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行業(yè)報告
科學(xué)技術(shù)獎丨踔厲奮發(fā) 匠心逐夢——中國三代核電技術(shù)( 華龍一號 )西部首堆自主研發(fā)與應(yīng)用獲企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新工程獎
時間:2024年04月18日 來源:本站 點擊量: 分享:

能源安全是關(guān)系國家經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的全局性、戰(zhàn)略性問題,對國家繁榮發(fā)展、社會長治久安至關(guān)重要。核電作為一種安全、清潔、經(jīng)濟(jì)、可靠的能源,是構(gòu)建清潔低碳、安全高效能源體系的重要組成部分。國家提出“積極安全有序發(fā)展核電”,要求在確保核安全萬無一失的基礎(chǔ)上,推動核電高質(zhì)量發(fā)展,維護(hù)我國能源安全。開發(fā)中國人自己的核電技術(shù),以支持國民經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展,保障國家能源安全,同時帶動核能產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展,實現(xiàn)核電強(qiáng)國夢,是幾代核電人的夢想。

2009年,中國廣核集團(tuán)在我國近30年的科研、設(shè)計、建造和運行的技術(shù)積累和豐富經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,啟動了百萬千瓦級核電技術(shù)的自主研發(fā)工作。2015年,防城港核電廠3號機(jī)組開工建設(shè),2023年3月商運投產(chǎn),十三年磨一劍,篳路藍(lán)縷、玉汝于成,標(biāo)志著中廣核“華龍一號”實現(xiàn)從技術(shù)研發(fā)、工程轉(zhuǎn)化、到項目投產(chǎn)的全面落地,充分證明“華龍一號”的安全性、先進(jìn)性和成熟性,入選2023年度央企十大超級工程。同時,“中國三代核電技術(shù)( 華龍一號 )西部首堆自主研發(fā)與應(yīng)用”榮獲中國核能行業(yè)協(xié)會科學(xué)技術(shù)獎企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新工程獎。

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▲防城港核電廠3、4號機(jī)組

勇?lián)姑詮?qiáng)核之志建設(shè)百年工程

早在大亞灣核電站起步之時,“站在巨人的肩膀上跳高”就確定了我國核電建設(shè)“引進(jìn)、消化、吸收、創(chuàng)新”的方針。“關(guān)鍵核心技術(shù)必須掌握在自己手中,我國核電行業(yè)起步相對較晚,看到其他核電強(qiáng)國紛紛發(fā)展了自己的百萬千瓦級三代核電技術(shù),我們也必須迎頭趕上?!敝袕V核“華龍一號”總設(shè)計師王鑫說。自主研發(fā)設(shè)計是時代的呼喚,也是時代的考題。

2009年,中廣核抓住核電技術(shù)“代際轉(zhuǎn)化”的戰(zhàn)略機(jī)遇,啟動了核電新型號的自主研發(fā),2012年基本完成型號方案設(shè)計,2013年華龍技術(shù)融合。2014年8月,“華龍一號”技術(shù)方案經(jīng)國家能源局、國家核安全局審查通過,獲得國家認(rèn)可,具備了開展安全審評、啟動示范工程建設(shè)的技術(shù)條件。2015年4月,國務(wù)院常務(wù)會議決定核準(zhǔn)建設(shè)“華龍一號”三代核電技術(shù)示范機(jī)組。

中廣核基于我國多年核電技術(shù)發(fā)展的歷史經(jīng)驗和技術(shù)積累,基于我國產(chǎn)業(yè)鏈能力和工業(yè)體系基礎(chǔ),以推進(jìn)高水平核電技術(shù)自立自強(qiáng)的責(zé)任感和使命感,胸懷“國之大者”,打造“國之重器”,扛起建設(shè)“國家名片”的千鈞重?fù)?dān)。

創(chuàng)新驅(qū)動,以戰(zhàn)略統(tǒng)籌促進(jìn)研發(fā)攻關(guān)

“華龍一號”目標(biāo)定位首先是擁有自主知識產(chǎn)權(quán),第二是達(dá)到國際三代百萬千瓦級核電技術(shù)水平,第三要實現(xiàn)核電“走出去”,這三個目標(biāo)即確定了“華龍一號”的技術(shù)定位。

基于自主知識產(chǎn)權(quán)的三代核電技術(shù)的定位,第一步,就要從頂層設(shè)計上實現(xiàn)自主化。研發(fā)設(shè)計團(tuán)隊開始進(jìn)行全面的正向設(shè)計,確定了總體技術(shù)特征、頂層技術(shù)要求和關(guān)鍵參數(shù)。對關(guān)鍵工藝和設(shè)備進(jìn)行充分的方案比選、論證和試驗臺架驗證,通過反復(fù)設(shè)計迭代實現(xiàn)了性能匹配。

