5月24日,記者在中國核動力科技館內看到,一個等比例縮小的“華龍一號”核島模型豎立在展廳正中央。壓力容器、主泵、穩壓器、蒸汽發生器……在我國沿海地區,這些部件各司其職,源源不斷地輸送出巨大的能量。

科技館所在的中國核動力研究設計院,是我國核電走向世界的名片——“華龍一號”核心技術的誕生地。今年3月,“華龍一號”示范工程全面建成投運,兩臺機組年發電能力近200億度,一個機組并網發電后,能滿足一個中型城市的用電需求。
作為我國具有完全自主知識產權的三代核電技術,“華龍一號”的誕生,標志著我國核電技術水平和綜合實力躋身世界第一方陣,有力支撐了我國由核電大國向核電強國的跨越。
“華龍一號”的“四川基因”
2020年11月,“華龍一號”全球首堆的第一度電,從福建福清發出。而在兩千多公里外,“華龍一號”還擁有一份“四川基因”——核島部分復雜的各類設備和裝置,由中國核動力研究設計院研發設計。
中國核動力研究設計院黨委副書記、院長王叢林講述起一段往事:1970年7月25日,中國的第一度核電,在四川的中國第一代核潛艇陸上模式堆發出;1988年,中國核動力研究設計院成功中標秦山二期(60萬千瓦)核島設計與服務項目,開啟了大型商用核電站自主設計的先河;1996年,在中國第一代核潛艇研發實驗基地——九〇九基地,中國核動力研究設計院對中國自主百萬千瓦核電技術開展技術體系頂層設計,確定了“177堆芯”設計、更大尺寸的壓力容器等重要技術參數,形成了“華龍一號”的雛形。
“在此之前,國外核電技術的堆芯大部分采用121個或157個燃料組件,并且我們在堆芯設計等方面不具有完全自主知識產權,常常受制于人。”王叢林表示,“我們要堅定地闖出一條新路子,必須爭口氣。”
記者看到,“華龍一號”核島模型上的“177堆芯”就像一顆“心臟”,為核電站提供著能量源泉。它由177個燃料組件構成,體積更大,讓核電機組的發電功率得到提升的同時,降低了堆芯內的功率密度,提高了核電站的安全性。
此外,“華龍一號”還創造性地結合了非能動安全系統與能動安全系統,安全性達到了國際最高標準。壓力容器中像“骨骼”一樣的堆內構件,為堆芯提供著支承和定位;類似汽車油門和剎車的控制驅動機構,控制著反應堆的啟動、運行和停堆;堆內功率分布測量系統,時刻監視著堆芯的運行情況……
如同源源不斷輸送的能量,中國核動力研究設計院并未止步于此。在中國核動力科技館內,與“華龍一號”核島模型相對而望的,是核電小型堆“玲龍一號”模型。與大型核電機組相比,小堆的選址更加靈活,可應用于中小電網和區域電網。據介紹,這一全球首個陸上商用模塊化小堆,正是中國核動力研究設計院繼“華龍一號”之后的又一重大自主創新成果。

孕育核動力新生機
從中國第一代核潛艇陸上模式堆到全球領先的第三代核電技術“華龍一號”,中國核電的技術源流,已在四川大地流淌了50多年。
不僅如此,“華龍一號”的很多關鍵設備都在四川生產,比如DCS控制系統來自成都、“核電之芯”核燃料組件來自宜賓,帶動了在川30余家企業和科研院所參與配套,產業規模超過300億元,涉及重大裝備、數字化儀控等領域。“真正實現了核電產業集聚化發展,促進了高端裝備產業升級。”王叢林表示。
目前,“華龍一號”國內外首批工程4臺機組已經全部建成商運,福建漳州一期、海南昌江二期等“華龍一號”新建機組已經開工建設。“‘華龍一號’的成功,標志著我國核電技術水平已經躋身世界前列。”王叢林感嘆,這背后,是一代代研究人員長達數十年的辛勤努力和付出。
據介紹,中國核動力研究設計院將持續改進優化“華龍一號”,開展其后續型號開發,優化能動與非能動安全策略,將其設計壽命從60年提升到80年。同時,結合大數據、增材制造、智能化技術等增強智能化系統發展,進行核島廠房布置優化和模塊化設計等。
即將離開中國核動力科技館時,記者看到館內一些玻璃展柜中擺放著一排排醫用同位素:碳14可以用于標記示蹤及呼吸藥盒,鍶89可以用于骨轉移癌疼痛治療……
目前,中國核動力研究設計院以醫用同位素為主,以輻照加工為輔的核技術應用產業體系及醫用同位素“兩堆研發,兩堆生產”格局已基本形成。而由中國核動力研究設計院牽頭申報的同位素及藥物國家工程研究中心,也已落戶成都雙流。

再回首
2020年11月27日
“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,發出第一度電。這標志著我國真正意義上成為擁有世界先進水平的三代核電技術的國家,正式進入核電技術先進國家行列。
中國核動力研究設計院在“華龍一號”的研發中起到了重要作用。2020年11月26日至27日,四川日報全媒體就此推出了系列報道。
未來愿景
核能是低碳能源,先進核能技術可以提供高品質熱源,能實現多用途利用,涵蓋電力、制氫、供熱供汽、海水淡化等領域,必將成為我國低碳綠色經濟發展的重要能源支撐。華龍系列將繼續圍繞經濟性等關鍵指標持續創新,進一步夯實我國在三代核電技術領域的領先地位。
——中國核動力研究設計院二所副所長 閆曉

