迎接核電發(fā)展的春天促進(jìn)我國可持續(xù)發(fā)展

牛新志

中國核能事業(yè)從無到有、達(dá)到世界先進(jìn)水平，凝聚著我國核電專家們的大量心血，享受國務(wù)院特殊津貼的中國工程院院士葉奇蓁正是這些專家之一。他參與過許多技術(shù)路線、堆型選擇、主要技術(shù)指標(biāo)的確定工作，主持過大量可行性研究及總體設(shè)計(jì)，組織并實(shí)施過很多自主設(shè)計(jì)及其重大技術(shù)方案的審定。這位國家“能源智囊團(tuán)”的主要成員為我國的核電事業(yè)做出了突出的貢獻(xiàn)。

與核電的不解之緣

1950年2月6日中午，14架巨型轟炸機(jī)從臺灣飛來，在上海市區(qū)投下了67枚炸彈，敵機(jī)的轟炸目標(biāo)很明確，就是針對上海楊樹浦發(fā)電廠等重要設(shè)施，通過大上海的停電停水，達(dá)到“黑上?！薄ⅰ俺羯虾！钡哪康?。當(dāng)年，正在上海同濟(jì)附中讀高三的葉奇蓁親身經(jīng)歷了轟動世界的上?！岸ち贝筠Z炸這一巨大災(zāi)難，并在老師的組織下參觀了遭轟炸的楊樹浦發(fā)電廠?！皬哪菚r(shí)起，我明白了電力對國家的重要性?！边@一年，他報(bào)考了上海交通大學(xué)電力工程發(fā)電專業(yè)。

1955年7月，21歲的葉奇蓁從上海交通大學(xué)畢業(yè)。次年，品學(xué)兼優(yōu)的他被組織上選派去蘇聯(lián)莫斯科動力學(xué)院攻讀研究生學(xué)位。在那里，他像海綿一樣汲取著電力知識，矢志回國后學(xué)以致用報(bào)效祖國。

1960年，他獲得電力系統(tǒng)專業(yè)副博士學(xué)位。此時(shí)，中蘇關(guān)系開始緊張，他一答辯完論文就啟程回國參加祖國的建設(shè)。

學(xué)成歸國，葉奇蓁在核工業(yè)第二研究設(shè)計(jì)院開始了他和中國核工業(yè)的不解之緣。當(dāng)時(shí)，學(xué)電力系統(tǒng)專業(yè)的葉奇蓁沒想過會去搞核能。盡管從電力控制到核能控制，基礎(chǔ)的東西有相同之處，但畢竟是一個(gè)全新領(lǐng)域。面對蘇聯(lián)專家撤走后留下的一個(gè)個(gè)棘手的問題，葉奇蓁與我國第一代核工業(yè)人一道，艱苦奮斗，自力更生，迎難而上。

上世紀(jì)70年代，葉奇蓁擔(dān)任生產(chǎn)發(fā)電兩用堆設(shè)計(jì)總工程師，主持制定了工程總體方案、洞體內(nèi)主廠房布置方案、低參數(shù)汽輪機(jī)方案及技術(shù)規(guī)范、兩用堆控制及保護(hù)方案、洞體內(nèi)防原子彈沖擊波襲擊等方案。

1982年12月30日，在第五屆全國人大第五次會議上，中國政府向全世界鄭重宣布了建設(shè)秦山核電站的決定，1991年12月15日首次并網(wǎng)發(fā)電，從此中國拉開了核電建設(shè)的序幕。秦山核電站的建成發(fā)電，結(jié)束了中國內(nèi)地?zé)o核電的歷史，標(biāo)志著“中國核電從這里起步”，被譽(yù)為“國之光榮”。

1986年1月，國務(wù)院常務(wù)會議決定在原址上建設(shè)秦山核電二期工程。1995年12月，國家計(jì)劃委員會正式批準(zhǔn)開工。葉奇蓁受命為核電秦山聯(lián)營公司（秦山核電二期工程的建設(shè)單位）副總經(jīng)理，后任工程總設(shè)計(jì)師，全面負(fù)責(zé)工程建設(shè)的技術(shù)工作。國務(wù)院給秦山核電二期工程確定的建設(shè)方針是“以我為主，中外合作”，畢生從事技術(shù)工作的葉奇蓁，深知這8個(gè)字沉甸甸的分量。

