“国和一号”演示工程推进核电职业和技能全体升级换代

在“国和一号”演示工程某大型模块吊装现场，工人乘坐升降机查看吊具  国家电力出资集团有限公司供图

2020年9月28日，我国三代核电自主化标志性效果——“国和一号”正式发布。这也意味着我国从本世纪初开端施行的三代核电自主化战略获得严重突破。

现在，“国和一号”演示工程按计划稳步推进，首期工程就可完结热电联供，将为清洁低碳、美丽我国与动力转型作出更大奉献。

“国和一号”是我国在引进消化吸收三代非能动压水堆核电技能的基础上，经过大型先进压水堆及高温气冷堆核电站国家科技严重专项开发的、具有自主知识产权的大型先进压水堆核电类型。机组规划寿数60年以上，安全水平比较二代核电机组提高了100倍;单台机组年发电量大约120亿千瓦时，可满意超越2200万居民的用电需求，每年可削减温室气体排放超越900万吨。

三代核电技能安全性高，经济性好，可制作性强，运维便利，是当之无愧的“国之重器”

“国和一号”研发作业自2008年正式发动，历时12年完结。国家电力出资集团有限公司作为牵头单位，安排全国600多家单位、31000余名技能人员参加，累计构成知识产权效果超7611项，建成了具有世界先进水平的三代核电自主立异系统和工业链供给系统，标志着我国核电技能完结了从“二代”到“三代”的跨过，具有先进核电自主化、批量化、规模化制作才干。

国家电力出资集团有限公司核能总工程师郑明光，是大型先进压水堆核电站国家科技严重专项总规划师。他对“重、大”二字的了解十分直观：“‘国和一号’单台机组中，超越100吨的设备、模块有30件左右，最大的模块体积有5000多立方米，重达1400多吨”“安全壳是个直径40多米，高70多米的‘大胶囊’，用5厘米厚左右的钢板制成，每平方米可接受40吨以上的压力”“蒸汽产生器里边有1万多根用于热交换的U型管，总长超越300公里……”

“国和一号”成功打破了多项资料及设备制作技能独占，主泵、爆炸阀、压力容器、蒸汽产生器、堆内构件等要害设备资料悉数完结自主化规划和国产化制作。郑明光对“自主立异”四字深有体会：“站在世界核电技能开展高端，‘国和一号’填补了我国核电工业的多项技能和工艺空白，推进了核电职业和技能全体升级换代，是当之无愧的‘国之重器’。”

从1970年展开“七二八工程”开端，我国核电现已走过了50多年的猛进立异之路。

“第一代核电技能首要是以实验研讨堆为主。第二代核电技能首要开展阶段是上世纪60年代初到1979年曾经，该阶段技能建成的核电称为二代，之后将满意三里岛核电事端后对策与呼应方法的核电站称为二代加核电。”郑明光说，“美国三里岛核事端产生后，全球对核电安全的知道进一步提高，先进核电国家针对核电规划、工作安全等方面进行了充分知道与剖析评价，提出了一系列改善、增强安全性的方法，三代核电技能应运而生。”

郑明光介绍，作为三代核电类型的“国和一号”，要害核安全规划理念是“非能动”，例如安全壳冷却系统就选用这一理念，不依赖外在动力源即可工作作业。“使用钢制壳体作为传热外表，事端条件下安全壳内的蒸汽就会在安全壳内外表冷凝，然后经过导热将热量传递到钢制壳体外的水膜或大气，安全壳内外部冷却都是一个天然循环。”

“经过把安全系统的水放在高位，一旦产生事端，水会在重力的效果下流到反响堆堆芯或安全壳外表，主动冷却堆芯，一起对安全壳壳体施行外部喷淋构成冷却水膜，下降安全壳内的压力和温度，保证安全壳这道安全屏障不受损坏。”郑明光说。

“国和一号”是全面、系统、完好执行非能动规划理念的核电类型，完结了系统、设备的大幅简化。郑明光介绍，这个“简化”却不像原理看上去那么简略，需求很多的理论剖析和系统性的实验验证。它的安全设备与相应的备品备件大大削减，安全性反而有了大幅度增强。工厂化预制、模块化制作缩短了制作工期，运维的便利性更优化了经济性，能够满意我国经济社会安全高效的开展需求。

