來源:中廣核 發(fā)布日期:2016-07-06
6月29日,在慶祝中國共產(chǎn)黨成立95周年暨中央企業(yè)“兩優(yōu)一先”表彰大會中,中國廣核集團首席專家、華龍一號總設(shè)計師咸春宇博士被授予“中央企業(yè)優(yōu)秀共產(chǎn)黨員標(biāo)兵”榮譽稱號。咸春宇帶領(lǐng)團隊歷時六年多的研發(fā),兩千多個日夜的辛勤付出,才使中國人有了完全屬于自己的三代核電技術(shù)——華龍一號。那么華龍一號的研發(fā)中經(jīng)歷了哪些曲折?它與國際上現(xiàn)有的三代核電技術(shù)有何區(qū)別?帶著這些疑問,我們專訪了最了解它的人——華龍一號總設(shè)計師咸春宇。
“華龍一號讓我們挺直了腰桿”
記者:您是華龍一號的總設(shè)計師,經(jīng)歷了華龍一號研發(fā)的始終,現(xiàn)在回頭看六年前華龍一號研發(fā)工作開始時的情景,是一種怎樣的感受?
咸春宇:型號研制工作正式開始到現(xiàn)在進行了六年多,集團所有兄弟單位都在全力支持這項工作,我們整個研發(fā)團隊,包括相關(guān)的科研、運營和工程人員都為之傾注了大量心血,回望過去六年多的研發(fā)歷程,真是感慨萬千。
2009年8月,我當(dāng)時以工程公司設(shè)計院核島所所長的身份參加了工程公司“‘十二五’科技規(guī)劃研討會”,會議按照集團的戰(zhàn)略部署,提出了要自主研發(fā)三代核電型號的設(shè)想和安排。當(dāng)時有不少人贊成,也有一些不同的意見。一方面該型號研制屬于企業(yè)自主行為,投入巨大,國家能否認(rèn)可、后續(xù)能否工程實施,均有較大不確定性;另一方面,當(dāng)時CPR1000機組的工程建設(shè)如火如荼,形勢一派大好,同時工程公司的壓力已經(jīng)很大,型號開發(fā)需要投入大量的技術(shù)人才,會進一步加劇工程建設(shè)的管控壓力。此外,當(dāng)時預(yù)計完成型號研發(fā)至少需要十年時間,從時間和市場前景看,自主研發(fā)的型號市場空間有多大也還有待觀察。但最終集團還是決定啟動自主三代核電型號的研發(fā)工作,事實證明當(dāng)時決策是正確的,是一個高瞻遠(yuǎn)矚的戰(zhàn)略決定,意義深遠(yuǎn)。
今天具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的華龍一號核電型號研制成功,示范項目防城港二期開工建設(shè),且落地英國,這在我國核電發(fā)展歷上具有里程碑意義,讓我們在國際同行面前挺直了腰桿,我們在知識產(chǎn)權(quán)、關(guān)鍵設(shè)備等問題上不再受制于人。我們這個核電大國,終于擁有了自己的三代核電型號,這不論是推動國家核電發(fā)展規(guī)劃的實施,還是我們企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展,都將具有劃時代的意義。我為自己能從一開始就全身心投入到華龍一號的研發(fā),并見證今天的成功,深感榮幸。
華龍一號滿足全球最高安全標(biāo)準(zhǔn)
記者:同為三代核電技術(shù),華龍一號技術(shù)方案與國際上現(xiàn)有的其他技術(shù)方案差異體現(xiàn)在哪里?
咸春宇:從技術(shù)角度上講,“采用177組燃料組件和三個安全系列”是華龍一號的主要技術(shù)特征。
反應(yīng)堆方面,與目前二代加機型相比,在增大反應(yīng)堆熱功率的同時,能夠降低反應(yīng)堆的功率密度,提高核電站運行的安全裕量,使反應(yīng)堆更加安全。
三代核電最重要的特征就是安全性大幅度提升。華龍一號設(shè)計了完善的縱深防御安全系統(tǒng)。在表征安全水平的兩個重要概率安全指標(biāo),即堆芯損壞頻率(CDF)和大量放射性釋放頻率(LRF)上,華龍一號分別低于10-6/堆年和10-7/堆年,遠(yuǎn)低于10-5/堆年和10-6/堆年的三代機組用戶要求,滿足全球最高安全標(biāo)準(zhǔn)。
與EPR、AP1000等在建三代核電技術(shù)方案相比,華龍一號具有后發(fā)優(yōu)勢,借鑒了其它三代核電技術(shù)方案的一些理念和先進經(jīng)驗。譬如說,AP1000技術(shù)方案有一個顯著特點采用非能動的安全系統(tǒng),而EPR采用多樣化的能動冗余安全系統(tǒng)來確保安全功能。華龍一號的設(shè)計充分借鑒了AP1000和EPR這兩種完全不同的設(shè)計理念,在應(yīng)對設(shè)計基準(zhǔn)事故時,采用了三列實體隔離的能動安全序列,能夠快速有效地應(yīng)對設(shè)計基準(zhǔn)事故,控制機組狀態(tài),并最終將機組維持在安全停堆狀態(tài);在應(yīng)對超設(shè)計基準(zhǔn)事故時,采用了能動與非能動相結(jié)合的設(shè)計,能夠?qū)崿F(xiàn)放射性包容的最終目標(biāo),防止放射性物質(zhì)泄漏。應(yīng)該說,華龍一號設(shè)計融合了AP1000和EPR設(shè)計的優(yōu)點,同時又有效避免了兩者在工程實施方面可能存在的問題,是最符合我國國情的現(xiàn)實選擇。
