福建,有一个核工程!

近期,有一部热播硬核电视剧引发全网关注。与其他硬核电视剧不同的是,这部电视剧真的硬“核”,含“核”量高达100%。这就是《许你万家灯火》——首部全景反映我国核电工业发展历程的电视剧。

《许你万家灯火》极具年代感,这是因为取景地之一是中国核动力的发源地——九〇九基地。

中国第一代核潜艇研发实验基地

也是中国核动力研究设计院的前身

(四川乐山,图:中核集团-核动力院)▼

500

剧组在基地里面内置景,1:1复刻了主要场景十余个,包括第一座陆上模式堆主控室、核电大院、核电办公楼、核电家属楼、零号点、医院、图书馆、大礼堂等,高度还原了老一辈核工业人的研发和生活环境

而《许你万家灯火》的创作题材,便是中国完全自主知识产权的三代核电技术——“华龙一号”

从核潜艇研发起步的中国核工业

如何实现拥有世界一流核电站的梦想?

横屏,图:中核集团-福清核电)▼

500

今年,3月25日正是“华龙一号”示范工程已经全面建成投运整整一周年的日子。

这个示范工程便位于福建福清核电站▼

500

开端

上世纪90年代,中国二代核电技术逐渐定型并取得了骄人战绩。在此基础上,中国核工业人萌发了自主研发百万千瓦级核电技术的念头。

秦山二期核电站

(图:中核集团-中核工程)▼

500

1996年,一个静谧的午后,在核动力院老基地一栋办公楼里,一阵阵激烈的争论声充斥着整个楼道。

原来,十几个技术人员正聚集在一间办公室里,讨论着中国自主百万千瓦级核电站方案的主参数。

或许那时,他们谁也没有预料到

这就是“华龙一号”孕育的起点

横屏,图:中核集团-核动力院)▼

500

从那一年开始,核动力院在CNP600“121堆芯”和M310二代+核电技术“157堆芯”的基础上,自主创新地提出“177堆芯”的概念,功率确定为100万千瓦,机型确定为CNP1000,随后开展了论证、设计,完成了一系列关键性验证性试验。

2005年10月,原国家环保总局核安全中心对《CNP1000核电厂初步安全分析报告》进行了预审评。审评认为:CNP1000设计比国内同类核电技术在安全方面的设计更加全面和周到,将CNP1000核电技术定位于“二代改进型”核电技术是准确和符合实际的,经局部设计改进后具备上工程的条件。

CNP1000核电站概念图

(图:中核集团-中核工程)▼

500

直至2007年4月,中核集团将CNP1000更名为CP1000,在前期研发工作的基础上,开展了一系列工作。

2010年4月,CP1000通过中国核能行业协会组织的国内专家审查,获得业界认可,完全具备上工程的所有条件。2011年,国家核安全局已经受理以福清核电5、6号为项目背景CP1000安全审评工作,第一次初步安全分析报告对话会在同年2月28日、3月1日两天召开。此时,福清现场负挖已经启动,预计当年年底实现福清5号机组浇灌第一罐混凝土。

2011年,福清现场负挖

如果没有另一个意外

我们见到的不一定是今天的“华龙一号”了

(图:中核集团-福清核电)▼

500

一切都在按部就班进行,我国自主百万千瓦级核电即将落地成为现实。2011年3月11日,东日本发生的里氏9.0级巨大地震引发的海啸,彻底改变了这一切。当时世界上最大的在役核电站——福岛核电站,发生事故

当年的事故,其影响持续至今

(图:Google Maps)▼

500

在此背景下,国家提出今后国内新建核电站必须以世界最高安全标准来审查,并满足三代核电技术要求。

中核集团中国核电工程有限公司作为“华龙一号”研发设计牵头单位,携手核动力院等17家科研院所、高校,58家国有企业,140余家民营企业,带动上下游产业链5300多家企业,全力冲击我国自主三代核电技术。

2012年3月的核安全峰会上,中国宣布“在确保安全的基础上高效发展核电”的核电发展战略。

攻关

为应对世界核电发展数十年未有之大变局,中核集团启动核电技术重点科技专项攻关,在CP1000工程设计的基础上,消化吸收引进三代核电技术,充分考虑日本福岛核事故后的经验反馈,依据国家最新核安全法规要求,研发具有我国自主知识产权的三代核电技术——ACP1000。

ACP1000肩负着带动核电相关领域关键技术提升、实现工程化应用、真正树立我国自主核电品牌、实现核电“走出去”目标的使命,被视为中国占领核电技术制高点的重要标志性工程。

2013年4月,在国家能源局和国家核安全局的指导下,为步调一致开拓国际核电市场,包括中核集团ACP1000在内的国内百万千瓦级相关技术进行融合,形成我国自主知识产权、自主品牌的三代核电技术HPR1000——“华龙一号”。

经历了诸多“从无到有”的突破

“华龙一号”横空出世的这一刻

其实是过去30余年积累的集大成

(图:中核集团)▼

500

2014年8月22日,国家能源局和国家核安全局联合专家评审通过了“华龙一号”总体技术方案。而这只是走出了“华龙一号”的“万里长征第一步”,想要工程实现落地,还要历经项目施工各节点的诸多磨炼。

2015年5月7日,是一个特别的日子,中国自主三代核电技术“华龙一号”首堆示范工程——中核集团福清核电站5号机组正式开工建设。当年12月,6号机组也正式开工建设。