三代核电自主化技能攻关团队步履不断，填补了一项又一项空白，推进我国核电完结跨过式开展

怎么保证三代核电在高安全性基础上具有更强的竞赛力?怎样研发出具有竞赛力的核电机型，完结批量化制作?在郑明光看来，这些都必须经过自主化国产化来处理。

带着这些应战，我国核电人正式踏上了三代核电自主化国产化的立异之路。

首要摆在面前的，便是一个看似难以逾越的妨碍——依据外方的协作协议，只要电功率超越135万千瓦，我国才干具有三代非能动核电的自主知识产权。为此，以郑明光为代表的三代核电自主化技能攻关团队，在原定技能计划基础上对“国和一号”顶层规划计划进行了全局性再立异，包含添加钢制安全壳的直径和厚度以扩展核岛空间，从头规划研发反响堆冷却剂泵、蒸汽产生器、爆炸阀和汽轮发电机，大幅度优化主泵流量、主管道流转截面等，完结类型整体安全性、经济性和功率的全面提高。

“135万千瓦，对非能动安全、首要设备来说是个‘大门槛’。”郑明光说，“为了保证具有自主知识产权，咱们决断调整了计划。这不是简略的等比例扩大，要真实懂规划、懂技能，具有自主研发、自主实验的才干，不把握核心技能，这个‘大门槛’就过不去。”

要想提高核电类型功率，从资料研发到零部件出产再到设备装置调试，简直都要从头证明、剖析、评价与研发。

一回路冷却剂管道，简称“主管道”，是连通核电站压力容器、蒸发器等首要设备的大型管道，比如人体的“大动脉”。为了愈加安全牢靠，“国和一号”主管道规划为没有焊缝的一体化锻件。主管道热加工后，还需求进行弯管，任何一个操控不妥都会导致失利，只能靠实验不断探索、改善。2年多的时间里，多家参研单位协同攻关，实验主管道毛坯从8吨、20吨、36吨，终究升格为70吨，终究，我国铸造的“大动脉”研发成功。

反响堆冷却剂泵，简称“主泵”，承担着为核岛工作供给动力的重担，能够看作核电站正常功率工作时的“心脏”。全新的制作工艺和工作流程，对制作业来说是一项巨大应战。为消除全厂断电时冷却剂走漏概率，决议选用无轴封新式主泵，类型研发伊始就选用“双线并行”的形式，一面推进屏蔽电机主泵研发，另一面发动湿绕组主泵技能计划。十年磨一剑，湿绕组主泵和屏蔽电机主泵相继研发成功，有用支撑了核电先进类型的落地。

从核电“大动脉”到“心脏”，从“大脑”核规划与安全剖析软件，到“中枢系统”核电仪控，再到一次外表等遍及核岛遍地的“血管”“神经”……从规划计划到产品研发，三代核电自主化技能攻关团队步履不断，填补了一项又一项空白，啃下了一块又一块“硬骨头”，在要害核心技能“卡脖子”的当地下功夫，推进我国核电完结跨过式开展。

“国和一号”研发成功，离不开行之有用的严重科技项目安排管理方式

“国和一号”研发成功，离不开行之有用的国家严重科技项目安排管理方式：反响堆压力容器由上海核工院和我国一重一起研发;蒸汽产生器由上海核工院、东方电气(广州)重型机器有限公司和上海电气核电设备有限公司等一起研发;主泵研发“双线并行”，参研单位分工清晰;主管道制作难度大，机械职业骨干企业组成联合体，集智攻关;U型管管材、核级锆材、核级焊材、大锻件制作等资料工艺难题，选用产学研协同推进的方法，总算成功处理……

“使用国家科技严重专项，每一种设备、资料的技能开发，都布局2至5家有竞赛力与积极性的单位参加研发，咱们从规划技能到制作技能与工艺来回屡次迭代，引进竞赛机制，用市场化的手法来推进相应的技能竞赛，激起立异生机。”郑明光介绍，“国和一号”联合国内相关大学、科研院所、企业等一大批产学研用单位，一起构建了三代核电自主化技能攻关团队，全面布局科研攻关使命和工程项目施行，有用发挥了新式举国体制的优势。

自主化规划、制作不只能够增强核电站的经济性，还能够供给牢靠的、可持续开展的资源保证。现在，国内已构成较为齐备的先进核电设备整机配套才干与供给系统，以及标准化、批量化、工业化的出产才干。我国已具有年产8至12台/套先进核电机组的配备才干。

经过三代核电自主化，我国正在完结对世界最高水平的赶超。郑明光骄傲地说：“技能上有保证，安全上有优势，经济上有竞赛力，‘国和一号’将有用支撑以新动力为主体的新式电力系统的构建，助力‘碳达峰、碳中和’方针的完结。”