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探访中国自主研发核电技术华龙一号、玲龙一号

从跟跑并跑到***

发布时间:2022-08-14 浏览次数: 文章来源:中国纪检监察报

 

 图为位于福建福清的“华龙一号”核电机组。(中核集团供图)
  

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  核电是世界上最复杂的能源系统,研发一座核电站涉及70多个专业。从微观层面的原子核裂变,到宏观层面的整体厂房结构计算,人类对于自然科学的全部理论认识,几乎都在核电中得到应用,堪称人类科技和智慧的结晶。
  核工业是国家安全重要基石,也是国家能源安全的重要保障。中国核电起步之时,一些发达国家的核电站建设已经开始了近30年。曾几何时,建造一座完全由中国自主设计、建造并管理运营的百万千瓦级核电站,是多少核工业人的梦想。“华龙一号”全球首堆建成投运,让我国成为继美国、法国、俄罗斯等国后又一真正掌握自主三代核电技术的国家。在建的“玲龙一号”,则率先通过国际原子能机构通用安全审查,标志着我国小型堆技术走在了世界前列。
  日前,记者走进中核集团福清核电基地、海南核电基地,近距离感受“华龙一号”“玲龙一号”的硬核力量。
  华龙一号,无数核电人倾注青春与热情
  你听说过“黄金人”吗?
  上世纪80年代,在国家外汇极其紧张的情况下,大陆首座大型商用核电站大亚湾核电站选送骨干,远赴海外接受核电技术培训。人均培训费用折算成黄金,重量接近一个成年人的体重,“黄金人”由此得名。这是一个时代的特殊产物,也是中国人走出去学习先进技术、渴求追赶世界发展步伐的缩影。
  如今,“黄金人”已成为核电站操纵员的代称。他们是机组的“大脑中枢”,是下达指令的“决策中心”,肩负着维护机组正常运行的重要职责。
  皮肤白皙,戴着黑边眼镜,扎着高马尾,“华龙一号”全球首堆第一位女“黄金人”曹宇华,眼神坚毅,透着自信。目前,福清核电累计培养出100余名“华龙一号”操纵员,遍布运行、生产计划、安全监督、培训等领域。曹宇华也有了新身份:专职模拟机培训教员。
  2022年3月25日,我国自主三代核电“华龙一号”示范工程福清核电5、6号机组全面建成投运。曹宇华回忆,那天下课后才发现微信“炸了窝”,群里的未读信息、点赞让她应接不暇。那一刻,脑海就像放电影,她抱着一叠叠待审的设计文件穿梭于巡回车的画面,她和团队成员一起讨论技术问题的画面,她站在讲台上给首批操纵员上课的画面……“当时内心既激动,也感动。”
  “黄金人”的成长,要走过艰辛而漫长的历练之路。首先,选拔员工参加初级培训,学习核电站基础、设备系统和机械设备知识;然后,通过在岗培训熟悉核岛、常规岛和电站辅助系统;接下来,经过笔试、口试、现场考试和模拟机测试,获得操纵员执照;再是影子培训,跟着主控室工作人员学习;之后带着实操经验,进行理论和模拟机培训,获得高级操纵员执照;特别优秀的,可以逐级竞聘副值长、值长。
  牛朋亮是福清核电运行三处的一名值长。2020年11月27日,他经历了职业生涯的高光时刻——作为当班值长宣布了“华龙一号”全球首堆福清核电5号机组的并网。
  在牛朋亮看来,并网只是新起点,建成之后才是对“华龙一号”的全面检验。
  运行人员是机组的守护者。为保证机组安全可靠运行,福清核电全力提升机组的安全裕度。以运行部门为例,通过现场踩点、桌面推演等手段提高规程文件的质量;借助精品厂房、精品系统相结合提升设备和厂房的可靠性;严抓防人因失误工具以规范人员行为;定期考试、模拟机复训、应急演练,只为能提升运行人员的知识技能水平……
  为应对疫情影响,福清核电三个运行处室,建立了备用值制度,在疫情严重时期,确保六个运行值中的一个值组住在场区待命。一旦发生特殊情况,立即启动备用值,全员替换掉当班值来控制机组,确保机组安全可靠运行。“守护机组是我们义不容辞的责任,一切努力只为擦亮‘华龙一号’这张国家名片。”牛朋亮说。
