“華龍一號”海內外示範工程日前全面建成投運。“華龍一號”實現了中國先進核電自主設計、製造、建設、運行全產業鏈的重大技術突破，全面提升了中國核電的核心競爭力，有力支撐中國由核電大國向核電強國跨越，同時也為世界能源事業貢獻了安全高效的中國方案。

文｜北京 易庭

巨龍騰飛、英風颯爽，“大國重器”“華龍一號”捷訊頻傳！3月25日，“華龍一號”第二台機組——中核集團福清核電6號機組正式具備商運條件。當地時間4月18日，全球第四台、海外第二台“華龍一號”——巴基斯坦卡拉奇核電3號機組投入商業運行。至此，“華龍一號”海內外示範工程全面建成投運。

滿足核電國際最高安全標準要求

位於福建省福清市三山鎮岐尾山前沿的福清核電站正是“藏龍”之地，“華龍一號”示範工程的兩台機組——中核集團福清核電5號、6號機組皆坐落於此。

2015年5月7日，“華龍一號”中核集團福清核電5號機組正式開工建設。2020年11月27日，該機組首次併網發電，並於2021年1月30日正式投入商業運行。“華龍一號”第一台機組成功打破了核電“首堆必拖”的施工魔咒，不僅是全球首個按照計劃工期投產的三代核電首堆，而且以最短周期創造了全球三代核電首堆建設的最佳業績，被寫入中國共產黨一百年大事記。2022年1月1日，“華龍一號”第二台機組——中核集團福清核電6號機組成功併網，開始向電網送出第一度電。3月25日，該機組正式具備商業運行條件。

“華龍一號”示範工程全面建成投運，是新時代中國核電事業取得的重大成就。這標誌著中國打破了國外核電技術壟斷，成為繼美國、法國、俄羅斯等國家之後掌握三代自主核電技術的國家，核電技術水平和綜合實力躋身世界第一方陣。

安全是核電的生命線。 “華龍一號”在反應堆堆芯設計、能動和非能動安全技術等方面實現了重大突破，具有目前人類對核電最高級別的安全防護。

中國已在運行的百萬千瓦級核電機組普遍使用的是從國外引進的157堆芯，而“華龍一號”打破了國際技術壁壘，獨創性採用177堆芯布置。這一設計意味著把傳統容納的燃料組件數量增加至177組，在提高發電能力的同時又因降低了堆芯功率密度而提升了安全性。

“華龍一號”上了一項安全“雙保險”——“能動+非能動系統”。核電站一旦發生事故，首先要停堆，再把反應堆的餘熱帶走，以防止堆芯熔化。這一換熱過程，通常需要把泵通電，然後持續向蒸汽發生器中注水，此為“能動”。如果在極端情況下，核電站斷電了，這時“非能動”系統就派上用場了。“華龍一號”可以依靠重力、溫差和壓縮空氣等自然力來驅動安全系統，通過蒸發、冷凝、對流、自然循環等自然過程來帶走反應堆熱量。兩大系統的強強聯合，使得“華龍一號”的安全性能既成熟穩定又具有有效應對極端突發情況的獨特優勢，可實際消除大規模放射性釋放。

“華龍一號”還配備了世界上最堅固的盾牌——“雙層安全殼”。安全殼外層起防護作用，能够抵擋猛烈如商用大飛機的撞擊；內層起密封作用，保障放射性物質不外泄。雙重保護之下，“華龍一號”堪稱“穩如泰山”，可抵禦17級颱風，可應對9級地震。雙層安全殼比上一代核電項目增大了一倍自由容積，這樣也可以降低放射性物質的泄露概率。

此外，“華龍一號”核電站的設計壽命從40年延長到60年，大大提高了電廠可用率。核燃料裝爐後可以連續發電，一年半不需要更換或者補充新的燃料，具有出色的穩定性。因不受燃料運輸、環境氣候等問題的影響，“華龍一號”的建成對於保障電力穩定性和安全性非常有效。

經過充分分析試驗和工程驗證，“華龍一號”在安全性上滿足國際最高安全標準要求，同時在經濟性上完全具備批量化建設能力，多項性能指標達到甚至超過了國際三代核電用戶需求。作為中國先進核電品牌，“華龍一號”實現了中國先進核電自主設計、製造、建設、運行全產業鏈的重大技術突破，全面提升了中國核電的核心競爭力。

從“中國製造”到“中國創造”

上世紀50年代末，人類揭開了核電開發利用的能源新篇章，核電隨即成為大國爭先搶佔的戰略制高點。中國內地直至1991年才真正擁有了一座自行設計建造的30萬千瓦級秦山核電站。或許難以想像，早期中國建造核電站所用的地板磚、水泥、鋼筋、電話線都要從國外進口。與國外百萬千瓦級技術相比，中國核電起步晚、基礎薄，還有很長的路要走。“華龍一號”正是在這樣的時代背景下開啟了一段中國核電數十年磨一劍的自主創新奮鬥路。

上世紀90年代，中核集團在完成了中國首座自主研發設計的60萬千瓦級核電站——秦山二期核電工程後，著手開展自主百萬千瓦級核電技術的研發工作。這座核電站原本計劃於2011年底開工，但因彼時發生了舉世震驚的日本福島核事故，中國立刻制定了核電安全發展的四項決定，要求將開工但還未審批的核電項目必須按照國際最高安全標準來建。雖然舊計劃被迫流產，但也加速了更優方案的誕生。

經過研建團隊對設計方案的重新審視調整和建模驗證，中核集團和中廣核集團將各自的百萬千瓦級技術進行融合，最終形成了中國自主知識產權、自主品牌的三代核電技術——“華龍一號”。

