2017年4月8日，位于大連美麗棉花島港口邊的中國一重大連加氫反應器制造有限公司正在進行著一場意義非凡的試驗，由中國一重自主研制的全球首臺“華龍一號”———福清5號核反應堆壓力容器需要通過水壓測試的考驗，此次測試不僅是一次測試，更是證明實力的一次體現(xiàn)。中國一重集團、中國核電、中國核電工程公司、中國核動力院、福清核電站“華龍一號”的設(shè)計制造師們共同見證這一關(guān)鍵時刻，中國工業(yè)報記者也有幸來到現(xiàn)場。

在近三個小時增壓試驗中，壓力逐漸達到24.6MPa，并成功保壓30分鐘。現(xiàn)場測試人員宣布，此次水壓試驗成功。成功通過試驗后，這臺由中國完全自主技術(shù)生產(chǎn)的核電站反應堆壓力容器將在幾個月后水路運往福清5號核電站現(xiàn)場，這臺幾百噸的大家伙到時候?qū)⒉辉僦皇且桓变摻铊F骨的樣子，它將被包上靚麗的包裝，正式加入福清核電站的整體發(fā)電系統(tǒng)中。此次測試成功意義重大且深遠。核反應堆壓力容器是承載核燃料高溫高壓的大型壓力容器，一直是整個核電裝備的關(guān)鍵核心部件。經(jīng)過了近十年的技術(shù)積累，中國第一重型機械集團公司所制造的壓力容器制造技術(shù)已達到國際先進水平。核反應堆壓力容器國產(chǎn)化意義尤為重大，這標志著第三代核電技術(shù)的全面實現(xiàn)國產(chǎn)化與批量生產(chǎn)，我國核電裝備制造技術(shù)走出世界的大門進一步打開。

高級別的核電安全浴火中誕生

從能源角度看，人類對清潔能源的需求不言而喻，對清潔能源的利用已經(jīng)成為一種必須。一座100萬千瓦的大型核電站，每年需要30噸的低濃鈾原料;而一座100萬千萬瓦的火力發(fā)電站需要350萬噸的標準煤。也就是說，如果在煤炭貧乏的福建進行發(fā)電，需要從北方源源不斷地運9萬多車煤，而核電燃料僅僅1車就夠了。重要的是核燃料只排放二氧化碳，沒有其他污染廢棄產(chǎn)生。

核電從一代到三代，其技術(shù)發(fā)展大多聚焦在對安全方面的升級。第三代核技術(shù)即西屋公司第三代非能動先進壓水堆AP1000與歐洲先進壓水堆EPR。第三代核技術(shù)因采用“非能動”安全系統(tǒng)，就是在反應堆上方頂著多個千噸級水箱，一旦遭遇緊急情況，不需要交流電源和應急發(fā)電機，僅利用地球引力、物質(zhì)重力等自然現(xiàn)象就可驅(qū)動核電廠的安全系統(tǒng)，巧妙地冷卻反應堆堆芯，帶走堆芯余熱，并對安全殼外部實施噴淋，從而恢復核電站的安全狀態(tài)。這個技術(shù)的設(shè)計更是基于造成日本核電泄露的主要原因，反應堆斷電造成無法冷卻所造成的災難。

實際上，人們對核能安全的疑慮也主要集中在安全的利用上。

特別在日本福島核電站因地震泄露以后，對核電安全技術(shù)的要求更被各界所關(guān)注。

“福島事件對于全世界核電來說都是一個重要的轉(zhuǎn)折點，各國都開始重新審視核電的安全性”，“華龍一號”副總設(shè)計師劉昌文回憶說，2011年正當他們潛心研發(fā)成熟的核電技術(shù)時核電站建設(shè)被全面停止。核電安全方面的所有工作都需要重新進行評估。“當時對我們研發(fā)的打擊非常大”，在劉昌文記憶中，很長一段時期，我國核電安全發(fā)展的步伐艱難而嚴酷。

也是在這段時期，中國核電的研究人員們潛心修煉，經(jīng)過近乎于苛刻再苛刻的核電安全考驗后，我國核電技術(shù)在進入三代的同時，“華龍一號”的核電技術(shù)也全面實現(xiàn)國產(chǎn)化。

那么擁有第三代技術(shù)自主技術(shù)的“華龍一號”安全級別極高，體現(xiàn)在哪些方面呢?在中國一重華龍一號壓力容器的壓力試驗現(xiàn)場，劉昌文講述了保障核電技術(shù)安全的幾個方面。