  今年年初,5号机组顺利完成首次大修装换料工作。维修支持处主任技师邵亦武,有着25年的核燃料装卸工作经验。他告诉记者,换料最大的难点在于177组燃料更换过程中,每组的操作动作几乎相同,要克服生理疲劳造成的人因失误。“干我们这行,首要是责任心,另外心要细、手要稳,慢就是快,慢就是安全。”
  “华龙一号”首堆工程涉及大的专业领域70多个,80多个构筑物,360多个系统,工程设计图纸20万张以上。从调试到维修,从运行到培训,在这样一个庞大、复杂又十分精密的“大家伙”背后,无数核电人将青春与热情倾注于此,从不言悔。
  玲龙一号,多功能陆上模块化小型反应堆满足客户差异化需求
  在海南省昌江黎族自治县海尾镇,坐落着我国最南端的核电基地——海南昌江核电基地。在这里,“大堆”“小堆”是人们经常叫的昵称,“大堆”指“华龙一号”,“小堆”指“玲龙一号”。
  “它们是‘弟兄俩’,都是中国核电技术的重大自主创新成果,都符合国际最高安全标准,都是我国具备完全自主知识产权的核能和平利用实践。”海南核电副总经理邓晓亮说:“‘华龙一号’是‘出大力’的,功率大,满足我国国民经济快速发展的电力需求;‘玲龙一号’是‘干小活’的,满足不同客户对于小型发电机组的差异化需求。”
  在他看来,“玲龙一号”是我国核能和平利用“从跟跑、并跑到***的一大力证”。我国核电事业起步晚,一开始还处于向国外先进技术学习阶段,“华龙一号”实现了并跑,“玲龙一号”则是全球***通过国际原子能机构通用安全审查的多功能陆上模块化小型反应堆,标志着我国在该领域走在了世界前列。
  “相比于大型反应堆,当前国内外正在研发的先进小型堆具有一些独特优势。”邓晓亮解释,“玲龙一号”具有小型化、模块化、堆芯一体化、非能动安全系统等特点,更适合灵活部署在大陆、岛屿、船舶、园区矿区以及高耗能企业自备能源等多种场景应用。“玲龙一号”发电功率12.5万千瓦,年发电量可达10亿千瓦时,可满足52.6万户家庭一年的生活所需。此外,“小堆”除了供电,还可满足海水淡化、区域供暖、供冷、工业供热等多种用途,更具能源出口优势。
  “虽然‘华龙一号’‘玲龙一号’的设计寿命都是60年,但是一些运转良好的核电站也可以延期服役,所以我们不光要保证这期间的安全平稳运行。这是实打实的‘百年工程’,出不得任何纰漏。”海南核电工程管理处小堆工程管理科科长杨军华说。
  杨军华表示,与普通的工业建筑或民用建筑相比,核电造价高昂、责任重大,更强调过程控制,必须留下各种过程文件以供追溯性检查。在工程管理中,要针对施工现场每个步骤进行选点见证,确认是否符合规范要求。以钢筋隐蔽工程验收为例,钢筋密度、绑扎间距、绑扎方式等都在现场见证范围内。
  为了确保工程质量,一共有五道关口“分兵把守”:建设单位、监理单位、总包单位的质量监督部门及施工单位的质量控制、质检部门。“这五级人员共同对一道工序做独立验证,即使某一级出了问题,后一级也能及时发现,确保质量关口不失守。”杨军华说。
  走出去,对相关产业拉动效应明显
  2022年2月1日,阿根廷核电公司与中核集团正式签署阿图查三号核电站项目设计采购和施工合同。根据约定,中核集团将通过工程总承包方式,以“交钥匙”模式,为阿根廷建设一座“华龙一号”。
  与高铁一样,“华龙一号”是中国装备制造“走出去”的亮丽名片。2022年4月,“华龙一号”全球第四台、海外第二台机组——巴基斯坦卡拉奇K3机组通过临时验收。
  项目相关负责人介绍,连同一年前投运的“华龙一号”海外首堆卡拉奇K2机组,两台机组可以支撑起巴基斯坦近1/3的电力缺口,为其2030年清洁能源使用占比达到60%的目标贡献力量。
  每台“华龙一号”机组装机容量可达120万千瓦,年发电能力近100亿千瓦时,能满足中等发达国家100万人口的年度生产和生活用电需求。中核集团相关负责人介绍,“华龙一号”是当前核电市场接受度最高的三代核电机型之一。中国已与多国达成合作意向,未来还会在国内批量化建设,在更多国家和地区落地。
