興化灣畔，岐尾山前。“華龍一號”國內示范工程第二臺機組——中核集團福清核電6號機組日前正式投入商業運行。不久后，在卡拉奇，巴基斯坦最大的城市，“華龍一號”全球第四臺、海外第二臺機組也投入商業運行。

捷報頻傳，標志著我國擁有自主知識產權的第三代核電技術——“華龍一號”海內外示范工程四臺機組全面建成。這是我國核電建設歷程中的又一重大里程碑。

從無到有，從小到大，從一根電纜、一顆螺絲釘都需要進口，到形成高水平工業創新鏈和產業鏈，躋身世界第一方陣，再到走出國門、驚艷世界……數十年間，中國核電實現跨越發展，“華龍一號”已經成為名副其實的國家名片。

那么，如何將核能轉化為電能?“華龍一號”有何技術創新，又是如何確保核安全的?“華龍一號”批量化建設進展如何?記者近日采訪了中核集團中國核能電力股份有限公司及其下屬單位相關負責同志，讓我們一起來探究中國核電走向世界的智慧密碼。

700多項專利授權、120多個軟件著作權

一個機組可滿足一個中型城市的用電需求

5月25日晚，福建福州。雨中的上下杭河畔，斑斕燈光與古樹古橋古厝相伴，如同一幅夢幻的山河畫卷。

這里的五彩斑斕，就有核電的功勞。

核電，作為一種清潔低碳能源，在世界能源供給中發揮著越來越重要的作用。

在距離上下杭河畔近百公里之外的福建福清，“華龍一號”全球首堆示范工程所在地——中核集團中國核電旗下福清核電6臺百萬千瓦級核電機組并排而立，總裝機容量達667.8萬千瓦，年發電能力超500億千瓦時。

數據顯示，6臺機組目前累計安全發電2000億度，相當于累計節約標準煤消耗6240萬噸，減少二氧化碳排放1.6億噸，減少二氧化硫排放50萬噸，植樹造林約14億棵。

記者了解到，福清核電1至4號機組采用二代改進型成熟核電技術，兩兩成組，在2014至2017年間先后投運。5號、6號機組單堆布置，采用中國自主研發設計具有完全自主知識產權的三代壓水堆核電技術，構成了“華龍一號”國內示范工程。

“自主設計、自主建造、自主運行、自主管理。5號機組去年1月30日投入商運，并于今年年初順利完成首次換料大修，6號機組如今也已順利投入商運兩個月。”福清核電有限公司副總經理徐金龍告訴記者，兩臺“華龍一號”機組年發電量近200億度，一個機組并網發電之后，就能夠滿足一個中型城市的用電需求。

龔智明，福清核電調試管理/生產準備處處長，見證了“華龍一號”國內示范工程的每一次瞬態試驗、每一次集中消缺、每一次汽輪機沖轉……“這是我一輩子最大的幸事。”談及此，龔智明難掩激動。

他永遠也忘不了七年前的那一天。2015年5月7日，“華龍一號”全球首堆——福清核電5號機組正式開工建設。

這一天，也令我國幾代核電人刻骨銘心。福清核電5號機組是我國自主建造的第一座三代核電技術反應堆，多項技術打破了國外壟斷。

“自主”兩個字，說起來簡單，背后卻是幾代核電人的艱辛付出。

中國核電起步晚，當時國際上發達國家的核電站建設已經開始了近30年。1985年開工、1991年建成投用的秦山核電站一期30萬千瓦級核電機組，改寫了中國大陸無核電的歷史。20世紀90年代初，中國引進法國技術在廣東大亞灣開建第一個百萬千瓦級核電站，那時候，連水泥、鋼筋等基礎材料都需要進口……

關鍵核心技術買不來、換不來。在引進、消化、吸收的基礎上，我國啟動了百萬千瓦級核電技術的自主研發工作。從基本概念形成，到一系列重大設計和核心技術的研發、試驗、驗證和攻克，再到工程方案的優化和完善……“華龍一號”技術研發走過了近20年。可以說，“華龍一號”承載著我國幾代核電人的自主創新理想，也折射出中國核電堅持自主創新的發展歷程。