簡單來說核電的主要設(shè)計思想就是在任何情況下不能讓核燃料泄露出來。這就需要層層防護，每一道防線都萬無一失。第一道防線就是包裹核燃料外層的材料，這是首道隔離;第二道防線是壓力容器;第三道防線是內(nèi)部安全殼;第四道防線是外殼。可以說這四道防線，道道都有著嚴格的把控。目前，我國這四道防護達到了國際先進安全水平。

那么又是什么樣的技術(shù)保證了“華龍一號”最高級別的安全，簡單來說，如果發(fā)生緊急事件出現(xiàn)核電燃料棒掉落，一旦出現(xiàn)失控，整個核電設(shè)備將自動停止運轉(zhuǎn)。如果掉落的核電燃料繼續(xù)釋放能量，核電廠自動停止后造成的停電，那么非能動降溫設(shè)備將啟動，注入涼水，對壓力容器內(nèi)的溫度進行持續(xù)降溫;同時華龍一號還采用了雙重外殼的設(shè)計，這樣的設(shè)計確保在任何情況下，殼內(nèi)的核燃料不受任何影響。

核反應堆壓力容器實現(xiàn)國產(chǎn)化

從整體上的核電安全環(huán)節(jié)來看，裝核燃料的壓力容器可以說是整個核電廠的心臟，更是核電安全的重中之重，是工業(yè)領(lǐng)域尖端技術(shù)的體現(xiàn)。壓力容器設(shè)計師告訴中國工業(yè)報記者，核反應堆壓力容器是核電廠最中心的設(shè)備，技術(shù)設(shè)計的重要性在于它的安全性。確保核電站的安全，最核心就要確保壓力容器的安全，如果壓力容器安全，核電廠可以說就是安全的。

我國核電多年被國外壟斷，其掣肘就在于核電站的主設(shè)備———壓力容器等制造技術(shù)難以實現(xiàn)國產(chǎn)化，特別是對高端材料鍛件制造能力的要求十分苛刻。

在“華龍一號”生產(chǎn)制造過程中，中國一重實施全過程質(zhì)量控制、全流程精品制造。其間，中國一重掌握了頂蓋組件、筒體組件整體精加工工藝，解決了馬鞍型、J型坡口等復雜三維曲面、大型螺紋孔的批量化生產(chǎn)等關(guān)鍵技術(shù)，同時，通過優(yōu)化工藝方案、提升技術(shù)要求、改進焊接流程等手段，攻克了堆芯測量管座等多項新結(jié)構(gòu)的焊接技術(shù)難點，確保了“華龍一號”高質(zhì)量的制造，提前兩個月進行水壓試驗，為核電“走出去”的國家戰(zhàn)略提供了有力的裝備制造保障。

作為多年致力于核電大型鍛件及核島主設(shè)備制造的中國一重，先后為國內(nèi)各大制造廠和核電站提供了1000余件核電鍛件和40余臺核島一回路主設(shè)備。其中二代加、三代百萬千瓦級核反應堆壓力容器已交付16臺，在制的三代百萬千瓦級核反應堆壓力容器15臺。

未來中國核電正在走向海外

現(xiàn)在，中國一重所制造的設(shè)備隨著中核與廣核的“華龍一號”核電項目走向海外。“從責任來說，一重是央企肩負著為國家提供重大裝備的責任。前期在研發(fā)期間的經(jīng)濟效益比較難以顯現(xiàn)，但是隨著產(chǎn)品的成熟與批量化，我們的效益將得到體現(xiàn)。”中國一重的設(shè)計師告訴記者。

壓力容器實現(xiàn)國產(chǎn)化意味著我國三代核電技術(shù)的成熟，核電市場未來的發(fā)展將進一步擴大。國內(nèi)核電確定將迎來大規(guī)模重啟，“一帶一路”將使核電“走出去”持續(xù)加速，“華龍一號”有望成為國內(nèi)建設(shè)和出口主力，今年1月，英國正式批準設(shè)立“華龍一號”通用設(shè)計審查，標志著中國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的三代核電技術(shù)，已經(jīng)真正落地海上絲綢之路的終點———英國。

現(xiàn)在，國際上有70多個國家已經(jīng)或正在計劃發(fā)展核電，其中“一帶一路”沿線國家占40多個，正在計劃發(fā)展的有十多個國家。預計到2020年，全球?qū)⑿陆�約130臺核電機組，到2030年前這一數(shù)字將達到約300臺，其中，“一帶一路”國家和周邊國家將占到新建機組數(shù)的約80%。我國力爭2030年前在“一帶一路”沿線國家建造約30臺海外機組。