作為秦山二核總設(shè)計(jì)師的葉奇蓁，有著深厚的專業(yè)技術(shù)知識，并善于聽取、協(xié)調(diào)各方面的意見，從而確保了決策更加科學(xué)合理。生活中的葉奇蓁，總是笑瞇瞇的，平易近人，和藹可親，有著特別的親和力。然而，他對工作要求十分嚴(yán)格，一是一，二是二，十分認(rèn)真，容不下半點(diǎn)馬虎或草率，處理協(xié)調(diào)了大量接口技術(shù)問題和施工中的重大技術(shù)問題，為秦山二期1號機(jī)組提前投產(chǎn)和2號機(jī)組建設(shè)作出了卓越貢獻(xiàn)。

面對中國核電取得的巨大成就，葉奇蓁十分高興。秦山二期核電站的成功建設(shè)，鍛煉和培養(yǎng)了一批優(yōu)秀的技術(shù)和管理人才，實(shí)現(xiàn)了出產(chǎn)品、出經(jīng)驗(yàn)、出人才的總體要求。秦山二期核電站的建設(shè)與投入商業(yè)運(yùn)行，使中國實(shí)現(xiàn)了由自主建設(shè)小型原型堆核電站到自主建設(shè)大型商用核電站的重大跨越，成為我國核電發(fā)展的又一座里程碑，對促進(jìn)中國核電國產(chǎn)化發(fā)展，進(jìn)而拉動國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮了重要作用。

由于在核反應(yīng)堆及核電工程等方面取得的卓越成績，1988年起，葉奇蓁先后在國家核安全局專家委員會、國防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會、國家能源局專家咨詢委員會、中國國際工程咨詢公司學(xué)術(shù)委員會兼任委員、高級顧問，并擔(dān)任中國核學(xué)會、核動力分會常務(wù)理事、理事長，以及核能行業(yè)協(xié)會專家委主任等職，現(xiàn)擔(dān)任中國核工業(yè)集團(tuán)公司科技委副主任。1990年被授予享受國務(wù)院特殊津貼的有突出貢獻(xiàn)的專家，2003年當(dāng)選為中國工程院能源與礦業(yè)工程學(xué)部院士，2004年獲國家科技進(jìn)步一等獎。

秦山第二核電廠創(chuàng)新性成就

座落于浙江省海鹽縣城武原鎮(zhèn)東8公里的秦山鎮(zhèn)杭州灣畔的秦山核電站，瀕臨東海杭州灣，并且鄰近上海、杭州等特大城市，背靠秦山，風(fēng)景如畫、水源充沛、交通便利，又靠近華東電網(wǎng)樞紐，是建設(shè)核電站的理想之地。秦山二期工程兩臺60萬千瓦級核電機(jī)組是我國九五期間建設(shè)的唯一按照國際標(biāo)準(zhǔn)自主設(shè)計(jì)、自主建設(shè)、自主調(diào)試運(yùn)行、自主管理的核電廠。

核電站是高技術(shù)集成項(xiàng)目，自主發(fā)展核電是一個(gè)國家綜合實(shí)力的體現(xiàn)。葉奇蓁說：“盡管有國外百萬千瓦核電站設(shè)計(jì)作參考，也有秦山一期30萬千瓦核電站的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，秦山二期60萬千瓦核電站與之相比，設(shè)計(jì)上仍然存在很大差異，涉及反應(yīng)堆堆芯、主回路系統(tǒng)、廠房布置及相關(guān)輔助系統(tǒng)的改變，許多參數(shù)需要經(jīng)過專門試驗(yàn)或計(jì)算得到。”為了掌握核心技術(shù)，設(shè)計(jì)出符合國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)和具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核電站，他們與核工業(yè)二院、中國核動力研究設(shè)計(jì)院等單位的科研人員通力合作，克服重重困難，引進(jìn)了上百個(gè)設(shè)計(jì)分析軟件，收集了全套參考電站的圖紙資料，并先后進(jìn)行了包括堆芯設(shè)計(jì)、安全殼內(nèi)布置、影響壓力容器壽命的堆內(nèi)構(gòu)件與壓力容器間水層厚度選擇、堆內(nèi)構(gòu)件流致振動分析、試驗(yàn)和堆上實(shí)測等300多項(xiàng)涉及核心技術(shù)的創(chuàng)新和改進(jìn)，使反應(yīng)堆本體安全性能、安全系統(tǒng)可靠性和冗余度、防范和緩解嚴(yán)重事故能力等得到優(yōu)化，并使自主設(shè)計(jì)率達(dá)到90%。