在保障安全的基礎(chǔ)上,我們在華龍一號設(shè)計時還要兼顧考慮它的經(jīng)濟性以及對相關(guān)制造業(yè)的帶動作用。譬如說我們充分考慮了我國核電的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),采用了成熟技術(shù)來減少工程實施的風(fēng)險,設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)到85%以上,有效降低了工程造價;換料周期從較為普遍的12-18個月提升到18-24個月,電廠的設(shè)計可利用率達(dá)90%以上,進一步提升了運行的靈活性;三個實體隔離的安全系列進一步提高了運行維修的靈活性。總的來說,華龍一號實現(xiàn)了安全性與經(jīng)濟性的均衡,先進性和成熟性的統(tǒng)一。
記者:您剛才談到了三代核電技術(shù)的安全性,那么如果遭遇類似福島核事故那樣重大自然災(zāi)害,華龍一號有何應(yīng)對措施?這可能是公眾最為關(guān)注的問題之一。
咸春宇:在華龍一號正式啟動型號研發(fā)工作不久,福島事故就發(fā)生了,因此,可以說在設(shè)計研發(fā)過程的一開始,我們就充分汲取了日本福島核事故的經(jīng)驗反饋,特別是在應(yīng)對超設(shè)計基準(zhǔn)事故方面,華龍一號采用了非常多的措施來確保安全。針對地震風(fēng)險,我們從設(shè)計上將安全停堆地震從0.2g提高到0.3g,大幅提升了地震事故的應(yīng)對能力。針對海嘯等外部災(zāi)害,采用最高設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的同時,為應(yīng)對可能發(fā)生的全廠斷電風(fēng)險,我們加強了電源系統(tǒng),能夠在喪失廠外電的情況下,通過縱深防御的電源供應(yīng)系統(tǒng),提供全廠斷電應(yīng)急供電,確保安全系統(tǒng)運行。
此外,為了防止類似福島事故的堆芯熔毀,我們設(shè)計了蒸汽發(fā)生器二次側(cè)非能動余熱排出系統(tǒng),能夠通過非能動手段將堆芯熱量排出,避免堆芯熔毀。為了防止堆芯熔毀后放射性物質(zhì)的泄漏,我們設(shè)置了非能動的堆芯熔融物滯留系統(tǒng)(IVR),確保反應(yīng)堆壓力容器不熔穿,將放射性物質(zhì)限制在壓力容器內(nèi)。針對福島事故氫氣爆炸的經(jīng)驗反饋,我們設(shè)置了非能動氫氣復(fù)合器和點火器,及時消除安全殼內(nèi)氫氣聚集,防止氫氣爆炸。這些措施確保了華龍一號即使遇到類似日本福島這樣的極端事故,仍然能夠保障核電站安全,避免對環(huán)境的影響。
華龍一號的自主知識產(chǎn)權(quán)得到業(yè)界的一致認(rèn)可
記者:華龍一號肩負(fù)實現(xiàn)我國核電“走出去”的重任,而在核電技術(shù)出口中必須解決自主知識產(chǎn)權(quán)的問題,華龍一號是如何做到的?
咸春宇:我們從頂層設(shè)計開始,從方案策劃、技術(shù)選擇到方案設(shè)計,初步設(shè)計,都是以我為主獨立開展的。在設(shè)計研發(fā)過程中,為了消除知識產(chǎn)權(quán)方面可能存在的侵權(quán)風(fēng)險,我們對全球所有的、涉及到核電技術(shù)相關(guān)的三萬多件專利逐一地進行了分析,把這些相關(guān)專利和我們自己的技術(shù)方案進行逐一對比。對發(fā)現(xiàn)的風(fēng)險點,我們通過自主開發(fā)、調(diào)整技術(shù)方案等多種措施消除或合理規(guī)避風(fēng)險。知識產(chǎn)權(quán)方面的工作是與型號研發(fā)同步進行的,雖然投入巨大,但保障了華龍一號的自主知識產(chǎn)權(quán)得到業(yè)界的一致認(rèn)可。到目前為止,還沒有國際同行對華龍一號的知識產(chǎn)權(quán)問題提出過疑問。
記者:對于華龍一號防城港二期示范項目的建設(shè),您有什么期待?
咸春宇:EPR、AP1000、華龍一號三個三代核電示范項目同時在我國建設(shè),這是機遇也是挑戰(zhàn)。不同的是,EPR和AP1000是我們“請進來”,但華龍一號是我們自己的“孩子”,我們要讓世界看到,中華民族幾千年屹立世界民族之林,華龍一號也終將在世界核能界占有重要一席。所以我們一定在國內(nèi)把華龍一號項目建好,還要建成榜樣、標(biāo)桿,要使其肩負(fù)起我國核電“走出去”的期望。
華龍一號防城港二期項目對我們而言是“首堆+首次”,任何一個首次建設(shè)項目都會面臨巨大的挑戰(zhàn),尤其在正向設(shè)計的前提下,工程建設(shè)壓力是巨大的。作為一名設(shè)計人員,我希望在設(shè)計上能為采購、施工、調(diào)試鋪平道路,與設(shè)備制造單位,與建安承包單位通力合作,保障示范工程的能夠順利建成。華龍一號示范工程建設(shè),我們依然任重道遠(yuǎn),讓我們一起努力,并祝愿華龍一號示范工程早日建成!
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