8月28日，16位能源動力領(lǐng)域的院士云集山東榮成。他們此行的目的是為一國家科技重大專項示范工程“把脈問診”。它就是具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的世界首座高溫氣冷堆商業(yè)示范項目——華能石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程。“磨劍”十余年后，工程建設(shè)已于今年7月全面進入調(diào)試階段，計劃今年實現(xiàn)首堆冷試和熱試，2021年實現(xiàn)反應(yīng)堆首次裝料、臨界和機組并網(wǎng)發(fā)電。

核電技術(shù)自主創(chuàng)新新標桿

能夠吸引16位院士，華能石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程項目的價值不容小覷。用華能集團董事長、中國工程院院士舒印彪的話說：“這是我國核電技術(shù)自主創(chuàng)新的新標桿，是體現(xiàn)國家意志、聚焦戰(zhàn)略目標、強化政府主導、依靠市場機制、突出企業(yè)主體、多方協(xié)同合作的具體實踐，是在走前人沒有走過的路。”

中國科學院院士、自動控制和電力系統(tǒng)動態(tài)學專家盧強認為：“華能石島灣示范工程作為具備‘政產(chǎn)學研用’特點的全球首堆工程，對于我國加快自主創(chuàng)新能力建設(shè)、引領(lǐng)世界核電技術(shù)發(fā)展具有開創(chuàng)性、里程碑意義。”

上世紀80年代，我國高溫氣冷堆技術(shù)尚處在空白狀態(tài)。在當時國家“863計劃”支持下，清華大學核能與新能源技術(shù)研究院設(shè)計建造了10兆瓦高溫氣冷堆實驗堆，為我國先進核能技術(shù)從跟跑到并跑，再到領(lǐng)跑世界奠定了重要基礎(chǔ)。

2004年3月，華能集團與中國核建、清華大學簽署《高溫氣冷堆核電站示范工程合作意向書》。2006年2月，《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006～2020年)》將高溫氣冷堆核電站示范工程列入國家科技重大專項。

2007年1月，華能集團聯(lián)合中國核建、清華大學成立華能山東石島灣核電有限公司，負責華能石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程的建設(shè)與運營管理。2012年12月，核島第一罐混凝土澆注，標志著示范工程正式開工建設(shè)。

從當前的世界核電發(fā)展趨勢來看，這一工程將中國的先進核電技術(shù)推向了世界領(lǐng)先水平。“關(guān)于第四代核電技術(shù)，美國、德國、日本、俄羅斯等國家都做了大量研究，但只做到方案研究，我們是世界上第一個實際建造電站的。”清華大學核能與新能源研究院院長、高溫氣冷堆示范工程總設(shè)計師張作義說。

在華能，這項工程被視為當前的“頭號工程”。2018年12月28日，舒印彪到任華能一個多月后，就在北京華能總部召開了高溫氣冷堆及核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展院士專家咨詢會。這是他執(zhí)掌華能帥印后，首次就一個項目、一個產(chǎn)業(yè)組織召開大范圍、高級別專家會議。

在舒印彪看來，承擔石島灣這一國家科技重大專項示范工程，是黨和國家交給華能的光榮使命和重大政治任務(wù)，在所有參建單位的精誠合作和共同努力下，工程建設(shè)走出了一條產(chǎn)學研用協(xié)同創(chuàng)新的路子，建立了高科技成果產(chǎn)業(yè)化的新機制，在關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)與工程轉(zhuǎn)化過程中取得了諸多突破。

一段前人沒有走過的路

作為具有第四代核電特征的高溫氣冷堆示范工程，“固有安全性”是其最突出的特點之一。即在嚴重事故下，包括喪失所有冷卻能力的情況下，不采取任何人為和機器的干預，依靠材料本身的能力，就能夠保證反應(yīng)堆放射性不會熔毀，不會大量外泄。

同時，示范工程還實現(xiàn)了高度的國產(chǎn)自主化。中國華能副總工程師、華能核電公司黨委書記張濤表示，從設(shè)備制造國產(chǎn)化情況看，示范工程國產(chǎn)化率已經(jīng)達到了93.4%，遠超重大專項75%的預設(shè)目標，是目前國產(chǎn)化率最高的核電項目。

示范工程的建設(shè)過程是一段“前人沒有走過的路”，尚無成熟經(jīng)驗可以借鑒，面臨諸多挑戰(zhàn)。在華能集團和參建各方的探索攻堅下，示范工程成功研制出2200多套世界首臺(套)設(shè)備，攻克了多項“卡脖子”關(guān)鍵核心技術(shù)：世界上最大最重的核電壓力容器、最大薄壁型金屬堆內(nèi)構(gòu)件、首臺采用電磁軸承結(jié)構(gòu)的主氦風機、首臺應(yīng)用于模塊式高溫氣冷堆的螺旋管式直流蒸汽發(fā)生器、首次應(yīng)用于工程實踐的燃料裝卸系統(tǒng)和首條高溫氣冷堆球形燃料元件技術(shù)工業(yè)化生產(chǎn)線……技術(shù)瓶頸被相繼突破。

張濤說：“整個項目主要攻關(guān)項大概有百余項，小的攻關(guān)項達上千項。華能集團圍繞高溫堆和一些核電科技專題也展開了科技攻關(guān)，其中涉及國家核電技術(shù)攻關(guān)的項目共11個，牽頭國家科技重大專項的課題有24項。可以說，示范工程面臨的挑戰(zhàn)是空前而巨大的，幾乎是一步一個坎。”

與會院士們也感嘆于這項工程在技術(shù)突破方面帶來的諸多成果。全國人大環(huán)資委副主任委員、中國工程院院士、凝聚態(tài)和核物理學家趙憲庚說：“通過實地參觀，我更能感受到石島灣示范工程走到今天取得的成就是巨大的。目前來看，具備了固有安全性等特點的高溫氣冷堆，有可能成為推動我國內(nèi)陸核電實現(xiàn)突破發(fā)展的‘頭號選手’，潛力巨大。”

中國工程院院士、核動力專家于俊崇評價說：“華能正在做的不僅是攻克一個高溫氣冷堆示范工程難題，同時也為我們核反應(yīng)堆、核動力堆的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。我參觀過你們的燃料元件生產(chǎn)線，技術(shù)成熟，成品率超過90%，非常不容易，為將來我國航天航空、板型燃料元件等領(lǐng)域該技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用打下堅實基礎(chǔ)。”

中國工程院院士、反應(yīng)堆工程與核電工程專家葉奇蓁說：“上一次來石島灣大概是在剛安裝完反應(yīng)堆壓力容器，這次再來，看到這么多變化與進步，令人鼓舞。高溫氣冷堆技術(shù)優(yōu)勢顯著，特別是高溫蒸汽可滿足我國制氫、油氣開采、冶金等領(lǐng)域所需，前景廣闊，務(wù)必深入研究。”

截至2019年底，我國核電裝機達到4874萬千瓦、世界第三，已核準和在建規(guī)模1715萬千瓦，世界第一。但核電裝機占比僅為2.4%，距離5.4%的世界平均水平還有較大差距。實現(xiàn)我國核電追趕乃至領(lǐng)跑世界，助力世界科技強國建設(shè)，石島灣高溫氣冷堆示范工程重任在肩。