福清核电5号机组核岛浇筑第一罐混凝土

历史性时刻(图:中核集团-福清核电)▼

500

2017年5月26日,“华龙一号”全球首堆示范工程福清核电5号机组提前15天实现穹顶吊装,打破全球首堆必拖的“魔咒”。2018年3月21日,6号机组提前10天实现穹顶吊装,两台机组均已全面进入设备安装阶段。

6号机组反应堆厂房穹顶吊装

(图:中核集团-福清核电)▼

500

2017年11月6日,“华龙一号”核电项目首台发电机通过了“型式试验”,全部指标达到和优于设计要求,标志着我国“华龙一号”首台发电机自主研制成功

2018年1月28日,“华龙一号”全球首堆、中核集团福清核电5号机组反应堆压力容器顺利吊装入堆

5RX压力容器开始吊装

(图:中核集团-中核工程)▼

500

创新

在多方面共同协作推进下,“华龙一号”迎来一个具有节点性的时间。2020年11月27日0时41分,“华龙一号”全球首堆——中核集团福清核电5号机组首次并网成功。

这标志着中国打破了国外核电技术垄断,正式进入核电技术先进国家行列。那么,“华龙一号”具体有多先进呢?

堆内构件

(图:中核集团-中核工程)▼

500

不同于其他核电,“华龙一号”独创性地采用177堆芯设计,既提高了堆芯额定功率和发电功率,又降低了燃料的线功率密度,提高了安全性。

科幻感十足的177堆芯

5号机组首炉装料

(图:中核集团-中核工程&福清核电)▼

500

500

500

“华龙一号”独创性地采用能动加非能动安全设计理念,在保证堆芯冷却、保证压力容器完整性和安全壳完整性上,均提供了多样化的安全手段,强化了核电厂的纵深防御,显著提升了核电厂安全性。

“华龙一号”主泵

(图:中核集团-中核工程)▼

500

核岛设计全面提升抗震能力,采用单堆布置设计,有利于减少机组间相互影响,提高核电选址灵活性。

单堆布置

横屏,图:中核集团-中核工程)▼

500

核岛关键厂房外墙采用抗大飞机撞击设计,在假想的大飞机撞击事故发生时,可以确保反应堆的安全性。

蒸汽发生器

(图:中核集团-核动力院)▼

500

反应堆厂房采用双层安全壳设计,为放射性物质的包容提供了额外的屏障,强化了反应堆对于外部灾害的抵御能力。

反应堆压力容器

(图:中核集团-中核工程)▼

500

CF3燃料组件技术的成功研发,真正实现了核反应堆的中国芯。它完全满足18个月甚至更长换料周期的高燃耗要求,满足0.3g抗震要求,也可以兼容国内二代改进型核电机组的堆芯结构。

燃料包壳采用具有自主知识产权的N36先进锆合金

具有优良的热工水力性能和机械性能

(图:中核集团-中核建中)▼

500

多点突破、水到渠成,量变形成质变,在诸多单点先进创新技术的加持下,中国核工业人通过“华龙一号”的研发设计和建设过程,实现了一个重大战略目标——建立了一套完整的、涵盖核电厂全周期的“华龙一号”型号标准体系,并优化完善了“通用为主、专用为辅”的现行压水堆核电标准体系

构建完整自主的核电标准体系,颇为不易

同时也成功研发了完全自主的核电站控制系统——

龙鳞系统横屏,图:中核集团-核动力院)▼

500

2021年1月30日,“华龙一号”全球首堆——中核集团福清核电5号机组投入商业运行。

横屏,图:中核集团-福清核电)▼

500

2021年5月20日(当地时间),“华龙一号”海外首堆工程——巴基斯坦卡拉奇核电2号机组正式进入商业运行

“华龙一号”出海成功!

横屏,图:中核集团-中国中原)▼

500

2022年3月25日,“华龙一号”示范工程第2台机组——中核集团福清核电6号机组正式具备商运条件,这意味着自开工不到七年,至此“华龙一号”示范工程全面建成投运

已经整整一年了

横屏,图:中核集团-福清核电)▼

500

“华龙一号”示范工程全面建成后,两台机组年发电量近200亿度,相当于每年减少标准煤消耗624万吨、减少二氧化碳排放1632万吨,相当于植树造林1.4亿棵,对优化我国能源结构、推动绿色低碳发展、助力实现碳达峰碳中和目标具有重要意义。

福建福清核电1-6号机组“全家福”

横屏,图:中核集团-福清核电)▼

500

核电产业链,有一套完整体系,这就是“原料及设备供应→核电站建设及运营→发电及后处理”,“华龙一号”的历程明显占了前五处

使用“华龙一号”技术的

福清核电5、6号机组

(图:中核集团-福清核电)▼

500

与此同时,中国也有着一项不亚于“华龙一号”的工程正在建设中,这就是中国北山地下实验室。

横屏,图:中核集团-核地研院)▼

500

中国北山地下实验室建成后,将成为世界上规模最大、功能最全、参与范围最广的地下实验室。

(图:中核集团-核地研院)▼

500

500

500

500

500

这项位于中国西北地区的重大工程,在荒原之中也书写着自己的传奇

这里有着“北山一号”TBM——

全球首台大坡度螺旋隧道硬岩掘进机

横屏,图:中核集团-核地研院)▼

500

全部专栏