正是我國科技工作者對一座核電站如同“庖丁解?！笔降姆磸?fù)磨合、反復(fù)實(shí)踐，才使中國核電的自主化能力得到大幅度的提升，帶給人們一個(gè)個(gè)驚喜。1號機(jī)組反應(yīng)堆廠房安全殼穹頂采用了整體吊裝新技術(shù)，這是中外核電建設(shè)史上首次大膽之舉。當(dāng)重達(dá)173噸的龐然大物穩(wěn)穩(wěn)地蓋住反應(yīng)堆廠房時(shí)，它成功搶回了2個(gè)月的工期。2002年4月15日，秦山二期核電工程1號機(jī)組提前47天投入商業(yè)運(yùn)行，創(chuàng)造了我國核電建設(shè)史上又一個(gè)奇跡。昔日的一片荒灘上創(chuàng)建、營運(yùn)并管理著一個(gè)現(xiàn)代化的商用核電站。

秦山二期核電工程項(xiàng)目主要創(chuàng)新成就有：

1.首次按照當(dāng)時(shí)國際上先進(jìn)的核電站建造標(biāo)準(zhǔn)，通過研究開發(fā)，科研攻關(guān)，自行設(shè)計(jì)和建造，調(diào)試和運(yùn)行商業(yè)化核電站，并一次性獲得成功。

2.在整體設(shè)計(jì)上，集成了國際核電相關(guān)的先進(jìn)技術(shù)，優(yōu)化了系統(tǒng)和設(shè)備的技術(shù)性能和指標(biāo)，進(jìn)行了多項(xiàng)創(chuàng)新與改進(jìn)。如：平均線功率密度低，堆芯熱工安全裕量大于15%，符合國際上降低比功率的發(fā)展趨向；直接在壓力容器上增加安注點(diǎn)，在失水事故時(shí)縮短堆芯淹沒和再淹沒時(shí)間，并在主蒸汽管道斷裂事故時(shí)使堆芯迅速進(jìn)入次臨界；穩(wěn)壓器的比容積大，提高系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性；增加波動管布置斜度，改善波動管的疲勞。采用堆芯與壓力容器之間環(huán)腔大水隙結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，大大降低快中子輻照對壓力容器的損傷；對應(yīng)于活性段的壓力容器筒體沒有環(huán)焊縫，大大提高壓力容器的壽命。棒控系統(tǒng)采用一個(gè)棒電源帶一組控制棒，使棒控系統(tǒng)更可靠并便于維護(hù)；反應(yīng)堆保護(hù)裝置采用大規(guī)模集成電路器件等組合技術(shù)制造，提高了保護(hù)裝置的可靠性并有利于維護(hù)。

3.首次科學(xué)地處理不同國際標(biāo)準(zhǔn)的接口，在工程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系統(tǒng)一的前提下，在主設(shè)備上研制或選取了技術(shù)性能優(yōu)越的設(shè)備，科學(xué)合理地處理了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的相容性和接口的一致性，使核電站的綜合技術(shù)水平優(yōu)于國際同類核電站的水平。

