)。中國(guó)一重集團(tuán)、中國(guó)核電、中國(guó)核電工程公司、中國(guó)核動(dòng)力院、福清核電站“華龍一號(hào)”的設(shè)計(jì)制造師們共同見證這一關(guān)鍵時(shí)刻，中國(guó)工業(yè)報(bào)記者也有幸來(lái)到現(xiàn)場(chǎng)。

在近三個(gè)小時(shí)增壓試驗(yàn)中，壓力逐漸達(dá)到24.6MPa，并成功保壓30分鐘。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試人員宣布，此次水壓試驗(yàn)成功。成功通過(guò)試驗(yàn)后，這臺(tái)由中國(guó)完全自主技術(shù)生產(chǎn)的核電站反應(yīng)堆壓力容器將在幾個(gè)月后水路運(yùn)往福清5號(hào)核電站現(xiàn)場(chǎng)，這臺(tái)幾百噸的大家伙到時(shí)候?qū)⒉辉僦皇且桓变摻铊F骨的樣子，它將被包上靚麗的包裝，正式加入福清核電站的整體發(fā)電系統(tǒng)中。此次測(cè)試成功意義重大且深遠(yuǎn)。核反應(yīng)堆壓力容器是承載核燃料高溫高壓的大型壓力容器，一直是整個(gè)核電裝備的關(guān)鍵核心部件。經(jīng)過(guò)了近十年的技術(shù)積累，中國(guó)第一重型機(jī)械集團(tuán)公司所制造的壓力容器制造技術(shù)已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。核反應(yīng)堆壓力容器國(guó)產(chǎn)化意義尤為重大，這標(biāo)志著第三代核電技術(shù)的全面實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化與批量生產(chǎn)，我國(guó)核電裝備制造技術(shù)走出世界的大門進(jìn)一步打開。

高級(jí)別的核電安全浴火中誕生

從能源角度看，人類對(duì)清潔能源的需求不言而喻，對(duì)清潔能源的利用已經(jīng)成為一種必須。一座100萬(wàn)千瓦的大型核電站，每年需要30噸的低濃鈾原料;而一座100萬(wàn)千萬(wàn)瓦的火力發(fā)電站需要350萬(wàn)噸的標(biāo)準(zhǔn)煤。也就是說(shuō)，如果在煤炭貧乏的福建進(jìn)行發(fā)電，需要從北方源源不斷地運(yùn)9萬(wàn)多車煤，而核電燃料僅僅1車就夠了。重要的是核燃料只排放二氧化碳，沒有其他污染廢棄產(chǎn)生。

核電從一代到三代，其技術(shù)發(fā)展大多聚焦在對(duì)安全方面的升級(jí)。第三代核技術(shù)即西屋公司第三代非能動(dòng)先進(jìn)壓水堆AP1000與歐洲先進(jìn)壓水堆EPR。第三代核技術(shù)因采用“非能動(dòng)”安全系統(tǒng)，就是在反應(yīng)堆上方頂著多個(gè)千噸級(jí)水箱，一旦遭遇緊急情況，不需要交流電源和應(yīng)急發(fā)電機(jī)，僅利用地球引力、物質(zhì)重力等自然現(xiàn)象就可驅(qū)動(dòng)核電廠的安全系統(tǒng)，巧妙地冷卻反應(yīng)堆堆芯，帶走堆芯余熱，并對(duì)安全殼外部實(shí)施噴淋，從而恢復(fù)核電站的安全狀態(tài)。這個(gè)技術(shù)的設(shè)計(jì)更是基于造成日本核電泄露的主要原因，反應(yīng)堆斷電造成無(wú)法冷卻所造成的災(zāi)難。

實(shí)際上，人們對(duì)核能安全的疑慮也主要集中在安全的利用上。

特別在日本福島核電站因地震泄露以后，對(duì)核電安全技術(shù)的要求更被各界所關(guān)注。

“福島事件對(duì)于全世界核電來(lái)說(shuō)都是一個(gè)重要的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，各國(guó)都開始重新審視核電的安全性”，“華龍一號(hào)”副總設(shè)計(jì)師劉昌文回憶說(shuō)，2011年正當(dāng)他們潛心研發(fā)成熟的核電技術(shù)時(shí)核電站建設(shè)被全面停止。核電安全方面的所有工作都需要重新進(jìn)行評(píng)估。“當(dāng)時(shí)對(duì)我們研發(fā)的打擊非常大”，在劉昌文記憶中，很長(zhǎng)一段時(shí)期，我國(guó)核電安全發(fā)展的步伐艱難而嚴(yán)酷。

也是在這段時(shí)期，中國(guó)核電的研究人員們潛心修煉，經(jīng)過(guò)近乎于苛刻再苛刻的核電安全考驗(yàn)后，我國(guó)核電技術(shù)在進(jìn)入三代的同時(shí)，“華龍一號(hào)”的核電技術(shù)也全面實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。

那么擁有第三代技術(shù)自主技術(shù)的“華龍一號(hào)”安全級(jí)別極高，體現(xiàn)在哪些方面呢?在中國(guó)一重華龍一號(hào)壓力容器的壓力試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，劉昌文講述了保障核電技術(shù)安全的幾個(gè)方面。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)核電的主要設(shè)計(jì)思想就是在任何情況下不能讓核燃料泄露出來(lái)。這就需要層層防護(hù)，每一道防線都萬(wàn)無(wú)一失。第一道防線就是包裹核燃料外層的材料，這是首道隔離;第二道防線是壓力容器;第三道防線是內(nèi)部安全殼;第四道防線是外殼。可以說(shuō)這四道防線，道道都有著嚴(yán)格的把控。目前，我國(guó)這四道防護(hù)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)安全水平。