  安全是核电发展的生命线。在中核集团中国核工业科技馆(福建),福清核电党委宣传部部长、党建工作处处长成利介绍了我国核电安全的四道安全屏障:第一道是核燃料芯块,核裂变产生的放射性物质98%以上会“滞留”在二氧化铀陶瓷芯块中,不会释放出来;第二道是燃料包壳,芯块燃料密封在锆合金包壳内,防止放射性物质进入一回路水中;第三道是压力边界,由核燃料构成的堆芯被封闭在壁厚20厘米的钢制压力容器内,确保放射性物质不会泄漏到反应堆厂房中;第四道是安全壳,反应堆厂房是一座高大的预应力钢筋混凝土构筑物,壁厚近一米,内表面加有6毫米厚的钢衬,防止放射性物质进入环境。
  “华龙一号”还采用了双层安全壳设计,提供多一层放射性物质包容屏障,进一步提升了反应堆对外部灾害的抵御能力。层层屏障使核电站具备抵御九级强震、大飞机撞击等极端灾害的能力,满足国际最高安全标准要求。
  核电是高端产业,对其他相关产业拉动效应明显。每出口一台百万千瓦核电机组,能够拉动装备制造和设计超过数百亿元,可直接或间接创造约15万个就业机会。
  清洁能源,与海南自贸港同频共振
  不过10个月,白蝶贝孕育出的珍珠直径就能达到10.5毫米,光泽莹润。这种大型珍珠贝类,对生长环境要求极高,被喻为“海域环境的晴雨表”。如今,海南核电出水口附近海域成为它们新的家园。
  近海陆基繁育,远海复壮,近岸增殖……海南核电与三沙美济渔业开发有限公司合作在这片温排水区域开展白蝶贝养殖试验,目前生长情况均优于插核育珠的各项标准,第一批插珠已生长六个月,监测表明珍珠颗粒大、质量高,远超预期。
  “某种意义上说,它的生态效益更高于经济价值。”三沙美济渔业开发有限公司董事长兼总经理孟祥君告诉记者,白蝶贝生长的海域,海水水质必须达到一类标准。
  海南核电总工程师陈建新表示,利用排水余热养殖白蝶贝,既保护了白蝶贝,又抑制了浮游藻类的大量滋生,达到了防止水质富营养化和保障机组安全运行双赢的良好效果。“更重要的是,也证明我们的核电是安全、清洁的。”
  海南昌江核电厂区还配备了环境实验室,定期对核电站周围环境进行巡测。
  “我们的工作就是以厂区核反应堆为圆心,根据环境监测大纲要求,定期对电厂周边50公里范围内空气、水、陆生生物、海洋介质等样品开展放射性监测。”海南核电环境监测工程师杨子谦告诉记者,单就水监测而言,就包括降水、地表水、地下水、海水等不同类别。“大家最关心的还是对人体是否有影响。放射物能通过与食物链相关的‘生物放大作用’富集,因此我们会对周边出产的大米、空心菜、鱼虾等进行测量。此外,生态环境部门也会定期进行监督性监测,确保万无一失。”
  “新疆菜、湖南菜、湖北菜、四川菜、重庆菜……放眼整个昌江,只有海南核电门前这条街,聚集了全国各地的美食风味。”海南省昌江黎族自治县委副书记、县长梁明告诉记者,核电事业给当地带来了不小的变化,高峰期1万多人在这里投入建设,给周边群众带来了许多就业机会。
  这个人口仅仅23万的小县城,社平工资已高居全省第四。过去,昌江人多以近海捕捞为生,有些人还会打打季节零工。梁明说:“本地人打工以前主要有三大去向,一是东莞的电子厂,二是长三角的厨师、保洁,三是在岛内开吊箱,如今产业工人成为最令人羡慕的职业。对于他们来说,穿上这件核电工作者的浅蓝衬衣,就代表转变了就业观念,有了稳定可观的收入。”
  在梁明看来,核电产业在海南自贸港建设中也将大有作为。一方面,核电关联企业如果从国外进口一些零部件进行再加工,可以充分利用自贸港“加工增值超过30%(含)的货物进入内地免征进口关税”的优惠条件;另一方面,未来我国核电“出海”,在技术输出环节也可以依托自贸港的自由便利条件。
  作为人类文明的推动力,能源需求在可以看到的未来,仍将呈几何级数增长。核能作为***潜力的能源,被寄予厚望。中国作为世界核电领域的倡导者,在为人类寻求***能源的道路上不断迈出坚实步伐。

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