小燕子編輯:中國核電,被稱為中國工業(yè)三大名片之一(另兩大是高鐵和航天)。浙江海鹽,秦山腳下,有一座我國自行設計、建造的核電站,被譽為“國之光榮”——秦山核電站。1985年3月20日秦山核電站開工建設,1991年12月15日零時14分,成功并網(wǎng)發(fā)電,成為繼核武器、核潛艇研制成功后,我國核工業(yè)的又一次歷史性突破,是大陸核電“零的突破”,使我國成為繼美國、蘇聯(lián)、英國、法國、加拿大和瑞典之后第七個能夠自主設計建造和運行核電站的國家。在外界,也有“一個秦山半個三峽”的說法。中國核電從秦山起步,從30萬千瓦到100萬千瓦,已成長為碩果累累的參天大樹,中國核電人書寫著“國之光榮”的進取華章。
30年后的2021年,秦山核電基地共有9臺運行機組,總裝機容量為654.6萬千瓦,年發(fā)電量約500億千瓦時,是目前我國核電機組數(shù)量最多、堆型品種最豐富、裝機容量最大的核電基地。
30年,說長不長,說短不短。在中國核電工業(yè)篳路藍縷、披荊斬棘的背后那些人、那些事,不僅已轉化為我國發(fā)展的能量,也將轉化為我們前進的動力、作文的素材源泉,快跟著小編來了解這段崢嶸歲月里的人與事吧!
素材掃描一秦山核電站的過去
中國核電的起步并不容易。
【為何而建】1970年2月8日,上海市傳達周恩來總理“從長遠看,要解決上海和華東用電問題,要靠原子能發(fā)電”的指示精神,中國首個核電站建設工程即“728”工程的會戰(zhàn)辦公室(也叫“728工程處”)在上海成立,核電人開始了“在一張白紙上蓋核電站”的歷程。
【如何建成】中國核電人經(jīng)歷了一換堆型、二易體制、三上兩停、四變廠址、兩度瀕臨“下馬”的曲折。改革開放之初,中央決定引進法國技術,關于秦山核電站的爭論一度甚囂塵上。當時,國內(nèi)對核電技術路線、方針政策等重大問題存在分歧:核工業(yè)部主張自主研發(fā);電力部希望全面引進,較快形成發(fā)電機制;機械部則建議合作設計,合作生產(chǎn),逐步提高國產(chǎn)化比例,形成自主制造能力。最終,秦山核電站采用了自主設計、建造和運營管理的建設方式。創(chuàng)業(yè)者們開展了大量研究實驗,僅原國家計委批準下達的科研實驗和技術攻關項目就有400余項。
【親歷者故事1】于洪福(秦山核電廠第一任廠長):1982年4月,在大西北的我到北京接受了新任務——參與籌備創(chuàng)建中國大陸第一座核電站。我是學化工的,核電站主要應用核堆工,我行嗎?領導說:你年輕,不會的可以學嘛。說起來容易做起來難。建設秦山核電站有兩大關鍵問題。第一,80年代,國家百事待興、百業(yè)待舉,人才極度匱乏。第二,秦山核電站是我國核電的開篇之作,沒有經(jīng)驗可供借鑒。建設過程中,項目管理主要內(nèi)容、模式、程序、關鍵節(jié)點等,我們都不太清楚。可以說秦山核電站的建成經(jīng)歷了難以言表的磨煉。
【親歷者故事2】央視中文國際頻道《國家記憶》曾報道,當時,上海第一機床廠具有全國最先進的機械設備制造能力,接到了制造堆內(nèi)構件的任務。堆內(nèi)構件是核電站的關鍵設備之一,這個高8.7米,重85噸的龐然大物,結構十分復雜,有1.5萬多個零件,關鍵部位可承受的誤差率比一根頭發(fā)絲還小,這對加工設備的機床要求非常高。
然而,當大家看到為加工設備特別訂購的鏜床時,心都涼了半截。擺在面前的簡直就是一件出土文物,這樣的“破爛貨”如何能制造高精度零件?上海第一機床廠時任總工程師陳英民決定,“自力更生,改造修復”!經(jīng)過無數(shù)個不眠夜,技術人員排除了一個個故障,終于在1985年改造成功。然而,改造鏜床僅僅是困難的開始。在那場“核電大會戰(zhàn)”中,每一家企業(yè)都竭盡全力、攻堅克難。歷經(jīng)近十年,秦山核電站核島與常規(guī)島的主要設備制造相繼完成,并在1990年運抵秦山核電站建設現(xiàn)場。
【素材妙用示例】秦山核電基地是我國核工業(yè)的驕傲。它的建成,各個部門、各個行業(yè)都做出了很大貢獻。祖國的需要,就是命令。在整個建設過程中,以秦山核電廠第一任廠長于洪福、上海第一機床廠總工程師陳英民為代表的建設者們,從一張白紙起步,做出了巨大的貢獻。
(特約教師 趙福海)
素材掃描二秦山核電基地的現(xiàn)在
01“核諧共生”——安全運行
