來源:經(jīng)濟日報
10多年前,福建省福清市三山鎮(zhèn)西南前薛村岐尾山,還只是一個位于東海之濱鮮為人知的荒山坡。歷經(jīng)十載建設(shè)和發(fā)展,如今,這里已成為肩負著鑄造 “強國重器”使命的新興核電基地。由于我國自主三代核電技術(shù)“華龍一號”示范工程落地于此,這片貌不驚人的閩北大地再次吸引了全世界的目光。
中國核工業(yè)集團公司一直秉承著“中國核工業(yè)的‘飯碗’要端在自己的手上”的理念。“華龍一號”百萬千瓦核電機組的開工建設(shè),使我國成為繼美國、 法國、俄羅斯之后,又一個具有獨立自主三代核電技術(shù)的國家,我國從此躋身先進核電技術(shù)國家行列,具備了與發(fā)達國家在三代核電國際市場同臺競技的資格。“華 龍一號”也成為高端制造業(yè)中一張響當(dāng)當(dāng)?shù)摹爸袊薄?/p>
從“跟隨”到“并跑”
雨后的福清核電基地悶熱而潮濕,不過,不利的天氣并不能阻止工人們建設(shè)的熱情。記者眼前,塔吊林立、溝渠縱橫,承擔(dān)著我國自主三代核電技術(shù)“華龍一號”示范工程的5號機組基礎(chǔ)工程已具雛形,核島反應(yīng)堆廠房高高聳立。
穿梭在建設(shè)工地之間,最引人注目的莫過于密密麻麻、層層疊疊的加粗鋼筋。“抗商用大飛機撞擊機械連接套筒是‘華龍一號’所特有的鋼筋機械連接工 藝,與普通套筒相比具有更高要求。在滿足普通套筒技術(shù)要求的前提下,還需要滿足瞬時加載沖擊試驗。”中核集團福清核電副總經(jīng)理陳國才指著核島廠房的外層墻 壁說。
具備飛機防撞性能僅僅是“華龍一號”眾多創(chuàng)新技術(shù)的冰山一角。“技術(shù)創(chuàng)新是我們的核心競爭力。”中核集團核電工程公司設(shè)計院副院長荊春寧告訴 《經(jīng)濟日報》記者,“華龍一號”在計算分析軟件、反應(yīng)堆堆芯設(shè)計、燃料技術(shù)、能動和非能動安全技術(shù)等方面全面實現(xiàn)了重大突破,真正掌握了未來競爭和發(fā)展的 主動權(quán)。
荊春寧告訴記者,“華龍一號”主要有三大特點:第一大特點是“177堆芯”,在提高堆芯額定功率的同時降低平均線功率密度,既增加了核電廠的發(fā) 電能力又提高了核電運行的安全裕量。第二大特點是燃料組件具有完全自主知識產(chǎn)權(quán),這對中國核電“走出去”十分關(guān)鍵。第三大特點是裝備實現(xiàn)國產(chǎn)化,可充分利 用我國現(xiàn)有核電裝備制造能力,推動產(chǎn)業(yè)集群轉(zhuǎn)型升級,拉動國內(nèi)核電裝備制造業(yè)發(fā)展。
燃料技術(shù)是反應(yīng)堆的核心技術(shù)之一,不斷升級核燃料技術(shù)是改善核電站安全性、可靠性和經(jīng)濟性的有效手段。此前,這一技術(shù)長期被國外所壟斷,國內(nèi)只能照圖加工,即使有改進也必須征得技術(shù)擁有國的同意,這也成了卡在我國核電人喉嚨中的一根刺。
為改變這種被動局面,中核集團開展了重點科技專項“壓水堆燃料設(shè)計與制造技術(shù)研究”工作,開發(fā)出從12個月?lián)Q料的CF2燃料到18個月?lián)Q料的 CF3燃料,用以解決出口受限問題。目前,中國三代核電“華龍一號”核燃料元件——具有自主知識產(chǎn)權(quán)的CF系列燃料組件已獲得突破性進展,預(yù)計從2017 年起,CF系列將陸續(xù)實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。檢測結(jié)果顯示,該成果能夠滿足國內(nèi)外開工建設(shè)的“華龍一號”工程的燃料需求,且性能與國際先進燃料組件相當(dāng)。
“我們足足提交了多達5000頁的報告。”荊春寧回憶起項目送審時的經(jīng)歷說,國際原子能機構(gòu)安全評審委員會2014年的評審結(jié)果認為,中國的 ACP1000(華龍一號)是符合當(dāng)代世界上最先進、最嚴格的安全技術(shù)要求的,而且是完全可行的。“可以說,中國核電已經(jīng)實現(xiàn)了從‘跟隨’到‘并跑’。”
開啟設(shè)計“協(xié)同時代”
除了硬件技術(shù)的創(chuàng)新趕超,“華龍一號”在軟實力上的突破同樣堪稱“跨越性”。
荊春寧表示,“華龍一號”是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程,設(shè)計過程中需要多專業(yè)、多個單位之間開展協(xié)同設(shè)計,接口復(fù)雜,參與人員眾多,協(xié)調(diào)管理難度極大,其準確性和有效性直接影響核電站的質(zhì)量和安全。
為了解決這一問題,中核集團在“華龍一號”設(shè)計中,結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”的理念,將核電的設(shè)計、應(yīng)用軟件集成與互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)相結(jié)合,建立了異地綜合協(xié)同設(shè)計平臺。同時,將多個設(shè)計單位通過網(wǎng)絡(luò)連接,利用各種終端設(shè)備,在同一個平臺上開展協(xié)同設(shè)計工作。
