“華龍一號(hào)”， 中國(guó)“智造”的三代核電技術(shù)
——專訪“華龍一號(hào)”總設(shè)計(jì)師邢繼

“華龍一號(hào)”， 中國(guó)“智造”的三代核電技術(shù)
——專訪“華龍一號(hào)”總設(shè)計(jì)師邢繼

編者按：2015年6月15日，李克強(qiáng)總理在考察中國(guó)核電工程有限公司時(shí)指出，把“華龍一號(hào)”打造成世界一流核電品牌，“你們?yōu)槲覔窝?，我去?guó)際舞臺(tái)為你們揚(yáng)名”。在此前的5月7日，“華龍一號(hào)”首臺(tái)示范工程——福建福清核電5號(hào)機(jī)組正式開工，標(biāo)志著中國(guó)成為世界上具有三代核電技術(shù)和自主品牌的少數(shù)核電國(guó)家之一，我國(guó)已經(jīng)躋身世界先進(jìn)核電技術(shù)“第一陣營(yíng)”，全方位參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。為了揭開“華龍一號(hào)”的神秘面紗，我刊專訪了“華龍一號(hào)”總設(shè)計(jì)師邢繼。

邢繼 研究員級(jí)高工，我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三代核電“華龍一號(hào)”的總設(shè)計(jì)師。畢業(yè)于哈爾濱船舶工程學(xué)院核動(dòng)力裝置專業(yè)，現(xiàn)任中國(guó)核電工程有限公司副總經(jīng)理、總工程師。獲得2006年國(guó)務(wù)院“政府特殊津貼”；榮獲2014年推動(dòng)“北京創(chuàng)造”科技人物；入選“中央電視臺(tái)2015年度科技創(chuàng)新人物”候選人。

“華龍一號(hào)”的前世今生

《中國(guó)核電》：邢總，您好！作為“華龍一號(hào)”的總設(shè)計(jì)師，請(qǐng)為我們介紹一下它的研發(fā)歷程和技術(shù)特點(diǎn)。

邢繼：“華龍一號(hào)”，是我們中國(guó)人自己“智造”的，這個(gè)“智造”是指我們用自己的智慧制造出來的，是我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三代核電技術(shù)品牌，是我們中國(guó)人的驕傲。

“華龍一號(hào)”的研發(fā)歷程是艱辛的，是幾代核工業(yè)人堅(jiān)持不懈、共同努力的成果。大家都知道，今年是我國(guó)核工業(yè)創(chuàng)建六十周年，而我國(guó)的核電研發(fā)、建造，也早在30多年前就起步了。同樣，“華龍一號(hào)”核電技術(shù)的研發(fā)也持續(xù)了很長(zhǎng)一段時(shí)間，光是百萬千瓦級(jí)核電技術(shù)的研發(fā)就已經(jīng)有16年了，直到“華龍一號(hào)”今年在福清核電廠5號(hào)機(jī)組開工建設(shè)首臺(tái)示范工程，才可以說是真正的落地，我們才有一種過去沒有感受到的驕傲，因?yàn)檫@完全是靠我們自己研發(fā)出來的三代核電技術(shù)。

1999年以前，我們一直在為研發(fā)百萬千瓦級(jí)核電技術(shù)做準(zhǔn)備，經(jīng)歷了幾代科技人員不斷的努力，通過引進(jìn)、消化和吸收國(guó)際的先進(jìn)技術(shù)，不斷地確立目標(biāo)，否定目標(biāo)，又重新確定更高的目標(biāo)，最終達(dá)到了IAEA認(rèn)可的三代核電技術(shù)要求，由最初的核電技術(shù)方案逐漸演變成為現(xiàn)在的“華龍一號(hào)”核電技術(shù)。應(yīng)該說，“華龍一號(hào)”代表了當(dāng)前我國(guó)核電技術(shù)最高的發(fā)展水平，達(dá)到了和世界上最先進(jìn)的壓水堆核電技術(shù)同樣的水平。