如今，“華龍一號”已經成功建立了2044項國內國際標準組成的完整標準體系，獲得了700多項國內專利、65項國際專利授權和120多個軟件著作權，覆蓋了設計技術、專用設計軟件、燃料技術、運行維護技術等諸多領域。

據中核集團黨組書記、董事長余劍鋒介紹，“華龍一號”共有設備7萬余臺套，反應堆壓力容器、蒸汽發生器、堆內構件、非能動系統設備等核心裝備已實現自主化、國產化，國內首堆工程設備國產化率達到88%。“華龍一號”成為中國創造走向世界的新名片。

177堆芯、雙層安全殼、能動+非能動系統

多重屏障守護核安全

“一回路正常”“二回路正常”“三回路正常”“當前處于滿功率運行”……5月20日23時30分，福清核電6號機組主控室內，運行三處一值交接上崗，值班人員對機組各設備和系統運行情況進行了仔細檢查。

作為這一班的值長，王瑋公布了當班作業任務，并再次強調了作業安全。這已然成為他的職業習慣。

今年36歲的王瑋已經入行14年，從操縱員到高級操縱員，再到值長，“安全第一”的理念在他心中已經根深蒂固。

“這是作為核電人最基本的職業操守。”王瑋告訴記者，主控室相當于核電站的“大腦”，連接著廠房的各個設備和系統，機組運行的各個操作指令都從這里發出，各項數據也在這里匯集，從而實現對各個設備和系統的集中實時監控。“任何人為操作失誤，都可能危及核電站的安全運行，所以要慎之又慎，安全安全再安全。”

如其所言，安全是核電發展的生命線，稍有差池便是“一失萬無”。而提高安全性也是中核集團“華龍一號”總設計師邢繼自研發伊始就定下的首要目標。

專家介紹，“華龍一號”的運行原理就像“燒熱水”：反應堆設有三個回路，一回路利用核裂變產生熱量;經過熱傳遞，在二回路中將水汽化為水蒸氣，水蒸氣帶動汽輪發電機發電;三回路則是利用海水帶走運行期間的熱量，起到冷卻的作用，最終排入海中。

各個回路獨立運行，放射性物質被有效地控制在一回路中，三回路則輔助有幾千米長的排水管道，在與周圍環境進行充分熱交換后才會排入海中，不會對海洋生物造成明顯影響。

除了回路設計之外，堆芯技術、安全殼建造以及“能動+非能動”的設計理念等，無不體現著我國核電人出于安全考量的匠心獨運。

堆芯，被視為核電站的心臟。與國際傳統的157堆芯不同，“華龍一號”擁有獨特的177堆芯。雖然數字只相差20，但177堆芯不僅可以使核電機組的發電功率提升5%至10%，同時也增強了核電站的安全性。

“我們自主設計的177堆芯比157堆芯的體積更大，就像一個電熱水壺一樣，底盤加熱面積增大了，燒同樣的一壺水，電熱絲的溫度就可以更低一些，這進一步增加了堆芯的可控性。”中國核電有關專家介紹。

在此基礎上，研發團隊還增加了雙層安全殼、能動與非能動相結合等安全措施。

在連線時，徐金龍給記者展示了“華龍一號”機組的全貌。整個機組由核島和常規島構成，核島包括反應堆廠房、核燃料廠房等;常規島則包括汽輪發電機廠房和海水泵房等。其中，反應堆廠房就像是一個大彈殼，采用了雙層安全殼技術。

“安全殼的用料和結構都是現有核電技術里的最高級別，僅外層安全殼就設置了4層鋼筋防護層。”據有關研發人員介紹，這種雙層設計使得核島應對外部沖擊的能力得到大幅提升，“可以抵御大型飛機的撞擊，還可以抵御17級臺風、9度地震烈度。”