人們常常會“談核色變”,真正可能制約核電發(fā)展節(jié)奏的永遠都是安全。一旦出現(xiàn)嚴重核事故,核電的任何前景都將化為泡影。國際原子能機構將核運行事件分為1至7級。過往發(fā)生的三次典型核事故中,蘇聯(lián)切爾諾貝利為7級核事故,日本福島為7級核事故,美國三里島為5級核事故。中國核電將近30年的運行歷史中,交出的答卷令人滿意,未發(fā)生2級及以上的核事件。
安全到底在秦山有多重要?中核核電運行管理有限公司運行培訓處副處長、曾經(jīng)的操縱員劉全友應該有發(fā)言權。“操縱員”是核電站最為核心的技術工作,也有“黃金人”之稱,要想成為“操縱員”可謂要經(jīng)歷“九死一生”。一個操縱員的培訓時間比民航飛行員還要長,一個大學畢業(yè)生到核電站,再到取得操縱員資格需要四到五年的培訓,其間會經(jīng)過層層選拔和淘汰,操縱員取得從業(yè)資格后每年要復訓。“這么說吧,操縱員的資格考試基本是從早到晚,要用完一整支簽字筆,寫到手發(fā)軟為止。筆試完了以后還有面試,非??量獭!被叵肫甬斈甑目荚嚱?jīng)歷,劉全友記憶深刻。
正是在這樣嚴格管理下,截至2018年12月底,秦山核電基地已安全運行118堆年(一座核反應堆運行一年為一堆年,是核電核材料的消耗量的計算單位),累計安全發(fā)電5500億千瓦時。2020年11月,滿足WANO綜合指數(shù)(國際上衡量核電安全水平的重要指標,以量化的方式顯示出核電廠在核安全、發(fā)電管理、電廠設備可靠性、有效性以及工業(yè)安全等方面的性能狀況,用來監(jiān)視核電廠的運行狀況以及改進情況)計算條件的中國核電21臺機組中,有15臺機組WANO綜合指數(shù)達到滿分100,并列世界第一。15臺WANO綜合指數(shù)滿分機組里,秦山第二核電廠1、2、3、4號機組,秦山第三核電廠1、2號機組赫然在列。
【適用話題】安全;嚴格;責任
02“核諧鄰喜”——與核電站毗鄰而居
秦山連續(xù)多年向全縣每家每戶免費贈送年畫年歷,在這些年歷上重點告知環(huán)保部門的網(wǎng)址和中國核工業(yè)集團的網(wǎng)址,引導公眾查看網(wǎng)站上公布的秦山核電站周圍環(huán)境空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)。同時,秦山核電每年都會組織幾千名海鹽縣居民走進核電廠參觀。2017年9月,秦山核電和海鹽縣共同建設的核電科技館開始運營,對公眾免費開放。
而核電基地與周邊居民的互動也更為頻繁。多年來,來自五湖四海的年輕人不斷來到秦山工作,海鹽已成為他們的第二故鄉(xiāng)。現(xiàn)年76歲的周益凱曾是核電廠周邊永興村的書記,秦山核電一期工程開工時正在做村干部,他說:“核電站的工作人員都在海鹽扎根,和我們本地人的孩子在同一所學校上學,這表示海鹽肯定是安全的啊!”秦山第一個核電機組在1985年開工建設時,周邊五公里內(nèi)僅有一百來人生活,但隨著海鹽的發(fā)展,當?shù)卮迕竦姆孔右呀?jīng)建到了核電廠圍墻外。
【適用話題】和諧;科普;共生
03一步步打破封鎖——“C型密封環(huán)”的故事
中國核電取得如此傲人成績,可謂來之不易。一個小小的“C型密封環(huán)”,美國公司就曾壟斷長達半個世紀,甚至一度“卡脖子”。C型密封環(huán)是對核反應堆進行密封,防止核泄漏的構件。從形狀來看,C型密封環(huán)就是一個半徑為2米的“小鐵環(huán)”,看似很平凡,卻一點都不簡單。造不出來,只能從美國進口,不僅沒有議價的余地,每年進口價格還要漲15%左右,什么時候交貨也由美國說了算。
2007年,秦山核電站招標,寧波天生公司擠下美國公司中標。然而,美國公司要求更改中標結果,不然將拒絕提供“C型密封環(huán)”。無奈之下,秦山核電站只好決定同時購買中國和美國公司生產(chǎn)的密封墊片。這一幕深深刺痛了天生公司總工程師勵行根,他下定決心要將國產(chǎn)“C型密封環(huán)”研發(fā)出來。