4.核電站出力比原定指標(biāo)高10% ，穩(wěn)定運(yùn)行在65萬千瓦，最高達(dá)到67萬千瓦，是同類二環(huán)路壓水堆核電站中最大的，核電站的熱效率亦是同類核電站中比較高的，且比投資是世界各國商用核電站中最低的，比同期引進(jìn)的核電站低20%，具有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。該項(xiàng)目表明我國已具備600MWe核電機(jī)組的自主設(shè)計(jì)、自主建設(shè)、設(shè)備制造國產(chǎn)化、自主調(diào)試運(yùn)行、自主管理的能力。該項(xiàng)目所創(chuàng)造的技術(shù)資料、設(shè)計(jì)文件和圖紙、軟件、制造技術(shù)、施工技術(shù)和程序、調(diào)試技術(shù)和程序，以及質(zhì)量保證程序等可用于新的600MWe核電機(jī)組的建設(shè)，并可用于百萬千瓦級核電機(jī)組的開發(fā)和建設(shè)，對我國核工業(yè)的發(fā)展有重要意義。

為節(jié)能環(huán)保、建設(shè)核電強(qiáng)國做出新貢獻(xiàn)

當(dāng)年風(fēng)華正茂的葉奇蓁，如今已兩鬢斑白，他是國家“能源智囊團(tuán)”的主要成員。2007年12月6日，國家能源領(lǐng)導(dǎo)小組國家能源專家咨詢委員會成立，主要圍繞國家能源發(fā)展戰(zhàn)略和規(guī)劃、重大能源政策以及能源領(lǐng)域的重大問題開展研究，提出政策建議，為國家能源決策提供服務(wù)。

能源是一個(gè)國家發(fā)展的決定性因素，具有重要的戰(zhàn)略地位。目前，在國內(nèi)電力生產(chǎn)構(gòu)成中，主要有“火電”、“水電”以及“核電”三大類，其中火電一直雄居主導(dǎo)地位，占全國總機(jī)組比例高達(dá)70%?；痣姷脑牧鲜敲禾浚@對中國社會可持續(xù)發(fā)展帶來嚴(yán)重的隱患。燃煤電廠對環(huán)境的影響，以及對溫室氣體減排的要求，制約了火電的發(fā)展，自然就給了水電和核電以新的發(fā)展空間。

李克強(qiáng)總理在《政府工作報(bào)告》中表示，要推動能源生產(chǎn)和消費(fèi)方式的變革，開工一批水電、核電項(xiàng)目。葉奇蓁院士指出， 核電是經(jīng)濟(jì)高效的清潔能源，現(xiàn)在要解決環(huán)境問題，尤其是解決空氣污染問題，發(fā)展核電很重要。

“在我國現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)中，核電僅占2%，而世界平均水平是15%～18%；在霧霾肆虐全國的大背景下，如果未來中國核電占到能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的10%左右，將對大氣污染的治理作出重大貢獻(xiàn)。”在中國科協(xié)舉辦的第39期“科學(xué)家與媒體面對面”活動現(xiàn)場，葉奇蓁院士稱“中國核電有相當(dāng)大的提升空間，將迎來發(fā)展的春天”。專家們用數(shù)據(jù)和事實(shí)，充分表達(dá)了對核電未來的信心。

在葉奇蓁眼里，在核電自主創(chuàng)新的道路上耽誤不得，希望民族核電自主創(chuàng)新的種子能夠在中國生根發(fā)芽，結(jié)出豐碩的果實(shí)。2013年4月通過技術(shù)改進(jìn)和創(chuàng)新，中核集團(tuán)開發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的百萬千瓦級壓水堆核電機(jī)組ACP1000（初步設(shè)計(jì)經(jīng)核能行業(yè)協(xié)會組織的專家評審會審評通過）。并出口巴基斯坦兩臺百萬千瓦級核電機(jī)組。2014年8月在此基礎(chǔ)上中核集團(tuán)與中廣核集團(tuán)合作形成了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的“華龍一號”（經(jīng)國家能源局與國家核安全局聯(lián)合組織的專家評審會審評通過）。華龍一號具有三代核電的先進(jìn)指標(biāo)，吸取了日本福島核電事故的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，遵循更高的安全標(biāo)準(zhǔn)；華龍一號采用雙層安全殼結(jié)構(gòu)，實(shí)施更好的放射性物質(zhì)包容；采用能動加非能動的安全系統(tǒng)，更有效地提高核電站的安全性； 華龍一號具備完善的嚴(yán)重事故預(yù)防和緩解措施， 并按0.3g進(jìn)行抗地震設(shè)計(jì)，具有相當(dāng)高的抗地震水平。