2014年，“華龍一號”相繼迎來國內國際兩項大考。8月，一場由國家能源局、國家核安全局牽頭，43位院士專家共同參與的評審會為“華龍一號”的誕生給予了權威認可。專家組一致認為，“華龍一號”成熟性、安全性和經濟性滿足三代核電技術要求，建議儘快啟動示範工程。12月，“華龍一號”通過了國際原子能機構IAEA反應堆通用設計審查，拿到了國際通行證。

核電站是世界上最複雜的能源系統。“華龍一號”建設涉及70多個專業領域，80多個構築物，360多個系統，工程設計圖紙20多萬張。要實現技術的自主突圍，每個系統每個部件每個細節都充滿了創新挑戰，對設計、採購、施工、調試乃至商務、核安全等各個環節都提出了更高要求。哪怕一根細微的電纜，都需要先經過 15 天模擬高溫環境試驗、再經過 15 天強鹼性溶液浸泡試驗，最後還要歷經耐電壓性能試驗，確定安全後方可施工採用。

基於全面的創新研究並充分依托業已成熟的中國核電裝備製造業體系和能力，“華龍一號”形成了完整的自主知識產權，實現了集成創新。“華龍一號”共取得716件國內專利、80件國外專利、百餘件海外註冊商標、125項軟件著作權以及逾1,500篇核心科技創新報告，覆蓋了設計技術、專用設計軟件、燃料技術、運行維護技術等領域；共同完成了包括反應堆壓力容器、蒸汽發生器、燃料轉運裝置、堆內構件等411項核心裝備的國產化突破，其中包含百餘項“三新”設備（新設計、新廠家、新技術），首堆設備國產化率達88%。

當一張張工程圖紙變為現實，橫空出世的“華龍一號”也為“中國製造”向“中國創造”實現了完美一躍。

推動共建核能人類命運共同體

習近平主席多次在國際場合稱讚“華龍一號”是中國完全自主三代核電技術，要把它推向全世界。李克強總理在考察中核集團時說，“你們為我撐腰，我去國際舞台為你們揚名，要用最高標準、最優質量、最好性價比提升中國核電裝備在國際市場的競爭力。”

“走出去”，是從核大國走向核強國的關鍵指標。2020年11月10日，中核集團宣布，“華龍一號”已形成一套完整、自主的型號標準體系，涵蓋核電廠前期、設計、設備、建設、調試等全生命周期，可有力支撐“華龍一號”批量化建設和“走出去”。

巴基斯坦正是“華龍一號”“走出去”的第一站。 “華龍一號”海外示範工程包含巴基斯坦卡拉奇核電2號機組、3號機組。2號機組於2015年8月開工建設，2021年5月正式投入商業運行，並以全球三代核電海外建設的最短工期榮獲能源國際合作最佳實踐案例。3號機組於2016年5月開工，今年4月投入商業運行。

“華龍一號”海外示範工程是中巴兩國鞏固深化全天候戰略合作夥伴關係的重要成果，是構建中國核工業國內國際雙循環新發展格局的重大進展，也是中國推動共建核能人類命運共同體的生動寫照。這一項目有力驗證了中國自主三代核電技術的安全性和先進性，也讓“華龍一號”走得更穩、走得更遠。

今年2月1日，恰逢大年初一，“巨龍出海”再傳喜訊——阿根廷核電公司與中核集團正式簽署阿根廷阿圖查3號核電站項目設計採購和施工合同。根據合同約定，中核集團將通過工程總承包方式，以“交鑰匙”模式，為阿根廷建設一座“華龍一號”壓水堆核電站。

從“借船出海”到“造船出海”，“華龍一號”已然成為中國核電“走出去”的“國家名片”。在加速海外落地的同時，“華龍一號”在中國國內也“多點開花”。截至目前，“華龍一號”已在福建漳州、海南昌江、廣東太平嶺等地實現批量化建設。

對中國而言，“華龍一號”將極大提升國內裝備製造業及高新技術產業的發展，可有效釋放國內高端裝備產業產能，為推動中國裝備製造產業升級，早日建成製造強國作出重要貢獻。“華龍一號”研發團隊聯合東方電氣、哈電集團等58家國有企業，聯動140餘家民營企業，帶動上下游產業鏈5,000多家企業，實現中國高端製造業整體創新協同發展。每出口1台“華龍一號”，相當於出口30萬輛汽車，直接帶動裝備出口超過120億元人民幣。在機組長達60年的運行過程中，可持續帶動中國核燃料、核電站建設、運維、退役全產業鏈“走出去”，直接創造經濟收益將超過1,000億元人民幣。

對“華龍一號”出口目的地國家來說，項目建設帶動了當地經濟社會和相關產業發展，持續造福當地人民。比如，巴基斯坦卡拉奇兩台“華龍一號”機組可支撐起巴基斯坦近1/3的電力缺口；項目建設期間，巴基斯坦當地供貨設備大幅增加，建設高峰期時為巴方直接提供了1萬餘個就業崗位，通過產業鏈為當地間接創造就業崗位超4萬個。

從地球可持續發展角度來看，能源是經濟社會發展的重要物質基礎，也是碳排放的最主要來源。在保障能源安全的前提下，加快構建清潔低碳、安全高效的能源體系已是當今世界各國的普遍發展共識。“華龍一號”每台機組投運後每年發電近100億度，能够滿足當地100萬人口的年度生產和生活用電需求，相當於每年減少標準煤消耗312萬噸，減少二氧化碳排放816萬噸，或是植樹造林7,000多萬棵。“華龍一號”不僅將幫助中國實現碳達峰、碳中和戰略目標，也能為全球降碳減排、推動綠色能源革命提供優質的核能方案。

（作者係國家部委研究員，小標題為編者所擬，本文發表於《紫荊》雜誌2022年5月號）