核安全是核電的生命，研發(fā)我國(guó)自主的核電技術(shù)，最重要的就是如何提高安全性?！叭A龍一號(hào)”在技術(shù)上與其他的機(jī)型有很大的差異，比如采用了能動(dòng)和非能動(dòng)相結(jié)合的安全系統(tǒng)和堆芯采用177組先進(jìn)燃料組件等等?！澳軇?dòng)與非能動(dòng)相結(jié)合”，主要是為了實(shí)現(xiàn)在事故后應(yīng)對(duì)事故手段的多樣性，從而來避免因?yàn)楣材９收蠈?dǎo)致安全系統(tǒng)全部喪失，避免嚴(yán)重的事故后果。像這樣的一個(gè)設(shè)計(jì)，從理念上來說，大家能認(rèn)識(shí)到它的好處，但你要把理念變成一個(gè)實(shí)實(shí)在在的工程，變成一個(gè)方案，這就需要你具備一個(gè)很強(qiáng)的研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造能力。你看到聽到國(guó)外有這樣的一個(gè)好的辦法，但別人不會(huì)教你，不會(huì)把關(guān)鍵技術(shù)給你，不會(huì)告訴你怎么做。這就需要我們自己搞研發(fā)，通過自身的努力來實(shí)現(xiàn)一個(gè)個(gè)高目標(biāo)?？梢哉f，“華龍一號(hào)”核電技術(shù)的整個(gè)研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造過程，就是在這樣不斷摸索中前進(jìn)的，這也是核工業(yè)“四個(gè)一切”精神的最好體現(xiàn)。

《中國(guó)核電》：那為什么把這項(xiàng)三代核電技術(shù)定名為“華龍一號(hào)”，請(qǐng)您給解答一下。

邢繼：這個(gè)問題我也被問過很多次了，這個(gè)名字不是我起的，但是我可以給解釋一下，也完全是我自己的理解?！叭A龍一號(hào)”的“華”就是中華，“龍”就是中國(guó)的象征，是龍就是要騰飛的，寓意中國(guó)的核電要騰飛，要飛向世界，同時(shí)還是第一條龍，我相信以后還會(huì)有“華龍二號(hào)”“華龍三號(hào)”的出現(xiàn)，我國(guó)的核電一定會(huì)在世界的舞臺(tái)上騰飛。還要說明一點(diǎn)，“華龍一號(hào)”在國(guó)外叫“HPR1000”，H就是華龍的首字母，PR就是pressurized water reactor的縮寫，所以你們見到HPR1000也不要陌生，他就是咱們的“華龍一號(hào)”。

大家可能還會(huì)有疑問，中核集團(tuán)在搞“華龍一號(hào)”，中廣核集團(tuán)也在搞“華龍一號(hào)”，這兩個(gè)“華龍一號(hào)”有什么不同？我也可以給你們解釋一下。兩家“華龍一號(hào)”是同源的。我剛才反復(fù)地強(qiáng)調(diào)，中核集團(tuán)設(shè)計(jì)的一個(gè)特點(diǎn)就是基于能動(dòng)加非能動(dòng)的安全設(shè)計(jì)理念，形成了一套完整的設(shè)計(jì)方案，而中廣核集團(tuán)則借鑒法國(guó)EPR技術(shù)，采用增加冗余系統(tǒng)的方案，他們也應(yīng)用了一些非能動(dòng)技術(shù)。所以這樣看來，盡管設(shè)計(jì)方案有些差異，但從理論上來講，安全水平都符合三代核電技術(shù)要求。作為市場(chǎng)就有競(jìng)爭(zhēng)，而競(jìng)爭(zhēng)有利于技術(shù)的發(fā)展，所以兩家都以“華龍一號(hào)”命名，加強(qiáng)融合、共同發(fā)展，能夠使我國(guó)核電技術(shù)在國(guó)際舞臺(tái)上得到更加充分展示。

能動(dòng)與非能動(dòng)的設(shè)計(jì)理念，是先進(jìn)的

《中國(guó)核電》：您剛才介紹了“華龍一號(hào)”的主要特點(diǎn)就是能動(dòng)與非能動(dòng)相結(jié)合，那么是誰最先提出的這種設(shè)計(jì)理念，它的先進(jìn)之處又在哪里，請(qǐng)您具體談?wù)劇?/p>

邢繼：因?yàn)槲覅⑴c了“華龍一號(hào)”（前身是CP1000）最初的研發(fā)工作，所以對(duì)這段歷史比較清楚。仔細(xì)回憶了整個(gè)研發(fā)的歷程，我覺得“華龍一號(hào)”能動(dòng)和非能動(dòng)系統(tǒng)相結(jié)合的設(shè)計(jì)理念的形成是一個(gè)漸進(jìn)的過程，應(yīng)該是一個(gè)集體智慧的結(jié)晶。

