昨天,“華龍一號”全球首堆商運(yùn)的消息刷屏了。其意義非比尋常——我國成為了繼美俄法等國家之后真正掌握自主三代核電技術(shù)的國家,在三代核電技術(shù)領(lǐng)域躋身世界前列。
把視線從聚光燈下移向舞臺深處,在我國核電技術(shù)發(fā)展之路上,“華龍一號”其實(shí)是一個積攢了幾十年專業(yè)修行的“掃地僧”,又是一個憑著不認(rèn)慫的勁頭逆襲成功的“犟小子”。
如果你了解一路走來的坎坷崎嶇,汗水甚至淚水,你會更理解“華龍一號”對于這個國家的分量,你也會更懂得這一刻的喜悅。如一句古詩所說:
看似尋常最奇崛,成如容易卻艱辛。
01
以核動力在中國發(fā)出第一度電的,其實(shí)比人們熟知的“國之光榮”——秦山核電站還要早,上世紀(jì)60年代,在四川一片山區(qū)中的909基地,建起了中國第一艘核潛艇的陸上模式堆。
1970年8月30日,中國第一個核潛艇陸上模式堆達(dá)到滿功率,實(shí)現(xiàn)中國首次核能發(fā)電。1970年12月26日,中國第一艘核潛艇下水。1974年正式服役。
如今人們提起核潛艇,總是把它和原子彈、氫彈并列稱為“兩彈一艇”。1988年,鄧小平曾說:“如果60年代以來中國沒有原子彈、氫彈,沒有發(fā)射衛(wèi)星,中國就不能叫有影響的大國,就沒有現(xiàn)在這樣的國際地位。這些東西反映一個民族的能力,也是一個民族、一個國家興旺發(fā)達(dá)的標(biāo)志。”
今天,陸上模式堆早已被拆除,只留下空蕩蕩、銹跡斑駁的廠房。2018年2月,央視的采訪團(tuán)隊(duì)探訪四川909基地的節(jié)目中,通過高星斗、吳觀和等幾位老人的回憶,回顧了第一個陸上模式堆的建造歷程。曾經(jīng)親手參與建造中國第一個核潛艇陸上模式堆的黃士鑒(時年79歲)面對鏡頭淡然地說:
“我們干了一件事,當(dāng)年就是這么默默無聞,現(xiàn)在回過頭來又覺得它驚天動地,走過來了,而已。”
909基地后來演變成今天隸屬于中核集團(tuán)的中國核動力研究設(shè)計(jì)院。1980年代末,核動力院自籌資金,開發(fā)出來在美國之外絕無僅有的脈沖堆。1989年,國際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)總干事布利克斯在核動力院訪問了3天,當(dāng)被問及觀感時,他不假思索地脫口而出:“你們在一個如此與世隔絕的地方,做出了令人不可思議的業(yè)績!”
也是在1989年,巴西原子能委員會代表團(tuán)到訪,看到核動力院自己設(shè)計(jì)建成的高通量工程試驗(yàn)堆,在羨慕和欽佩之余不禁提了一個問題:“你們?yōu)槭裁床蛔约焊愫穗姡?rdquo;
其實(shí),早在核工業(yè)起步時,國家制定的原子能發(fā)展規(guī)劃中就提出“在有利條件下亦應(yīng)利用原子能發(fā)電”。而在我國第一顆原子彈爆炸成功后,周恩來也曾提到,二機(jī)部不應(yīng)該只是個“爆炸部”,也應(yīng)該搞和平利用,搞原子能發(fā)電。
02
1970年,“文革”尚未結(jié)束,但很多地方已經(jīng)開始恢復(fù)生產(chǎn)秩序,電力需求增長。這一年的春節(jié)前,上海市領(lǐng)導(dǎo)到中央?yún)R報(bào),道出了當(dāng)時嚴(yán)峻的形勢:上海的許多工廠由于缺電輪流停產(chǎn)。
1970年2月初,周恩來聽取上海市工作匯報(bào)時指出:“從長遠(yuǎn)來看,要解決上海和華東地區(qū)用電問題,要靠核電。”2月8日,上海市組織傳達(dá)了周恩來關(guān)于建設(shè)核電的指示精神并研究了落實(shí)措施,我國第一座核電站工程由此得名“728”工程。
這一工程成為我國發(fā)展自主核電的道路上的開山之作。
