中國青年報:華龍一號有顆中國“心”

  

發布時間:2021-01-08 信息來源:默認部門

  “請注意,請注意,華龍一號全球首堆福清核電5號機組首次并網成功。”

  2020年11月27日0時41分,“華龍一號”首批高級操縱員之一、中核集團福清核電“華龍一號”全球首堆運行值長牛朋亮宣布了這個歷史性的消息。他的聲音通過廣播傳遍了中核集團“華龍一號”全球首堆所在地福清核電的現場,也傳向了全世界。

  那一刻,主控室里的人們才將激動的心情化作掌聲,沒有排山倒海的歡呼,因為那可能會掩蓋設備發出的提示音。很快,這里再次回歸安靜。

  事實上,在團隊執行并網任務到宣布成為之間的幾分鐘,是最關鍵的幾分鐘。主控室里也是一片寂靜的,牛朋亮和同事們逐一細致地檢查著各種儀器信號,判斷機器是否運行正常。

  這某種程度上是牛朋亮10多年來工作的縮影。一絲不茍,不容有失,類似的詞語都適用于他的日常工作。尤其是在“華龍一號”全球首堆示范工程中更是如此:“華龍一號”是“三新”工程——新技術、新設備、新材料,更是中國自主知識產權的第三代壓水堆核電站技術。

  漫漫自主路

  “華龍一號”總設計師邢繼曾經講過一個故事。由于我國過去一直通過引進消化和自主研發兩條腿發展核電,當時在引進先進核電技術時,邢繼和對方核電項目經理談如何盡快讓我國的設計人員掌握技術,對方說:“讓你們的設計人員放下手中的筆,打開復印機就行了。”

  想要握緊這支“筆”,實現“自主”之路,顯得漫長而艱難。

  歷史從未遠去。“蘇聯單方面撕毀中蘇國防新技術協定,揚言沒有援助,中國20年也休想造出原子彈。我們一定要造出自己的‘爭氣彈’。”原國家二機部部長、中國核工業的開拓者之一劉杰曾說。

  1967年6月,第一顆氫彈試驗成功;1970年12月,第一艘核潛艇順利下水。第一代核工業人以自力更生之姿態,使得在西方封鎖下的新中國,接連研制成功原子彈、氫彈和核潛艇。

  上世紀70年代,中國核工業重點轉為為國民經濟建設服務。1983年6月,秦山核電站從設想走向現實。1991年12月,我國自行設計建造的秦山30萬千瓦核電站并網成功,實現了中國內地核電零的突破。

  上世紀90年代,引進國外技術建成的中國內地第二座核電站大亞灣核電站于1994年投入商業運行,單機容量98.4萬千瓦。次年,秦山核電二期工程自行設計建造4臺60萬千瓦的壓水堆核電機組,2002年陸續投入商業運行。

  2008年,秦山核電站擴建工程方家山核電站動工,建造兩臺百萬千瓦級的國產化壓水堆機組。2014年、2015年,1、2號機組相繼并網發電。

  從30萬千瓦到60萬千瓦,再到百萬千瓦,中國核工業人在自主創新之路上扎實地行動、傳承。而這一切,成就了“華龍一號”。

  中國核電工程有限公司顧問劉巍說:“華龍的研發設計其實不是最近幾年才有的事情,而是基于中國核工業三四十年科研、設計、制造、建設和運行經驗研發設計而成,從1983年秦山核電站30萬千瓦自主化時,就不斷在深化和探索核電自主化的道路,一直到現在的百萬千瓦級核電技術。”

  “華龍一號”的故事還在書寫著。它的出現,帶動上下游產業鏈5000多家企業,共同突破了411臺核心裝備的國產化,實現了由“中國制造”向“中國創造”的跨越。目前,“華龍一號”的國產核心設備在海內外首堆安裝、調試均處于良好狀態。

  國產化進程中,這顆中國“心”的攻關最艱難

  所有設備國產化進程中,最艱難的就是“華龍一號”主泵的國產化。

  主泵是反應堆中循環系統的動力源,被喻為核電站“心臟”。它的結構精密,系統復雜,制造難度極大。據介紹,2008年之前,國內已建成核電站的主泵均是從國外進口。當時,國內沒有一家單位能夠獨立設計、制造主泵,百萬千瓦級主泵全國產化更是天方夜譚。