研發(fā)團(tuán)隊創(chuàng)造性提出了“三個實體隔離安全系列”“能動與非能動相結(jié)合”的配置方案,可全方位滿足單一故障、實體隔離等核安全設(shè)計要求;新型的流量分配裝置及整體焊接堆內(nèi)構(gòu)件,確保了堆芯流量分配更均勻,能有效防止松脫件危害;在177堆芯設(shè)計方案、反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)和關(guān)鍵設(shè)備設(shè)計、DCS儀控系統(tǒng)設(shè)計、計算分析軟件等方面,全面掌握自主可控的核心技術(shù)?!叭A龍一號”研發(fā)設(shè)計期間,累計獲批及申報的國際、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)多達(dá)150余項,獲批或申請國內(nèi)外專利及軟件著作權(quán)440余項,樹立了中國標(biāo)準(zhǔn),成為名副其實的中國創(chuàng)造。

設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)在建設(shè)過程中被不斷試煉,PDMS三維設(shè)計、全廠仿真驗證、虛擬場景模擬技術(shù)等一系列先進(jìn)設(shè)計工具和方法的采用,為防城港核電站3號機(jī)組創(chuàng)造了冷試到熱試、熱試到裝料、裝料到并網(wǎng)均創(chuàng)國內(nèi)三代首堆機(jī)組最短工期記錄,實現(xiàn)了“零跳機(jī)、零跳堆、零小修、零重大設(shè)備損壞”的4個“零”的投產(chǎn)目標(biāo),證明了“華龍一號”完全滿足設(shè)計的性能指標(biāo)要求,實現(xiàn)了自主三代技術(shù)從“0”到“1”的歷史性跨越。

“走出去”,以技術(shù)底氣應(yīng)對國際挑戰(zhàn)

2022年1月19日,歷時60個月,“華龍一號”獲得英國監(jiān)管方簽發(fā)的證書,成為繼法國EPR、美國AP1000和日本ABWR之后全球第四個通過GDA審查的核電技術(shù),且是唯一一個沒有審查重大問題和審查重大遺留問題的堆型。中廣核工程有限公司總工程師毛慶心里明白,5年前他曾說“我們有信心通過GDA,推動中國自主三代核電技術(shù)挺進(jìn)英倫,邁向世界?!边@個承諾,實現(xiàn)了。

GDA被譽為全球最嚴(yán)苛技術(shù)審查,是對“華龍一號”技術(shù)方案的一次國際性深度技術(shù)檢驗。毛慶認(rèn)為,“好的核電設(shè)計,除了在方法論、邏輯等進(jìn)行創(chuàng)新,還需要把各專業(yè)的協(xié)同,甚至后端的采購、施工、運營、退役等環(huán)節(jié)綜合考慮進(jìn)來?!彼麕ьI(lǐng)項目團(tuán)隊對核電廠頂層設(shè)計要求、構(gòu)筑物、系統(tǒng)和部件功能等開展了自上而下、系統(tǒng)性、全流程的梳理和完善,開展多項技術(shù)攻關(guān)和創(chuàng)新,一些技術(shù)創(chuàng)新同步反饋首堆進(jìn)行了落實,進(jìn)一步提升了首堆的設(shè)計質(zhì)量和性能水平。

而在2020年10月,中廣核“華龍一號”已取得另一項國際認(rèn)證——EUR( 歐洲用戶標(biāo)準(zhǔn))認(rèn)證,也是全球首個通過EUR最新版E版認(rèn)證的核電技術(shù)。截至目前,中廣核“華龍一號”是唯一獲得國際原子能機(jī)構(gòu)安全審查、英國通用設(shè)計審查和歐洲用戶要求認(rèn)證的中國核電技術(shù)品牌,技術(shù)的先進(jìn)性、安全性、成熟性獲得了廣泛的國際認(rèn)可。

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▲英國通用設(shè)計審查(GDA)認(rèn)證

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▲歐洲用戶要求(EUR)認(rèn)證

改革突破,以產(chǎn)業(yè)協(xié)同助推全鏈升級

30年前大亞灣核電站的建設(shè),設(shè)備國產(chǎn)化方面,基本上是空白。

中廣核充分發(fā)揮對產(chǎn)業(yè)鏈的引領(lǐng)作用,加強(qiáng)統(tǒng)籌布局和頂層設(shè)計,通過型號研發(fā)和技術(shù)更新迭代,使整個核電裝備產(chǎn)業(yè)鏈的自主化水平實現(xiàn)質(zhì)的飛躍。在防城港核電站3號機(jī)組建設(shè)過程中,中廣核有意識地帶動上下游5400多家企業(yè),共同開發(fā)新技術(shù)、研制新裝備、持續(xù)突破關(guān)鍵設(shè)備核心技術(shù),全面實現(xiàn)核島主設(shè)備、核二三級泵、電氣設(shè)備、核級儀控系統(tǒng)等400多項關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化。我國核電裝備制造產(chǎn)業(yè)鏈自主可控水平進(jìn)一步提高,首堆項目國產(chǎn)化率達(dá)到87%,其中主設(shè)備制造國產(chǎn)化率達(dá)到100%。