我國核電發(fā)展是從增加電力供應(yīng)的需求角度開始的,在作為主導(dǎo)者的電力供應(yīng)部門看來,“728工程”的30萬千瓦容量太小。1977年,中法兩國政府達(dá)成協(xié)議,由法國提供貸款與中國進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)合作,其中包括一座核電站。電力部和一機(jī)部主張下馬 “728工程”,轉(zhuǎn)而引進(jìn)法國90萬千瓦的核電站(擬建在蘇南);而二機(jī)部(后來的核工業(yè)部)則主張工程繼續(xù)干下去。
當(dāng)時“728工程”忽上忽下的消息令科研人員揪心,蒸汽發(fā)生器的設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人劉家鈺給自己定下一條原則:
“只要沒看見宣布工程下馬的中央正式文件,就沒有權(quán)力放下手中的計(jì)算尺。”
上世紀(jì)70年代末的經(jīng)濟(jì)調(diào)整迫使擬購買法國技術(shù)的蘇南核電站下馬,但廣東與香港合資的核電站項(xiàng)目(大亞灣)因另辟融資渠道而在1982年獲得批準(zhǔn),并被納入水電部的主管之下。在那個渴望外資和技術(shù)的年代,大亞灣核電站因成為最大的合資項(xiàng)目而得到國家支持。
幸運(yùn)的是,通過自己建造核電站以掌握技術(shù)、培養(yǎng)人才的方向與決策也沒有被放棄,由二機(jī)部主管的“728工程”被保留下來,確定為采用壓水堆,工程定點(diǎn)浙江海鹽縣的秦山,正式命名為秦山核電廠。
上世紀(jì)80年代初,來自西北、西南等核基地的核工業(yè)大軍向秦山集結(jié)。100多個科研單位,7個設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)、11個施工單位,加上全國585家制造廠,由二機(jī)部統(tǒng)一歸口,完成自主核電的第一次沖鋒。
秦山腳下彼時是一片海涂,滿目荒涼。夏天如蒸籠一般悶熱,蚊叮蟲咬厲害,冬天寒風(fēng)吹透,辦公用的蘸水筆凍在墨水瓶里。晴天一身灰,雨天一身泥。
設(shè)計(jì)人員的條件同樣惡劣。曾在北京航空學(xué)院教書的李慧珠,承擔(dān)了編制與整個工程設(shè)計(jì)配套的物理設(shè)計(jì)程序的任務(wù),她到上海不久后生下了孩子,十來平方米的小屋住著三代老小。空間太小書倒不少,買來的青菜只好擱在一疊疊書本間。
長期勞累加上營養(yǎng)不良,李慧珠不幸于1983年病逝,沒能看到自己參與設(shè)計(jì)的核電站建成的那一天。
1991年12月15日,秦山一期成功并網(wǎng)發(fā)電,在主控室的歡呼沸騰中,中國大陸核電實(shí)現(xiàn)了從無到有、從零到一的突破。
秦山核電站的全部技術(shù)圖紙橫向壘起來,長度足有1公里,每一張都屬于中國人自己的設(shè)計(jì)和繪制。
2021年秦山一期將迎來安全穩(wěn)定運(yùn)行30周年,而“華龍一號”全球首堆也剛剛完成了商運(yùn)。
30年歷史跨度間,是中國核電技術(shù)從相對落后到世界先進(jìn)的不屈命途。
03
在秦山一期并網(wǎng)的喜悅氣氛中,讓我們把時間之盤往回?fù)苻D(zhuǎn)一些。1983年,國家計(jì)委、國家科委在北京回龍觀召開了“核能發(fā)展技術(shù)政策論證會”,會議確定了我國核電技術(shù)發(fā)展的方向,核電堆型主要采用壓水堆,主要發(fā)展單機(jī)百萬千瓦級機(jī)組,在壓水堆堆型中允許多種機(jī)型并存。明確了通過技貿(mào)結(jié)合、合作生產(chǎn)與國內(nèi)科研相結(jié)合,掌握引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)的方針。
1986年,國務(wù)院決定把核電站全部交給核工業(yè)部主管,大亞灣的主管部門也由水電部改為核工業(yè)部;同時在秦山擴(kuò)建兩臺60萬千瓦壓水堆機(jī)組,因?yàn)楫?dāng)時中國具備了制造60萬千瓦發(fā)電設(shè)備(常規(guī)島設(shè)備)的能力,把核電機(jī)組改為60萬千瓦可以提高整個項(xiàng)目的國產(chǎn)化水平。