  劉巍介紹,泵的國產化是一個非常困難的過程,國內參與單位在主泵設計、原材料、制造、試驗、產能、項目管理等多方面存在嚴重不足。國內參與主泵項目各單位沒有百萬級主泵設計經驗,多個國內主泵供方的原材料多次報廢,主泵試驗臺的建設也是一拖再拖并且問題重重,項目管理經驗更是欠缺,主泵怎么管,管什么都不是很清楚。

  為此,公司建立了從基層項目管理人員到公司領導乃至中核集團領導的協調機制,成立了主泵國產化專項組,針對主泵國內重要供方實施蹲點策略,安排項目人員現場指導和推動廠家主泵國產化進展,幫助廠家建立了一整套主泵項目管理、質保體系。

  國內外專家的支持加上中核資金的優先保障,主泵國產化終于迎來曙光。

  全流量試驗是驗證主泵設計的關鍵,主泵需完成15大項30余小項性能考核試驗,涉及常規運行工況試驗以及斷水、全廠斷電等破壞性工況試驗。2009年,哈爾濱電氣動力裝備有限公司(以下簡稱“哈電動裝”)開展全流量試驗臺架啟動方案設計,并最終完成了百萬千瓦堆型主泵全流量試驗。

  劉巍說,我們將主泵項目作為國產化的“試金石”,2008年之后的10年間,主泵國產化進程不斷推進。從福清1、2號到福清3、4號,再到目前執行的三代核電華龍一號福清5、6號機組,主泵的國產化是一步一個腳印,實現了最開始對主泵的不了解,到主泵部件國產化范圍逐漸增大,主泵國內設計能力逐步提升。

  這顆中國“心”的國產化路徑非常清晰:在福清1、2號項目中實現了泵殼和電機的設計制造、主泵泵體少量部件的國產化。到了福清3、4號機組,泵體國產化范圍進一步擴大,而且還包含了部分關鍵部件。特別是在三代核電華龍一號技術要求大幅提升的情況下,國產主泵泵殼壽命也提升至60年,主泵泵體部件基本上全部國產化。

  安全,安全,還是安全

  日本福島核電站事故的陰霾對于華龍人來說,是壓力,也是動力。

  2011年,被業界人士稱為“國四條”的文件暫停了國內所有核電項目建設。邢繼曾說:“國四條中,對我們影響最大的,就是新建核電項目必須滿足國家最高核電標準。”

  他介紹,華龍一號的設計目標是對當時現有技術作出革命性改進,吸收福島事故經驗反饋,加入非能動系統,沖擊國際最高安全標準。“這對整個團隊來說,是很大激勵,讓團隊很快擺脫福島帶來的陰霾,全力以赴投入新型號的研發,這是我們第一次建設中國自主先進核電平臺。”

  為了實現“核安全高于一切”的諾言,超級工程有著超級防護。在第五屆“中國制造日”全國主會場上,中核集團中國核電工程有限公司副總工程師施紅這樣介紹它的安全手段:華龍特有的“能動+非能動系統”實現了多重的安全保障,并滿足事故后72小時不干預原則;雙層安全殼,可以抵御商用大飛機的撞擊;電站設計壽期從40年提高到60年,堆芯換料期從通常的12個月延長到18個月,大大提高了電廠可用率;抗震能力提高50%,等等。

  2020年12月26日,第五屆“中國制造日”全國主會場活動上,中核集團中國核電工程有限公司副總工程師施紅作主旨演講。中青報·中青網記者 陳劍/攝

  施紅說:“多重安全手段結合在一起,極大地提高了核電站運行的安全性和事故預防的可靠性,在安全性、經濟性和性能指標上達到或超過了國際三代核電用戶需求,完全滿足我國和國際原子能機構IAEA提出的核電最高安全標準。”