那么又是什么樣的技術(shù)保證了“華龍一號(hào)”最高級(jí)別的安全，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，如果發(fā)生緊急事件出現(xiàn)核電燃料棒掉落，一旦出現(xiàn)失控，整個(gè)核電設(shè)備將自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。如果掉落的核電燃料繼續(xù)釋放能量，核電廠自動(dòng)停止后造成的停電，那么非能動(dòng)降溫設(shè)備將啟動(dòng)，注入涼水，對(duì)壓力容器內(nèi)的溫度進(jìn)行持續(xù)降溫;同時(shí)華龍一號(hào)還采用了雙重外殼的設(shè)計(jì)，這樣的設(shè)計(jì)確保在任何情況下，殼內(nèi)的核燃料不受任何影響。

核反應(yīng)堆壓力容器實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化

從整體上的核電安全環(huán)節(jié)來(lái)看，裝核燃料的壓力容器可以說(shuō)是整個(gè)核電廠的心臟，更是核電安全的重中之重，是工業(yè)領(lǐng)域尖端技術(shù)的體現(xiàn)。壓力容器設(shè)計(jì)師告訴中國(guó)工業(yè)報(bào)記者，核反應(yīng)堆壓力容器是核電廠最中心的設(shè)備，技術(shù)設(shè)計(jì)的重要性在于它的安全性。確保核電站的安全，最核心就要確保壓力容器的安全，如果壓力容器安全，核電廠可以說(shuō)就是安全的。

我國(guó)核電多年被國(guó)外壟斷，其掣肘就在于核電站的主設(shè)備———壓力容器等制造技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，特別是對(duì)高端材料鍛件制造能力的要求十分苛刻。

在“華龍一號(hào)”生產(chǎn)制造過(guò)程中，中國(guó)一重實(shí)施全過(guò)程質(zhì)量控制、全流程精品制造。其間，中國(guó)一重掌握了頂蓋組件、筒體組件整體精加工工藝，解決了馬鞍型、J型坡口等復(fù)雜三維曲面、大型螺紋孔的批量化生產(chǎn)等關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)，通過(guò)優(yōu)化工藝方案、提升技術(shù)要求、改進(jìn)焊接流程等手段，攻克了堆芯測(cè)量管座等多項(xiàng)新結(jié)構(gòu)的焊接技術(shù)難點(diǎn)，確保了“華龍一號(hào)”高質(zhì)量的制造，提前兩個(gè)月進(jìn)行水壓試驗(yàn)，為核電“走出去”的國(guó)家戰(zhàn)略提供了有力的裝備制造保障。

作為多年致力于核電大型鍛件及核島主設(shè)備制造的中國(guó)一重，先后為國(guó)內(nèi)各大制造廠和核電站提供了1000余件核電鍛件和40余臺(tái)核島一回路主設(shè)備。其中二代加、三代百萬(wàn)千瓦級(jí)核反應(yīng)堆壓力容器已交付16臺(tái)，在制的三代百萬(wàn)千瓦級(jí)核反應(yīng)堆壓力容器15臺(tái)。

未來(lái)中國(guó)核電正在走向海外

現(xiàn)在，中國(guó)一重所制造的設(shè)備隨著中核與廣核的“華龍一號(hào)”核電項(xiàng)目走向海外。“從責(zé)任來(lái)說(shuō)，一重是央企肩負(fù)著為國(guó)家提供重大裝備的責(zé)任。前期在研發(fā)期間的經(jīng)濟(jì)效益比較難以顯現(xiàn)，但是隨著產(chǎn)品的成熟與批量化，我們的效益將得到體現(xiàn)。”中國(guó)一重的設(shè)計(jì)師告訴記者。

壓力容器實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化意味著我國(guó)三代核電技術(shù)的成熟，核電市場(chǎng)未來(lái)的發(fā)展將進(jìn)一步擴(kuò)大。國(guó)內(nèi)核電確定將迎來(lái)大規(guī)模重啟，“一帶一路”將使核電“走出去”持續(xù)加速，“華龍一號(hào)”有望成為國(guó)內(nèi)建設(shè)和出口主力，今年1月，英國(guó)正式批準(zhǔn)設(shè)立“華龍一號(hào)”通用設(shè)計(jì)審查，標(biāo)志著中國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三代核電技術(shù)，已經(jīng)真正落地海上絲綢之路的終點(diǎn)———英國(guó)。

現(xiàn)在，國(guó)際上有70多個(gè)國(guó)家已經(jīng)或正在計(jì)劃發(fā)展核電，其中“一帶一路”沿線國(guó)家占40多個(gè)，正在計(jì)劃發(fā)展的有十多個(gè)國(guó)家。預(yù)計(jì)到2020年，全球?qū)⑿陆�約130臺(tái)核電機(jī)組，到2030年前這一數(shù)字將達(dá)到約300臺(tái)，其中，“一帶一路”國(guó)家和周邊國(guó)家將占到新建機(jī)組數(shù)的約80%。我國(guó)力爭(zhēng)2030年前在“一帶一路”沿線國(guó)家建造約30臺(tái)海外機(jī)組。