說起來容易,做起來難。勵行根團隊根本沒見過“C型密封環(huán)”的關鍵結構,從設計圖紙到制造工藝,都為零。為了建造高水平模擬核反應堆環(huán)境的實驗室,勵行根把自己的房子和車子都抵押了。功夫不負有心人,在對密封環(huán)的密封機理、材料選擇和制造工藝進行了無數(shù)次研究實驗之后,勵行根團隊終于在2011年取得了技術突破,2015年,首個國產(chǎn)C型密封環(huán)誕生。2015年底,國產(chǎn)的C型密封環(huán)首次安裝在秦山核電站的反應堆上。使用時間達到一個周期后的2016年9月,經(jīng)專家檢驗,國產(chǎn)C型密封環(huán)的檢測數(shù)據(jù)完全符合核電站安全標準,達到國際先進水平,我國成為繼美國之后第二個能夠生產(chǎn)C型密封環(huán)的國家。
一個國家的核電實力強不強,要看有沒有自主設計能力。經(jīng)過30多年的設計、引進、創(chuàng)新、建造、運營等方面的經(jīng)驗積累,我國已擁有兩種自主知識產(chǎn)權的三代核電技術,分別為“國和一號”“華龍一號”,技術路線不同。它們可謂我國核電的兩張“新名片”。
【素材妙用示例】C型密封環(huán)打破國外封鎖只是我國核電發(fā)展的一個縮影。核電能夠成為繼高鐵之后成為又一“國家名片”,背后離不開我國科研人員的艱苦奮斗。如今,“華龍一號”已經(jīng)打入國際市場,出口到海外多國;而“國和一號”的關鍵設備及材料制造也基本實現(xiàn)了國產(chǎn)化??梢哉f,當初秦山核電站面對美國企業(yè)的那一幕不會重演了。
素材掃描三中國核電的未來
01“華龍一號”出世:世界核電格局將為之改寫
中國核電事業(yè)發(fā)展過程中有兩個標志性進展。第一個就是首座核電站秦山核電站一期建成。第二個是“重大跨越”,由秦山一期30萬千瓦原型堆到秦山二期60萬千瓦,再到具備完全自主知識產(chǎn)權的百萬千瓦機組“華龍一號”,中國核電業(yè)實現(xiàn)了技術跨越。
在核電站的核心“堆型”方面,我國引進過法國、加拿大、俄羅斯、美國的技術。然而,如此重要的領域僅靠引進技術可不行,技術路線不統(tǒng)一、研發(fā)力量分散的問題始終困擾著中國核電。于是,中國重啟核反應堆的自主研發(fā)之路。
在“華龍一號”正式啟動專項型號研發(fā)不久,日本福島第一核電站泄漏事故發(fā)生。因此,在設計研發(fā)過程中,“華龍一號”充分吸取了福島核事故的經(jīng)驗教訓,重新做了大量優(yōu)化設計,以抵御更為嚴重的地震和海嘯,可以抵抗9級以上地震。此外,“華龍一號”的安全設計中,還加入了防范商用大飛機惡意撞擊一項,這是“9·11”事件后美國核管會對核電站最新的安全要求,也是全球最高安全標準。經(jīng)過科研人員的忘我拼搏,又有完整工業(yè)體系的加持,第三代堆型“華龍一號”橫空出世,中國核電技術成功躍入世界先進水平行列。我國核電已經(jīng)實現(xiàn)了由“二代”向“三代”的技術跨越。
有評論認為,華龍出世,世界核電格局也將為之改寫。
【適用話題】自主研發(fā);重新開始;科研投入
02 中國核電將成為世界第一
目前,中國共有16座核電站,正在運行的核電機組有49個,僅次于美國和法國,居世界第三。按建設計劃計算,中國核電站的裝機容量預計最快2030年前后將超過美國,成為世界第一核電大國。
【鏈接】世界十大核電站:按裝機容量排列,世界前十的核電站是日本柏崎刈羽、韓國古里、中國陽江、加拿大布魯斯、韓國韓蔚、韓國韓光、烏克蘭扎布羅熱、法國格拉弗林、法國帕盧埃爾、法國卡特農(nóng)。
【適用話題】領軍;核電;能源
03 可控核聚變發(fā)電站:人類的未來
目前的核電站,使用的都是核裂變反應發(fā)電,原理是用較大的原子核,例如鈾,分裂成兩個較小的原子核,放出能量。核裂變雖然能產(chǎn)生巨大的能量,但遠遠比不上核聚變。我們每天看見的太陽無時無刻不在把兩個氫原子合成為一個氦原子,放出能量,這就是核聚變反應。
核電站的核心——裂變堆的核燃料蘊藏極為有限,不僅產(chǎn)生強大的輻射,而且廢料很難處理;核聚變裝置被稱作“人造太陽”,輻射比核裂變反應小得多,燃料可以說是取之不盡,用之不竭。
2020年7月28日,中國參與的國際聚變實驗堆(ITER)在法國舉行安裝啟動儀式。這個項目凝聚了人類對核聚變終極能源的探索,由歐盟、中國、美國、俄羅斯、日本、韓國、印度七方共同參與。ITER項目是為掌握核聚變能力而建立的實驗裝置,本身并不是一個常規(guī)運行的核聚變電站。即便是樂觀的預計里,核聚變能夠成為可控、穩(wěn)定的電源也要在21世紀中葉之后了。這是核電利用的一個縮影:技術含量高、周期長,需要盡早布局。
【適用話題】未來;未雨綢繆;新能源;技術前景