目前建成的設(shè)計協(xié)同平臺,除包括中國核電工程有限公司、中國核動力研究設(shè)計院兩院四地外,還與核電業(yè)主、項目管理、工程采購、設(shè)備制造廠以及土 建與安裝施工等單位連接,提供相關(guān)設(shè)計數(shù)據(jù)支持,互聯(lián)單位共約20余家。這些單位分布在北京、上海、成都、西安、石家莊、鄭州等地,協(xié)同設(shè)計平臺的終端數(shù) 量達到500個,并可以根據(jù)需要進行擴充。此外,該協(xié)同平臺還集成了工廠三維設(shè)計、電纜敷設(shè)、力學(xué)分析計算等多種功能。基于該協(xié)同設(shè)計平臺,目前,一個數(shù) 字化的“華龍一號”核電廠三維設(shè)計模型及完整的數(shù)據(jù)庫已經(jīng)建立起來,其中包含了5萬多臺套設(shè)備、165公里管道、2200公里電纜等。這些數(shù)據(jù)還可服務(wù)于 設(shè)備采購與加工制造。
“這就相當(dāng)于又建設(shè)了一個‘?dāng)?shù)字化的核電站’。”荊春寧表示,“華龍一號”設(shè)計平臺提升了核電設(shè)計、設(shè)備制造、工程建設(shè)水平,確保了“華龍一 號”的先進性、安全性、經(jīng)濟性與建造質(zhì)量。在充分借鑒國際先進經(jīng)驗的同時,將核電設(shè)計與信息技術(shù)進行了深度融合,充分利用互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)加密、仿真與虛擬現(xiàn) 實等技術(shù),解決了不同平臺間的數(shù)據(jù)傳遞與集成等難題,達到了國際先進水平。
此外,我國首套自主的核電軟件包和一體化軟件集成平臺(NESTOR)也在去年底正式發(fā)布。其在計算精度方面達到了國際先進水平,與美、法等核 電強國并駕齊驅(qū),躋身世界第一陣營。它的成功發(fā)布,為將來開發(fā)出國際先進水平的軟件奠定了基礎(chǔ),在核電“走出去”戰(zhàn)略的實施上起到了關(guān)鍵作用。
“巨龍”出海拓展全球市場
在國內(nèi)示范工程快速推進的同時,2015年8月20日,在數(shù)千公里外的巴基斯坦第一大城市卡拉奇,采用“華龍一號”技術(shù)的2號核電項目也實現(xiàn)了核島澆筑第一罐混凝土(FCD),這標志著我國自主核電技術(shù)在海外市場取得了實質(zhì)性進展。
事實上,在一系列重要會議上,我國多次強調(diào)要發(fā)揮核電技術(shù)出口的帶動作用,創(chuàng)造我國經(jīng)濟新的比較優(yōu)勢和競爭優(yōu)勢;國家領(lǐng)導(dǎo)人在出訪期間也多次力 推中國核電“走出去”,核電“走出去”已成為國家戰(zhàn)略。得益于頂層設(shè)計的推動,加之明顯的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢,“華龍一號”海外項目開發(fā)不斷取得突破。
2015年2月,中國和阿根廷兩國政府簽署了《關(guān)于在阿根廷合作建設(shè)壓水堆核電站的協(xié)議》,標志著“華龍一號”自主三代核電技術(shù)成功出口拉丁美 洲。在此基礎(chǔ)上,2015年11月,中核集團和阿根廷核電公司簽署了壓水堆項目框架合同。目前,雙方正保持緊密的工作聯(lián)系,積極推動“華龍一號”壓水堆項 目早日開工建設(shè)。此外,我國還與英國、蘇丹、巴西、埃及、加納、馬來西亞等國家達成了合作意向。
“與核電先進國家比,‘華龍一號’具備了很多競爭優(yōu)勢。它采用了漸進式的技術(shù)發(fā)展路徑,在成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上集成了眾多的先進技術(shù)特征,在保證成 熟可靠性的基礎(chǔ)上顯著提升了電廠的安全性,平衡了經(jīng)濟性。”中核集團核動力事業(yè)部副主任李卓群透露,“華龍一號”創(chuàng)新性地采用“能動與非能動相結(jié)合的安全 設(shè)計理念”,設(shè)置了完善的嚴重事故預(yù)防和緩解措施,充分吸收了福島核事故經(jīng)驗反饋。其能夠滿足我國和國際最新核安全法規(guī)標準的要求,在安全、技術(shù)和經(jīng)濟指 標上達到或超過了國際三代核電用戶需求,建設(shè)成本也明顯低于核電先進國家的三代核電技術(shù)。
與此同時,“華龍一號”示范工程的開工建設(shè)對于國家“一帶一路”戰(zhàn)略和中國核電“走出去”戰(zhàn)略的實施,也將起到支撐和助推作用,福清核電5號、6號機組的順利建設(shè)將為中國核電產(chǎn)業(yè)拓展海外市場帶來巨大的示范效應(yīng)。
據(jù)測算,核電機組出口具有很明顯的經(jīng)濟效應(yīng)。一臺機組的出口價格大約為300億元左右,加上后期燃料及服務(wù)費用,估算價格總計高達1000億元。而且,每建設(shè)一臺核電機組,將涉及大大小小的配套企業(yè)幾百家,對拉動我國核電裝備的批量化生產(chǎn)效果明顯。
“‘華龍一號’的開工標志著我國進入世界核電的第一陣營。如果把以前的核電出口比作為借船出海,今天,我們已經(jīng)有能力造船出海了。”中核集團總經(jīng)理錢智民信心十足地說。