雖有一定的技術(shù)基礎(chǔ),秦山二期卻遠(yuǎn)非一帆風(fēng)順。可以說開工之時就是步入困境之日,困難接踵而至。
首先是圖紙?jiān)O(shè)計(jì)滯后。按照國際慣例,正式澆灌第一罐混凝土?xí)r圖紙?jiān)O(shè)計(jì)應(yīng)該完成50%以上,而秦山核電二期工程開工時土建施工圖紙只完成了6%。同時因國家對二期工程的投資概算未確定,資金無法到位。
1999年11月,已到交貨日期的2號機(jī)組壓力容器出現(xiàn)嚴(yán)重質(zhì)量問題導(dǎo)致返工,嚴(yán)重影響工期。但伴隨問題的解決,中國成為了世界上第五個能自主制造核電站壓力容器的國家。
遇到相當(dāng)于“當(dāng)時國內(nèi)所有核電站遇到困難的總和”的二期工程,最終還是把一個一個困難解決了。如果說秦山一期30萬千瓦級核電工程解決了中國大陸無核電的問題,那么秦山二期60萬千瓦級核電工程則實(shí)現(xiàn)了中國自主建設(shè)大型商用核電站的重大跨越。
秦山二期工程電站總體性能達(dá)到20世紀(jì)90年代國際同類核電站的先進(jìn)水平,而每千瓦造價遠(yuǎn)低于國內(nèi)外同期建造核電站的造價。
與此同時,既是著眼于增加發(fā)電能力的眼前需要,又考慮到大國外交的合作需要,我國在“九五”期間(1996~2000)相繼購買了俄羅斯的壓水堆、加拿大的重水堆等。
拋開經(jīng)濟(jì)賬,多國技術(shù)的進(jìn)入令尚處于成長階段的核電工業(yè)體系在標(biāo)準(zhǔn)、安全審批、設(shè)備制造、人才培養(yǎng)、運(yùn)營、管理、維修等方面承受了高負(fù)荷。兩輪引進(jìn)之后,我國核電以“萬國牌”面孔進(jìn)入了21世紀(jì)。
04
新世紀(jì)之初,隨著中國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,沿海用電量驟增,核電迎來發(fā)展的春天,黨的十六屆五中全會提出“積極發(fā)展核電”的方針。在醞釀新一輪核電發(fā)展時,一些人提出了全盤引進(jìn)的建議方案,設(shè)想的是“采用先進(jìn)技術(shù),統(tǒng)一技術(shù)路線”,直接引進(jìn)國外最先進(jìn)的第三代核電站技術(shù),走“一步跨越”的新路。
2004年3月22日,當(dāng)時分管核電的曾培炎副總理主持召開國務(wù)院關(guān)于核電發(fā)展問題的辦公會議。會議明確了核電招標(biāo)的目標(biāo)是第三代核電技術(shù)。會議還給出了引進(jìn)與購買相結(jié)合的招標(biāo)條件。
2007年7月24日,為了引進(jìn)第三代技術(shù)而成立的國家核電技術(shù)公司與西屋聯(lián)合體在北京人民大會堂簽署了技術(shù)引進(jìn)協(xié)議,全球首臺AP1000機(jī)組落戶三門。同年5月,上海核工程研究設(shè)計(jì)院(即728院)整建制從中核集團(tuán)劃轉(zhuǎn)至國家核電技術(shù)公司。
三門核電一期工程1號機(jī)組和2號機(jī)組在2009年內(nèi)先后開工,與后續(xù)開工的海陽1、2號機(jī)組一起構(gòu)成我國核電自主化依托項(xiàng)目。這也成為中美兩國最大的能源合作項(xiàng)目。
AP1000采用“非能動”安全技術(shù),簡化系統(tǒng),模塊化的設(shè)計(jì)和建造,技術(shù)上確有革新性。在較高的起點(diǎn)上進(jìn)行自主創(chuàng)新,這一設(shè)想聽起來也很誘人。
然而“所有命運(yùn)饋贈的禮物,早已在暗中標(biāo)好了價格”。