“核電是一種不排放二氧化硫、二氧化碳等污染物的清潔能源，基本上是零排放。與火電相比，核電工業(yè)耗能低，而且環(huán)保?！比~奇蓁介紹，同樣的百萬千瓦機(jī)組，火電一天需要一萬噸煤，差不多要裝一整列火車，而核電1年只需要30組燃料組件，約20噸左右，用1節(jié)火車車廂就夠裝了。

中國是一個(gè)人均占有資源相當(dāng)匱乏的國家，核電站只需消耗很少的核燃料，就可以產(chǎn)生大量的清潔電能，而且對于中國來說提高電網(wǎng)的抗災(zāi)害能力，建設(shè)緊急情況下不依賴燃料運(yùn)輸?shù)闹坞娬?，核電站都顯得尤為必要。葉奇蓁說：“隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，核電將是解決能源問題的重要途徑?！彼麖?qiáng)調(diào)，中國建設(shè)內(nèi)陸核電勢在必行。內(nèi)陸的中西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)、電網(wǎng)容量都有了很大發(fā)展，有些省份同樣缺乏煤炭和水力資源，因此，就需要核電建設(shè)來緩解缺電的矛盾。過去幾十年只在沿海地區(qū)發(fā)展核電的格局已被打破，中國核電建設(shè)正向內(nèi)陸地區(qū)邁進(jìn)。隨著國家發(fā)展核電由“適度發(fā)展”轉(zhuǎn)變?yōu)椤胺e極推進(jìn)”，再到現(xiàn)在的“大力推進(jìn)”核電建設(shè)，觀念上的重大轉(zhuǎn)變將幫助中國迎來核電發(fā)展的春天。

國家能源局在2014年能源工作指導(dǎo)意見中提出：要適時(shí)啟動核電重點(diǎn)項(xiàng)目審批，穩(wěn)步推進(jìn)沿海地區(qū)核電建設(shè)，做好內(nèi)陸地區(qū)核電廠址保護(hù)。

2014年9月11日，國家發(fā)改委副主任解振華在達(dá)沃斯會議期間表示，中國一定要發(fā)展核能，且要確保安全，這是降低化石能源占比的措施之一。中國擬在2020年核電裝機(jī)容量擴(kuò)大至7000萬千瓦，相關(guān)規(guī)劃正待國務(wù)院批復(fù)。核能成為中國能源優(yōu)化發(fā)展的發(fā)展方向。如果這一規(guī)劃得以實(shí)現(xiàn)，中國核電裝機(jī)容量將位居世界第二。我們不但要做核電大國，更要做核電強(qiáng)國。

從繁華都市到西北邊陲，從戈壁荒灘到群山峻嶺，在我國核工業(yè)生產(chǎn)、建設(shè)的第一線，留下了葉奇蓁匆匆的足跡。風(fēng)風(fēng)雨雨幾十載，葉奇蓁把智慧和才華都獻(xiàn)給了他摯愛的核工業(yè)和核電國產(chǎn)化事業(yè)，實(shí)現(xiàn)著矢志不渝的“知識報(bào)國”的心愿。為了核工業(yè)的建設(shè)與核電的發(fā)展，葉奇蓁以事業(yè)為家，很少有時(shí)間與自己的家人團(tuán)聚，他最愧疚的是對孩子的早年成長過問得太少，一輩子大多數(shù)時(shí)間都在跟圖紙、文件、數(shù)據(jù)和工程打交道。

一座座核電站紛紛建設(shè)并投入使用，以葉奇蓁為代表的中國核電人堅(jiān)持發(fā)展民族核電產(chǎn)業(yè)，付出了自己的智慧與汗水，他們的雄心和魄力、他們的使命感、 他們的探索，將永遠(yuǎn)成為鼓舞人們的力量。