此外,如安全殼分層高度優(yōu)化、BIM、擴(kuò)大自動焊、智慧安全監(jiān)控等100多項先進(jìn)建造工藝、工法或技術(shù),熱成像監(jiān)控技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)等在核島安裝上的發(fā)展與應(yīng)用,顯著提升了施工現(xiàn)場安全管理和施工效率,防城港核電站3號機(jī)組單月核島安裝完成量創(chuàng)歷史新高。

另一方面,聚焦產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級,中廣核把科研平臺建設(shè)作為推動產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要抓手。截至2023年,共建設(shè)9個國家級研發(fā)平臺,多個省部級、集團(tuán)級研發(fā)中心以及深圳龍崗實驗基地等一批科研平臺和設(shè)施。其中,核電安全技術(shù)與裝備全國重點實驗室在核電反應(yīng)安全與事故防控、裝備安全、人因安全與測控技術(shù)、放射性廢物安全等四大方向,實現(xiàn)了一大批關(guān)鍵核心技術(shù)的重大突破,形成了140余項標(biāo)志性成果。

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▲全國重點實驗室實景圖

匠心傳承,以有力保障培育卓越隊伍

開展自主創(chuàng)新,人才是基礎(chǔ),高端科技人才是關(guān)鍵。在加強(qiáng)科研資金保障的同時,營造有利于科技創(chuàng)新的人才機(jī)制、激勵機(jī)制和環(huán)境氛圍,培養(yǎng)、引進(jìn)、用好人才,為“華龍一號”型號持續(xù)創(chuàng)新積蓄力量。

“華龍一號”項目已經(jīng)形成管理、項目、技術(shù)三類人才發(fā)展體系,既可以相互融合、貫通,培養(yǎng)跨領(lǐng)域復(fù)合型人才,又能建設(shè)以專、精、尖為目標(biāo)的金字塔型技術(shù)人才。頂層聚攏了一批行業(yè)領(lǐng)軍人物、大國工匠、首席專家為主的拔尖人才,中層是一批專業(yè)專家、技術(shù)骨干構(gòu)成的技術(shù)隊伍,基層活躍著一大批成長快速的青年技術(shù)人才。中廣核堅持“培養(yǎng)、引進(jìn)、合作”多輪驅(qū)動策略,圍繞關(guān)鍵領(lǐng)域需求,加強(qiáng)人才自主培養(yǎng),實施三年人才滾動發(fā)展計劃、“人才青藍(lán)計劃”,強(qiáng)化科技人才梯隊建設(shè),同時與各高校加強(qiáng)合作,加大高層次人才引進(jìn)、合作力度,完善人才引進(jìn)配套政策,打造高端集聚、梯次接續(xù)、有用有備的科技領(lǐng)軍人才和后備人才庫。設(shè)計院92人次獲得外部及集團(tuán)人才榮譽稱號,9人獲得集團(tuán)首席專家稱號,22人作為集團(tuán)首席專家后備人才培養(yǎng)。

集團(tuán)首席專家王鑫、董占發(fā)等人,發(fā)揮技術(shù)引領(lǐng)作用,成立創(chuàng)新工作室,建立“傳幫帶”機(jī)制,強(qiáng)化高端科技人才培養(yǎng)。全國重點實驗室采用“多元化”和“年輕化”的人員使用機(jī)制,實行“固定崗位”和“流動崗位”相結(jié)合的人員管理方式,構(gòu)建“新人輩出,進(jìn)出有序”的人才管理新模式。

中廣核以習(xí)總書記講話精神為根本遵循,聚焦科創(chuàng)機(jī)制體制改革,優(yōu)化科研人員發(fā)展機(jī)制,鼓勵青年科技人才勇挑大梁,努力建設(shè)一支愛黨報國、敬業(yè)奉獻(xiàn)、具有突出技術(shù)創(chuàng)新能力、善于解決復(fù)雜工程問題的工程師隊伍。

從引進(jìn)國際技術(shù)到推動我國核電行業(yè)發(fā)展壯大,從成功研發(fā)自主三代技術(shù)“華龍一號”到實現(xiàn)核電“走出去”,中廣核始終保持敢闖敢拼、自我超越的精神,埋頭苦干、砥礪奮進(jìn)。隨著“華龍一號”示范工程項目防城港核電3號機(jī)組成功投產(chǎn),華龍一號技術(shù)成果在國內(nèi)形成批量化建設(shè)局面。展望未來,中廣核將在“華龍一號”批量化建設(shè)過程中持續(xù)改進(jìn)優(yōu)化,進(jìn)一步提升“華龍一號”品牌競爭力。 

(作者:宮愛成  鄭力  徐婭  單位:中廣核工程有限公司)


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