花高昂代價買來的AP1000,建設(shè)并不順利,由于設(shè)計(jì)變更、設(shè)備延誤等難題,持續(xù)拖期。原計(jì)劃于2013年建成,但直至2018年,三門核電1號、2號機(jī)組才先后具備商運(yùn)條件。這還是在中國強(qiáng)大的核電建設(shè)能力下才取得的世界級突破。此前2017年,美國首個AP1000項(xiàng)目(V.C Summer項(xiàng)目)已宣告停止建設(shè)。
核電是戰(zhàn)略高技術(shù),通過“以市場換技術(shù)”的引進(jìn)方式,無法改變我國沒有自主百萬千瓦級壓水堆核電技術(shù)的狀況。而且引進(jìn)技術(shù)只能在中國國內(nèi)用,不能走出國門。
對此,中國核工業(yè)人心里是憋著一股勁的。在自主設(shè)計(jì)建造的秦山一期、二期建成后,核科研人并沒有放棄研發(fā)我們國家自己的百萬千瓦級壓水堆核電核電技術(shù)。
如果引進(jìn)技術(shù)的一次次落地是多年來中國核電發(fā)展的一條“明線”,那么自主研發(fā)的這條“暗線”,也一直沒有斷過。
支撐這條“暗線”的,既有多年來我國核電研發(fā)積淀的實(shí)力與底氣,也有核工業(yè)人從白手起家突破“兩彈一艇”而始就有的那股不服輸?shù)膭蓬^。
當(dāng)年面對技術(shù)封鎖,毛主席怎么說的?“核潛艇,一萬年也要搞出來!”
05
核動力院是國內(nèi)最早理解世界核動力新技術(shù)革命趨勢的機(jī)構(gòu)。完成自主研發(fā)設(shè)計(jì)60萬千瓦的秦山二期核電廠后,核動力院就啟動了自主百萬千瓦核電技術(shù)的研發(fā)攻關(guān)項(xiàng)目。
1996年底在一處偏僻的工號樓里,在時任副院長張森如的帶領(lǐng)下,核動力院集全院設(shè)計(jì)精英,圍繞自主核電技術(shù)“閉關(guān)”思索:
“我們要提出原創(chuàng)的概念,這個概念必須是中國創(chuàng)造!”
與世界通用的157堆芯設(shè)計(jì)不同,科研人員充分論證了可行性,于1997年提出了177堆芯的方案,這就是“華龍一號”誕生的源頭和核心技術(shù)的基礎(chǔ)。不過當(dāng)時還叫做CNP1000。
1999年,中核集團(tuán)全面啟動CNP1000概念設(shè)計(jì),當(dāng)年11月27日,在北京九華山莊舉辦了“國產(chǎn)化百萬千瓦級核電站(CNP1000)概念設(shè)計(jì)報(bào)告會”。
2005年,中核集團(tuán)完成了CNP1000初步設(shè)計(jì)。之后進(jìn)一步確定了22項(xiàng)重大技術(shù)改進(jìn),并將型號名稱由CNP1000變更為CP1000,中國核電工程有限公司的邢繼擔(dān)任項(xiàng)目總師。團(tuán)隊(duì)振奮精神,瞄準(zhǔn)2011年開工建設(shè)核電廠的目標(biāo),進(jìn)行方案設(shè)計(jì)優(yōu)化。
2009年底,CP1000示范工程福清核電5、6號機(jī)組的初步設(shè)計(jì)完成。2011年2月28日~3月1日,是CP1000項(xiàng)目落地前的最后一次例行審查會。會上,CP1000再次獲得專家們高度肯定,終于可以開工建設(shè)了。
2011年3月8日,核動力院CP1000項(xiàng)目總師劉昌文還去了福清核電項(xiàng)目現(xiàn)場,眼看著10多臺推土機(jī)已經(jīng)抵達(dá)現(xiàn)場,轟隆隆地開始挖土了。
他非常激動——中國自主的百萬千萬級核電技術(shù)就要在這里變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),設(shè)計(jì)人員10多年的成果終于要從藍(lán)圖變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)了!