早在研發(fā)CP1000的時(shí)候，我們只是設(shè)想在核電站的局部采用非能動(dòng)的安全系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)安全功能的多樣化。這樣的設(shè)計(jì)在國(guó)外先進(jìn)核電站上是已經(jīng)有應(yīng)用的了，比如AP1000采用非能動(dòng)系統(tǒng)，完全不靠電力驅(qū)動(dòng)。然后我們就想，如果我們也在安全系統(tǒng)中采用非能動(dòng)的手段，那理論上就可以應(yīng)對(duì)不同的事故。最初可能就是從引入一個(gè)非能動(dòng)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)安全功能的多樣化這一個(gè)角度來考慮的。后來，隨著我們研發(fā)工作的進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)把非能動(dòng)系統(tǒng)系列化，更能夠達(dá)到保障核電站安全的目的。圍繞整個(gè)核電站事故進(jìn)程來分析，“華龍一號(hào)” 都有非能動(dòng)的手段來預(yù)防事故發(fā)生或者緩解事故后果。例如，非能動(dòng)的二次側(cè)余熱導(dǎo)出防止全廠斷電后的堆芯熔化；非能動(dòng)的堆腔淹沒將熔融物滯留在壓力容器內(nèi)部；非能動(dòng)的安全殼冷卻實(shí)現(xiàn)嚴(yán)重事故后安全殼的降壓和冷卻。在超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故工況下，這些措施能夠保證反應(yīng)堆安全冷卻的非能動(dòng)系統(tǒng)形成了一整套非能動(dòng)的系列。而把能動(dòng)和非能動(dòng)結(jié)合起來，作為一種設(shè)計(jì)理念運(yùn)用到安全系統(tǒng)里是后來逐步提煉出來的。

說到核電站的安全設(shè)計(jì)理念，大家所共同遵循的是縱深防御原則，從堆芯對(duì)反應(yīng)性控制開始，就防止偏離正常情況而發(fā)生事故，然后是通過安全系統(tǒng)來應(yīng)對(duì)可能發(fā)生的各種事故，保證反應(yīng)堆安全，此外，再針對(duì)假設(shè)發(fā)生嚴(yán)重事故，甚至是堆芯得不到冷卻被熔化的最嚴(yán)重情況，必須有可靠措施能緩解事故的后果，我們要確保能將放射性物質(zhì)包容在安全屏障中，避免對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響。盡管已采取了多重防御措施，并且在每層防御上應(yīng)用了冗余與多樣化手段，還要考慮萬一放射性物質(zhì)擴(kuò)散到環(huán)境中，我們要采取相應(yīng)的廠外的應(yīng)急措施，保證公眾安全。這就是整個(gè)核電站設(shè)計(jì)所需要遵循的一層一層的縱深防御的設(shè)計(jì)理念。正是這樣的安全理念指導(dǎo)我們完成了“華龍一號(hào)”安全系統(tǒng)多樣化的設(shè)計(jì)。我們通過安全分析得到的結(jié)果是，采用能動(dòng)和非能動(dòng)結(jié)合的設(shè)計(jì)方案，可以將核電站堆芯熔毀及大量放射性釋放的概率大幅度降低。

從安全的角度來說，能動(dòng)系統(tǒng)都可能發(fā)生故障。比如說，安全系統(tǒng)是靠水泵形成強(qiáng)迫循環(huán)來冷卻堆芯的，一旦沒有電了，所有的水泵都停了。美國(guó)通過技術(shù)創(chuàng)新采用非能動(dòng)手段，靠自然循環(huán)作為驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行事故后冷卻，可以應(yīng)對(duì)失電情況。同時(shí)，這樣做大大減少了系統(tǒng)中的能動(dòng)設(shè)備，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)，核電站的造價(jià)就會(huì)降低，從而提高了經(jīng)濟(jì)性。但因?yàn)闆]有實(shí)際的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，所以業(yè)界對(duì)完全采用非能動(dòng)系統(tǒng)也是有一些疑慮的，反過來大家可能更容易接受能動(dòng)和非能動(dòng)相結(jié)合這種方式。因?yàn)槟軇?dòng)系統(tǒng)的設(shè)備可能會(huì)有損壞，但是只要考慮了冗余的手段，會(huì)出現(xiàn)什么樣的事故，是因?yàn)槭裁丛驅(qū)е碌?，這方面在運(yùn)行上由于有很多經(jīng)驗(yàn)，大家心里還是有底的。我們?cè)谶@個(gè)基礎(chǔ)上把非能動(dòng)引進(jìn)來，又打消了人們的另一個(gè)顧慮：能動(dòng)的系統(tǒng)失效了還有非能動(dòng)的系統(tǒng)可以保障安全。所以說能動(dòng)和非能動(dòng)系統(tǒng)相結(jié)合應(yīng)該是“華龍一號(hào)”最大的特點(diǎn)之一，能動(dòng)與非能動(dòng)系統(tǒng)相結(jié)合也是目前最先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念。（未完待續(xù)）

本刊記者 王 丹 白 佳

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