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阀门|一座创造性的超级工程

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1月30日拍摄的“华龙一号”核电机组福建福清核电5号机组 。 （新华社采访人员 林善传 摄)
2021年1月30日 ， 福建福清 。
在这里 ， 全球第一台“华龙一号”核电机组——中核集团福建福清核电5号机组投入商业运行 。
这一天 ， 距离2015年5月7日“华龙一号”全球首堆正式开工建设已经过去了2000多个日夜 。
6万多台（套）设备、165公里管道、2200公里电缆 ， 上千人的研发设计团队、5300多家设备供货厂家、近20万人先后参与项目建设……这是一座创造性的超级工程 ， 更是一张闪光的国家名片 。
■新华社采访人员 高敬 张华迎
安全之问
“华龙一号”是我国具有完全自主知识产权的三代核电技术 ， 是当前世界核电市场上接受度最高的三代核电机型之一 。 “华龙一号”设计寿命60年 ， 反应堆采用177堆芯设计 ， 堆芯设计换料周期18个月 ， 创新采用“能动和非能动”相结合安全系统及双层安全壳等技术 ， 在安全性上满足国际最高安全标准要求 。
对核工业来说 ， 安全走到哪一步 ， 科学才能走到哪一步 。 安不安全 ， 是核电站建设运营单位和公众最为关注的问题 。 “华龙一号”自然也不例外 。
“‘华龙一号’严格执行了国家安全标准 。 ”中核集团党组书记、董事长余剑锋说 ， 我国现行安全标准是国际上最严、最高、最先进的标准 。
可抗震、抗大飞机撞击的“华龙一号” ， 安全性靠什么实现？
中国工程院院士叶奇蓁在接受采访人员采访时说 ， 三代核电技术相比二代核电技术更安全 ， 从故障的概率上低了一个量级 。 “华龙一号”达到了国际上关于三代核电安全的指标 。
叶奇蓁指出 ， “华龙一号”采用177堆芯设计 ， 将堆芯燃料组件数量从157组增加到177组 。 这不仅仅只是单纯的燃料组件数量的提高 ， 在增加发电能力的同时又提高了运行的安全裕量 。
“华龙一号”采取了“能动+非能动”的双重安全系统 。
所谓“能动” ， 即靠电来驱动安全系统 ， 保障核电站运行 。 如果在极端情况下 ， 核电站断电了 ， 这时“非能动”就能派上用场 。
他说 ， “非能动”就要靠自然力量来驱动安全系统 。 比如发生火灾时 ， 楼上有一盆水在自然的重力作用下浇下来 ， 就能在没有能源的情况下起到安全保障 。
“华龙一号”可以依靠重力、温差和压缩空气等自然力来驱动安全系统 ， 通过蒸发、冷凝、对流、自然循环等自然过程来带走热量 。
能动和非能动两者融合 ， 既有“能动”的成熟稳定 ， 也有“非能动”在丧失电源情况下的独特优势 。
此外 ， “华龙一号”还采用了双层安全壳的设计 ， 外层可抵御大飞机的撞击 ， 内层可做到即使堆芯出现问题 ， 放射性物质也不会出来 。
如果“华龙一号”遇到福岛核事故那样的极端情况 ， 会怎么样？
余剑锋说 ， “华龙一号”充分吸取了切尔诺贝利、日本福岛核事故等的经验教训 ， 即使遇到福岛核事故那样的极端自然灾害 ， 地震和海啸叠加发生 ， “华龙一号”机组也能保证安全 ， 而且还能快速恢复运行 ， 不会发生福岛核事故那样的情况 。
创新之问
国内专利716件、国际专利65件、海外商标200余件、软件著作权125项、核心科研报告1500余篇以及海量的科技创新论文……“华龙一号”形成了国内首个完整的核电自主知识产权体系 。
同时 ， “华龙一号”首堆所有核心设备均已实现国产 ， 所有设备国产化率达88% 。
“我国核电发展的一个灵魂性思想 ， 就是坚定不移走自主创新的道路 。 ”余剑锋说 ， “对于关键核心技术 ， 我们都一件件进行了突破 ， 没有‘卡脖子’的问题 。 ”