誰都沒有想到,僅三天之后,發(fā)生在日本福島的核事故將他們的夢想擊得粉碎。“所有的困難都解決了,CP1000馬上就要開工了,而福島事故卻給工程按下了暫停鍵。”邢繼說。
劉昌文回憶時眼睛濕潤了。他說,當(dāng)時身邊很多技術(shù)人員都很失落和彷徨,CP1000就像自己的孩子,懷胎十月,眼看就要降生了,卻最終夭折。在一次內(nèi)部討論會上,技術(shù)人員談到激動處,許多人都流下了眼淚——
搞中國自主的核電技術(shù)為何就這么難?
06
“暫停鍵”并不意味著停止,而是對核電技術(shù)提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求。
作為總設(shè)計(jì)師,邢繼帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)對標(biāo)國際最先進(jìn)的三代核電技術(shù),提出了能動與非能動相結(jié)合、雙層安全殼等一系列革新理念,加快完成從頂層方案、總體設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì),到相關(guān)重要試驗(yàn)驗(yàn)證等型號研發(fā)工作。2013年4月,中核集團(tuán)研發(fā)出完全符合國際最高安全標(biāo)準(zhǔn)的ACP1000自主化三代壓水堆先進(jìn)機(jī)型,并向國家核安全局呈交了初步安全分析報(bào)告。
同時,國內(nèi)另一核電巨頭中廣核集團(tuán)推出了ACPR1000+技術(shù)路線。最后,在國家能源局主導(dǎo)下,兩者“融合”形成具有完整自主知識產(chǎn)權(quán)的第三代核電品牌——“華龍一號”。“華龍一號”意為“中華復(fù)興、巨龍騰飛”。
而隨著AP1000建設(shè)持續(xù)拖期,國內(nèi)支持“華龍一號”進(jìn)行示范工程建設(shè)的聲音也越來越大。2014年春節(jié)前夕,來自中國核電主管部門和各家核電公司的高層及一些權(quán)威專家相聚北京,商討未來國內(nèi)應(yīng)當(dāng)采用哪一種核電技術(shù)。核電主管部門最后拍板:“華龍一號”如要“落地”,其設(shè)計(jì)的安全標(biāo)準(zhǔn)不能低于AP1000。
在硬碰硬的技術(shù)較量中,“華龍一號”用實(shí)力證明了自己。2014年,繼通過國內(nèi)權(quán)威評審后,國際原子能機(jī)構(gòu)針對“華龍一號”前身——ACP1000的通用反應(yīng)堆設(shè)計(jì)審查(GRSR)的結(jié)論也于年底出爐。專家認(rèn)為,“ACP1000在設(shè)計(jì)安全方面是成熟可靠的,滿足IAEA關(guān)于先進(jìn)核電技術(shù)最新設(shè)計(jì)安全要求;其在成熟技術(shù)和詳細(xì)的試驗(yàn)驗(yàn)證基礎(chǔ)上進(jìn)行的創(chuàng)新設(shè)計(jì)是成熟可靠的”。
2014年11月3日,國家能源局復(fù)函同意福清核電廠5、6號機(jī)組工程調(diào)整為“華龍一號”技術(shù)方案。
我國核電工業(yè)經(jīng)過30年對國外技術(shù)的引進(jìn)、消化吸收和創(chuàng)新后,經(jīng)歷了一系列坎坷與挫折后,自主品牌“華龍一號”終于獲得了認(rèn)可,變成了工程項(xiàng)目實(shí)際開始推動。“暗線”終于成為“明線”。
技術(shù)研發(fā)難,工程建設(shè)亦難。2015年開工以來,華龍建設(shè)者們將無盡的精力與智慧傾注于這一國之重器。
