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讓“華龍一號”從概念變為現實——記中核集團“華龍一號”總設計師邢繼

原標題:讓“華龍一號”從概念變為現實——記中核集團“華龍一號”總設計師邢繼

“我們的初心和目標一直是做世界最先進的核電技術,通過自身努力實實在在取得核安全上的成功?!敝泻思瘓F“華龍一號”總設計師邢繼告訴記者,“實現百萬千瓦級大型先進壓水堆自主化一直是我國核工業人追求的目標,‘華龍一號’是三代核電人共同的心血,很幸運到我們這一代的時候把它變成了現實?!?/P>

“華龍一號”的成功研發,在中國核事業發展史上具有里程碑式的意義。目前,中國具有完全自主知識產權的三代核電“華龍一號”不僅在國內落地開工,而且為“一帶一路”倡議和我國核電強國建設提供有力的支撐。

作為卓越工程師的代表,邢繼不僅是“華龍一號”的總設計師,而且他先后主持完成嶺澳二期工程設計、CP1000等研發,為我國壓水堆核電技術創建自主品牌作出了突出貢獻;他提出“能動與非能動相結合”為核心的先進核安全理論,被國際原子能機構最新安全標準采納;他推動并參與制定了“數字核電”發展規劃,依托“華龍一號”示范工程開發的“數字核電站”也已具雛形,建立了數字電站交付的首個企業標準,實現數字華龍與實體華龍的同步交付。

邢繼帶領的“華龍一號”研發團隊曾獲中國質量獎、國防科技十大創新團隊和“五四青年獎章”等獎項。邢繼獲國防科技工業十大創新人物、CCTV年度十大科技創新人物、第七屆“全國優秀科技工作者”、“最美奮斗者”、第六屆“全國杰出專業技術人才”和國資委首屆央企楷模、全國創新爭先獎狀等榮譽稱號。

早在20世紀50年代初,中國迎頭趕上原子能時代,核工業時代由此拉開序幕。1964年10月16日第一顆原子彈在新疆羅布泊試爆成功,中國從此跨進有核武器國家行列,邢繼就出生在1964年,與“核”結緣。

14歲時邢繼喜歡畫畫,這個愛好保持至今。沒有計算機的年代,邢繼趴在設計圖板上一筆一筆地畫,畫完疊一層透明硫酸紙再描一遍,因為描得比專業描圖員還要工整,這讓他得了一個外號“邢描”。

20世紀70年代,石油漲價引發的能源危機促進了世界核電發展。1984年,浙江省海鹽縣的秦山核電站破土開工,成為中國大陸第一座自主設計、建造的核電站。1987年,從哈爾濱船舶工程學院核動力裝置專業畢業后,邢繼被分配到北京核二院(中國核電工程公司的前身)。

20世紀90年代初,投入運營的秦山核電站和大亞灣核電站年發電量加起來相當于1952年全國總發電量的3倍。大亞灣核電站采用了法國核電技術,單機容量98.4萬千瓦,相比之下,作為當時國內唯一正在運行且自主設計的秦山核電站,功率只有30萬千瓦。

1996年,國家提出核電發展方向不再是60萬千瓦級,而是100萬千瓦級。嶺澳二期在秦山二期的基礎上實現了中國首座“百萬”核電站的自主化,遺憾的是,它不具有完全自主知識產權,不能實現出口。

從1999年起,中核集團(以下簡稱“中核”)開始著手“二代改”核電機組研發,相繼研發出30萬千瓦、65萬千瓦和100萬千瓦級(CNP1000)二代改進型壓水堆核電技術,將國際上普遍采用的“155堆芯”擴充至“177堆芯”,這些技術都具有自主知識產權,可以實現出口。

“我們雖然兩條腿走路,引進、吸收、消化國際上先進的技術,但是真正核心的技術是買不來的。這一點,在引進AP1000這個技術的時候,我感受很深,自主研發的這條路必須堅定地走。不要想著有捷徑,可以拿著別人的東西就去做?!毙侠^說,“過去我們都是埋頭搞科研,能研究出來用上去就可以了,現在我們研究的是一個未來的核電產品,可能會承擔帶動國家走出去的責任,所以必須要有一個自主知識產權的體系?!?/P>

邢繼介紹,“華龍一號”的核心技術“177堆芯”“雙層安全殼”“能動與非能動相結合的安全設計理念”早在2011年前就有所部署。

2009年年初,在會議上,邢繼團隊提出CP1000雙層安全殼方案,相較于單層,雙層的經濟性與二代核電技術基本持平,安全性卻大大提高了。

2010年,團隊又提出了新思路“能動和非能動相結合”這一構想。

在研發階段,非能動系統需要在反應堆廠房里布置將近3000立方米的水,這幾乎成了不可能實現的難題。為了盡快解決問題,很長一段時間里團隊幾乎“連軸轉”,無數次的推算試驗后,2010年10月中旬終于確定了非能動系統在安全殼內部的布置方案。

國際上,百萬千瓦核電站反應堆普遍采用157組燃料組件,而“華龍一號”大膽采用了177組的燃料組件,相比國內在運核電機組,發電功率提高5%~10%,而且降低了線功率密度,為運行后的反應堆增設了一道安全屏障。

邢繼認為,能動和非能動相結合的安全設計思路,就是“華龍一號”的方向。經過一次次論證,一項項分析,邢繼團隊在2013年首次將確定論與概率論相結合的方法在“華龍一號”的設計中應用,為核電站設計安全性和經濟性找到了一個最佳平衡點。最終,“華龍一號”共獲得超過700余件專利和120余項軟件著作權。

“建成三代核電是根本,但要真正實現領跑還要形成華龍標準。標準是話語權,我們不僅要輸出自己的核電,還要按照我們自己的標準去建設,這樣才能不受制于人?!毙侠^介紹道。

“華龍一號”標準的制定工作,也正是由邢繼帶領的中核工程“華龍一號”研發團隊承擔的。這些標準大到規定“華龍一號”的額定輸出功率、單堆布置、0.3g的抗震等級、多重冗余的安全系統等等,小到反應堆的堆芯設計、計算機控制系統、具體管道尺寸材料等方方面面。

2020年11月10日,中核集團宣布,“華龍一號”已經形成完整的自主知識產權與型號標準體系,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”。

中核集團黨組書記、董事長余劍鋒介紹,“華龍一號”是我國的名片,蘊含著我國核工業自立自強的理想追求。中核集團正在加快“華龍一號”批量化建設和后續機型研發,著力推動自主三代核電“華龍一號”“走出去”,服務“一帶一路”倡議。據介紹,“華龍一號”海外首堆工程——巴基斯坦卡拉奇核電2號(K-2)機組完成100小時連續穩定運行驗收,各項性能指標達標,于2021年5月19日正式進入商業運行。這標志著中國自主三代核電“走出去”第一站順利建成,創造了國際最佳建設業績,中國核電實現從“跟跑”到“并跑”。(記者 袁于飛)

責任編輯:Rex_12

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