  并網發電后,到了日常運行環節,這份可靠性中還有一個重要環節:人。

  包括牛朋亮在內的所有運行人,必須24小時對這個龐然大物保持警覺。

  福清核電5、6號機組,光設備就有5萬多臺套,主要的管道有400多公里,電纜有6000多公里。每一處細節都不能有問題。比如,在核電站所有的核級設備里,閥門是數量最多的。“華龍一號”采購的閥門就多達1.8萬個。

  這些閥門與大型主設備相比,看起來不起眼。但是,對實現核電站復雜的系統功能起到關鍵性控制作用。

  巡檢,是每個操縱員當班時第一要做的任務。操縱員和同事需要繃緊精神,將幾萬個設備、尤其是關鍵設備的細微末節有無異常查看清楚,以最快的速度巡查完一圈關鍵設備需要兩個多小時。就連一個微不足道的小閥門,如果沒有按規定開關,就可能導致主設備的運行異常。

  為了防止人為因素失誤,核電廠的工作通常至少安排兩個人一起,以保證一旦有一個人發生疏漏,另一個人能查漏補缺。

  2009年,牛朋亮從華中科技大學畢業,來到福清核電站工作。這位85后想盡早投身工作,沒想到來到核電站后,更要加強讀書學習,而且考試也是家常便飯。

  在核電領域,操縱員素來有“黃金人”之稱,這是因為培養一個操縱員所需的費用相當于與其體重同等重量黃金的價值。牛朋亮介紹,他們從入職到成為操縱員,要過五關斬六將:七大現場崗位培訓、一個月的中級運行培訓、一個月的高級運行培訓、一周的技術規格書培訓、三個月的模擬機培訓,再經過現場考試、模擬機考試、理論筆試、口試,且所有培訓和考試必須通過后,才能取得參加操縱員的資格。而這之后,想成為高級操縱員仍要經過嚴格的考試。想執掌“華龍一號”全球首堆還要有專門的資格授權。

  而日常工作中,“小考”更是隨時隨地。國內外哪個廠有什么經驗反饋,都是他們考試的范圍。這類核電站班組內自己的考試,也沒人敢馬虎對待。

  而值長是當班期間有著“最高話語權”的人,在當班期間也被稱為核電廠8小時的“廠長”,承擔的責任更重。

  直到現在,牛朋亮還會在交接完工作的一瞬間覺得如釋重負。而就在交班前的8小時里,哪怕是夜里,他都還打足十二萬分精神盯著核電站運行的方方面面。

  整個華龍團隊,除了操縱員,還有成千上萬的設計者、建造者、制造者、安裝者、調試者、運行者以及各行各業的參與者。

  邢繼曾透露,華龍團隊1000多人,現在35歲以下年輕人占了一半多,是個非常年輕的團隊。年輕,卻能圓滿完成“華龍一號”的使命,讓牛朋亮感到特別不容易,也特別自豪。

  一個小小的對比或許可以解釋“華龍一號”成績的來由。AP1000(西屋電氣公司依照非能動核安全概念而設計和銷售的第三代反應堆核電站方案——記者注)處理一個設計變更的時間都是一個月到幾個月,更長的要到一年以上。而“華龍一號”一個變更的平均時間是1.5天,長的變更原則上也不超過一個月。

  “華龍一號”創下全球第三代核電首堆建設最佳業績的背后,是團隊的日夜付出和辛勤汗水,也驗證著從上世紀80年代初期到現在一代代培養出的人才隊伍終見了成效。

  猶記得我國核電起步之初的篳路藍縷,當中國首次嘗試引進國外技術建造一座百萬千瓦級大型商業核電站時,甚至“連地板磚、電話線、水泥都需要進口”;30多年后,“華龍一號”以“設備國產化率超過85%”的數據,訴說著中國核電事業堅持自主創新之路,走過從開辟“國之光榮”到鑄就“國之重器”的創業歷程,成為“中國制造”走向世界的又一張“國家名片”。

  2020年,恰逢中國核工業創建65周年。千千萬萬的華龍人終于用國人自己的“筆”,寫下了最珍貴的“工作總結”。(中國青年報 胡寧)

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