而“能動+非能動”安全系統則是“華龍一號”的招牌技術。據介紹，除常規主電源外，“華龍一號”還配有被稱為核電站“速效救心丸”的應急柴油發電機組。當主電源出現問題的時候，應急柴油發電機組將及時啟動。假設應急柴油發電機也發生故障不能發電，“華龍一號”還有一套不需要電力的非能動安全系統作為備選方案。“一旦發生事故，72小時內不需要外部干預，依靠自然循環、重力、化學反應等非能動手段便可將堆芯的熱量導出，保證機組安全，徹底杜絕福島核事故重演的可能性”。

多重安全屏障保護下，使得“華龍一號”在安全、技術和經濟指標上，已經達到或超過了國際三代核電用戶需求，被視為是目前“最安全的核電站”。

不斷突破、不斷創新、不斷完善

“華龍一號”技術在國內外廣泛播種開花

5月23日至27日，結束了一個多月大輪班的王瑋進入固定的“充電”時間。

據了解，在這里，作為核電站的“安全衛士”，每一位操縱員上崗都要經過歷時超過兩年極其嚴苛的培訓、考核與選拔，他們要對核電站的每一個系統，甚至是零部件都了然于胸。不僅如此，在一個大輪班之后，他們還要接受短期培訓，進一步鞏固提高專業技能，時刻保持與時俱進。

業內人士表示，“核電產業就像早晨七八點鐘的太陽，還是旭日初升的樣子，技術也在不斷發展”。因此，無論是技術研發，還是項目建造，我國核電人仍在不斷突破、不斷創新、不斷完善。

福清南下300多公里，福建云霄刺仔尾濱海區域，“華龍一號”批量化建設現場一派繁忙景象。根據規劃，這里將要建設8臺華龍技術機組。漳州核電1、2號機組分別于2019年、2020年開工建設。

5月20日，隨著最后一道焊口焊接完成，漳州核電1號機組主管道的焊接工作順利完成，并經無損檢驗100%一次合格，較一級里程碑節點提前133天高質量完成目標。

高效施工背后的秘訣，就是不斷創新。據中核國電漳州能源有限公司黨委書記、董事長陳國才介紹，在總結“華龍一號”海內外示范工程建設經驗的基礎上，他們持續創新優化，推動機組批量化、模塊化、智慧化建設。目前已改進重大設計39項、優化運行106項。

實行模塊化建造。以不銹鋼水池模塊化先貼建造為例。作為核電站核島土建的關鍵部位，其進展快慢對后續設備能否如期安裝、建造等影響很大。“‘華龍一號’核島不銹鋼水池覆面施工存在兩個難題，一是增加了非能動堆腔注水箱、內置換料水箱等，工程量大;二是以往施工通常是采取先建造混凝土結構、再覆面施工的模式，建造周期長。”中核國電漳州能源有限公司黨委副書記、總經理宋豐偉告訴記者。

采用模塊化施工是將不銹鋼水池覆面在車間預制成單片子模塊，然后再在現場將子模塊拼裝成整體模塊后一次性吊裝就位。“對比傳統工藝，90%以上工序可在標準化車間、拼裝場地等完成，可與主體結構施工同步開展，同時引入系列配套自動化裝備，不僅可以提高施工質量，還大大縮短了建造周期。”宋豐偉說。

不僅如此，漳州核電還實行主設備先行引入工法等，使得主管道、主泵泵殼、蒸汽發生器及壓力容器等主設備比常規計劃提前8個月開始安裝。以“智慧華龍”大數據平臺為基礎，通過智慧工地系統、工程管理信息系統、生產管理信息系統、設備健康管理系統等應用，賦能華龍工程建設和電站運營管理全過程，助力華龍機組批量化建設和數字化運營。

如今，“華龍一號”技術在國內外廣泛播種開花。海南、廣東、浙江等地，多臺“華龍一號”機組已在建設中。積極響應“一帶一路”倡議，中核集團已與沿線20多個國家和地區建立核電項目合作關系，推動海外“華龍一號”項目落地。

就像“華龍一號”的名字一樣，“中華復興、巨龍騰飛”，我們期待中國核電實現更大跨越。