要经历什么样的困难和挑战 ， 才能换回如此充满底气的答案？
说起自主创新 ， 中核集团“华龙一号”总设计师邢继总有说不完的话 。
他仍然记得 ， 1990年在大亚湾核电站现场工作时 ， 核电建设所需要的原材料甚至混凝土都是从国外进口的 。
“研发完全具有自主知识产权的一个型号 ， 是我们中国核电人的梦想 。 ”邢继坚定地说 。
每一项核心技术都是一座需要攻克的山头 。
大的不说 ， 就连一个阀门都可能成为“拦路虎” 。
阀门 ， 是电站所有的核级设备里数量最多的 ， “华龙一号”用到的阀门高达1.8万台 。 这些阀门 ， 小到可以揣进兜里 ， 大到需要用卡车来拉 。
阀门虽然看起来不起眼 ， 但对实现核电站复杂的系统功能作用却不小 。 以往核电站建设中 ， 国外阀门有成熟的运用经验 ， 重要阀门均为国外采购 。
“华龙一号”全球首堆是“三新”工程 ， 新技术、新设备、新材料 ， 阀门设计要求上都发生了变化 。 现有国外成熟的阀门无法满足新系统工况 ， 这要求在短时间内设计制造出能完全符合“华龙一号”性能要求的阀门 。
一次次试验、一项项对比……研发设计单位联合国内阀门供货商开展了多项横向科研 ， 实现了所有关键阀门的样机研发、鉴定和产品供货 ， 打破高端阀门国外供货商长期垄断的局面 。
从主泵、压力容器到蒸汽发生器 ， 从阀门、电缆到控制柜 ， 从抗震性能提升到抗大飞机撞击设计 ， 这样的创新故事在“华龙一号”身上从不欠缺 。
如今 ， “华龙一号”已形成一套完整的、自主的型号标准体系 ， 涵盖核电厂设计、设备、建设、调试等全生命周期 ， 可有力支撑“华龙一号”批量化建设和“走出去” 。
未来之问
一直以来 ， 世界核电行业有一种“首堆必拖”的“魔咒” ， “华龙一号”打破了它 。
不同于核电机组重复性建设 ， 每一项核电技术的首堆建设要进行很多创新性研究和试验工作 。 因此 ， 首堆建设工期一般都会很长 。
余剑锋说 ， 在全球三代核电首堆建设中 ， “华龙一号”能够按计划工期高质量完成 ， 在全球核电发展史上是首次 。
每一道核级焊缝都要做全面检查 ， 谁焊的、采用工艺、焊接过程等都要记录下来 ， 还要做严格的标准评定 。
“华龙一号”这座百万千瓦级核电站有多少道焊缝？每一个焊缝都要进行这样的检查 。
5年多时间 ， 近20万人先后参与了“华龙一号”项目的建设……建设者用自己的智慧 ， 创造了核电建设史的奇迹 。
然而 ， 总设计师邢继却说：“从‘华龙一号’落地的那一天起 ， 我们就要否定‘华龙’ 。 ”
从2015年5月落地福清到2019年10月漳州核电建设 ， 其间开工建设的每台“华龙一号”机组图纸都不一样 。
“我们在建设‘华龙一号’第一台机组时就不断将经验反馈到后续项目中 ， 这样越往后开工的机组在安全性和经济性上就能不断进行优化改进 ， 指标也更优 。 ”邢继说 。
2020年9月 ， 国家核准了采用“华龙一号”三代核电技术的海南昌江核电二期工程和浙江三澳核电一期工程 。 目前 ， “华龙一号”在我国已经开始批量化建设 。
“华龙一号”每台机组每年发电近100亿度 ， 能够满足中等发达国家100万人口的年度生产和生活用电需求 ， 相当于每年减少标准煤消耗312万吨、减少二氧化碳排放816万吨 。
在叶奇蓁院士看来 ， 我国提出要做好碳达峰、碳中和工作 ， 能源转型势在必行 。 核电是低碳能源 ， 应该跟风电、太阳能发电等结合起来 ， 为碳减排作出贡献 。
【阀门|一座创造性的超级工程】余剑锋表示 ， 核工业的发展不仅要解决能源问题 ， 未来也会为医疗、农业、制造业等带来一些革命性的变化 。 核能 ， 未来有更大可能！ （新华社北京1月30日电）

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