以“華龍一號”的蒸汽發(fā)生器自主研發(fā)為例,當(dāng)時除了經(jīng)費(fèi)不足外,更難的一點(diǎn)是沒有試驗(yàn)裝置。核動力院技術(shù)人員通過到全國各地調(diào)研,在河南南陽的石油開采油田建造了滿足要求的試驗(yàn)臺架,開始了ZH-65型蒸汽發(fā)生器的設(shè)計(jì)驗(yàn)證試驗(yàn)。時值冬天,河南下著大雪,科研團(tuán)隊(duì)就租了一個集裝箱當(dāng)宿舍,住在油田試驗(yàn)裝置旁邊以便進(jìn)行試驗(yàn)。自主核電的核心關(guān)鍵設(shè)備不受制于人,就是這樣一步步干出來的。
以30余年來中國在核電科研、設(shè)計(jì)、制造、建設(shè)和運(yùn)行上的經(jīng)驗(yàn)積累為基座,“華龍一號”這顆核電塔尖的明珠終于大放異彩,打破了全球三代核電“首堆必拖”的魔咒。
07
“華龍一號”的成功是一個奇跡。奇跡,往往是說本不太可能發(fā)生卻發(fā)生了的事情。如果AP1000沒有拖期,如果福島核事故沒有發(fā)生,如果……非常多的如果,可能會左右中國自主三代核電的發(fā)展進(jìn)程。
然而“華龍一號”的誕生又并非偶然,而是必然。我國核電發(fā)展從無到有、從小到大、從弱到強(qiáng),形成了10萬、30萬、60萬到百萬千瓦級壓水堆核電廠的自主設(shè)計(jì)和批量規(guī)模建設(shè)能力。研制出中國的第三代壓水堆品牌,只是時間早晚的問題。
從引進(jìn)國外現(xiàn)有產(chǎn)品開始國產(chǎn)化的發(fā)展方式不是核電獨(dú)有的,汽車、飛機(jī)等行業(yè)都是如此,如今新能源汽車巨鱷特斯拉來華辦廠也是如此。然而過往已經(jīng)充分說明,一味靠別人是靠不住的,最終還是“以我為主、中外合作”。
核電具有清潔、低碳、穩(wěn)定、高效和經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn),在2030年“碳達(dá)峰”和2060年“碳中和”目標(biāo)下,愈發(fā)成為我國電力基荷電源的最佳選擇。但它所代表的還不僅僅是電,更是和平時期保持和擁有強(qiáng)大核科技工業(yè)體系、增強(qiáng)核實(shí)力的重要途徑。
對于關(guān)鍵核心技術(shù)的研發(fā)攻關(guān),已故的中國工程院院士、核物理學(xué)家阮可強(qiáng)的一句話在今天聽來仍然振聾發(fā)聵:
“要實(shí)現(xiàn)核電強(qiáng)國的目標(biāo),必須將科研力量整合起來向一個方向使勁。”
“華龍一號”總設(shè)計(jì)師邢繼說,其研發(fā)自始至終目標(biāo)明確,那就是實(shí)現(xiàn)中國幾代核電人都沒有實(shí)現(xiàn)的核電強(qiáng)國夢:要走入國際視野,成為國際核電市場認(rèn)可的中國品牌。
央視探訪四川909基地時曾了解到一件趣事:數(shù)年前,年輕一代工程師們拆除核潛艇陸上模式堆的屏蔽墻的時候,在鉛塊底下發(fā)現(xiàn)了一句字跡模糊的話:“孩子們,辛苦了。”不知道是哪位前輩寫的。
“辛苦了”是指拆除當(dāng)時他們安裝得很牢固的設(shè)備?還是更普遍意義上對后輩的囑托?也許都是。從當(dāng)年陸上模式堆以核動力發(fā)出第一度電,到我國自主研發(fā)的三代核電“華龍一號”全球首堆發(fā)電,沒有一蹴而就的成功。強(qiáng)核報(bào)國路上接力奮斗的人,辛苦了。
“華龍一號”不是終點(diǎn),而是中國自主科技品牌崛起的一個里程碑。
回溯來時路,是為了更好地踏上前方征途。
責(zé)任編輯: 江曉蓓