中青報·中青網記者 張均斌
中國在三代核電建設領域打了一場漂亮的翻身仗：2021年第一個月，在中國利用核動力發出第一度電的50多年後，我國自主三代核電“華龍一號”全球首堆投入商業運行。這意味着我國核電技術水平和綜合實力躋身世界第一方陣。
作為中國核電的“國家名片”，“華龍一號”的特點在於，它是我國具有完全自主知識產權的三代百萬千瓦級核電技術，其全球首堆建設設備國產化率不低於88%。從這一點來説，任何形式的讚美都不為過。
從跟跑到並跑再到領先，中國核電走過了半個多世紀。1966年，在四川某片山區中，中國一個試驗堆發出了中國第一度核電。
如今，面對中國核電技術的不斷突破，曾參與建造該試驗堆的黃士鑑説：“我們幹了一件事，當年就是這麼默默無聞，現在回過頭來又覺得它驚天動地，走過來了，而已。”
碰壁
説起三代核電技術，“華龍一號”走了一條不尋常的路線。
1997年的一個午後，距離成都百餘公里的山坳中，一棟兩層辦公樓裏迴盪着激烈爭論的聲音，二十幾名科研人員在此討論着中國自主百萬千瓦級核電方案的主要技術參數。彼時，我國自行設計、建造和運行管理的第一座30萬千瓦壓水堆核電站——秦山核電站才投入運營沒多久，秦山核電站的二期主體工程正在建設。
中核集團“華龍一號”副總設計師、核反應堆及一回路系統總設計師劉昌文回憶那次討論，形容這是“動力院人的先見和憂患意識”。不過，就連他也沒想到，從種下種子到“華龍一號”開花結果，中間歷時二十餘年。
在那次討論的方案中，由中國核動力研究設計院（以下簡稱“核動力院”）負責堆芯，也就是反應堆方案的設計。該院時任副院長張森如等人提出了兩種方案，一種是將國際上普遍採用的“157堆芯”擴充為“177堆芯”，也就是將燃料組件擴展到177組；另外一種是燃料組件維持157組不變，把燃料棒從12英尺加長到14英尺。最終，評估了經濟效益與技術水平，前者被採納了。
“華龍一號”技術的靈魂就在於“177堆芯”，這不僅提高了發電功率，還提升了安全性。就好像一個電熱水壺加熱一壺水，發熱絲增多的話，發熱絲所需要的温度就可以更低一些，從而提高可控性。
核反應堆牽一髮而動全身，從“157堆芯”到“177堆芯”，看似簡單，實則很複雜，增加或者減少堆芯，不是隨意增減幾盒燃料那麼簡單，而是整個反應堆的堆芯系統都要重新設計。有人曾説：“敢動反應堆的堆芯，就如同敢動芯片的電路一樣，敢提出自己的堆芯，就如同敢提出自己的芯片電路。”
後來，歐美等國家推出AP1000、EPR等第三代核電技術，無論是安全性、經濟性方面都對技術方案提出了更高的要求，應對事故的能力也更強。對此，中核集團科研團隊汲取國際上第三代核電站設計理念，重新定位了自主百萬千瓦級技術的研發目標，形成了一個具有三代特徵的自主核電技術，這就是“華龍一號”的前身——CP1000機型。
CP1000計劃在2011年開工。2011年3月8日，眼看着10多台推土機已經抵達現場，轟隆隆地開始挖土了。在場的核電人非常激動——設計人員10多年的成果終於要從藍圖變為現實。
可是，誰都沒有想到，僅三天之後，發生在日本福島的核事故將他們的夢想擊得粉碎。“所有的困難都解決了，CP1000馬上就要開工了，而福島事故卻給這一工程按下了暫停鍵。”中核集團“華龍一號”總設計師邢繼説。
受福島事故影響，我國暫停審批核電項目包括開展前期工作的項目，同時，全面審查在建核電站，切實排查安全隱患，確保絕對安全。
劉昌文回憶這段經歷時眼睛濕潤了。他説，當時身邊很多技術人員都很失落和彷徨，CP1000就像自己的孩子，懷胎十月，眼看就要降生了，卻最終夭折。在一次內部討論會上，談到激動時，許多人都落了淚——搞中國自主的核電技術為何就這麼難？
改進
如今，在福建省東部沿海的小城市福清，沿着海岸線往內陸幾公里，分佈着6座形似子彈頭的水泥包，那是核電的關鍵設施，被稱為“核島”。“華龍一號”全球首堆示範工程就是其中的5號機組。
日本福島核事故阻止了CP1000的建設，給技術人員帶來的挑戰則是中國的三代核電技術能否比CP1000的技術方案更安全？
對此，作為總設計師，邢繼帶領團隊重新研發攻關，對標國際最先進的三代核電技術，提出了能動與非能動相結合、雙層安全殼等一系列革新理念，ACP1000機型最終面世。
大家關心ACP1000能抗多大級別地震？邢繼及團隊用0.3g來回答。
這個專業術語，指的是峯值加速度，也是核電站用來確定抗震的設計基準。也就是説，不管震源在哪裏，也不管能量通過何種地質構造傳遞而來，只要反應堆所處的地表水平向和豎向的震動峯值加速度不超過0.3g，核電站都是安全的。
“這能夠涵蓋中國幾乎所有的廠址。”邢繼説，歐洲的EPR堆型為0.25g，而0.3g的目標相當於在抗震要求上又有了重大的提升。
據抗震攻關團隊的專家楊建華介紹，ACP1000既然定位三代核電，就要按照三代要求、國際最高水平來設計。而這個高目標,給工程師們帶來了漫長艱難的挑戰。為了啃下0.3g抗震的這塊硬骨頭,從2012年底到2014年底，抗震設計團隊的工程師們幾乎沒日沒夜地在辦公室裏計算。
“最擔心計算出錯，因為一旦計算出錯,可能會因為連鎖反應,導致上游工藝專業的工作都白做了。那段時間,工作壓力非常大,連睡覺時都會經常反覆地思考計算參數，感到有問題時,就會冒冷汗。”團隊主力孫曉穎説，在抗震攻關團隊夜以繼日的努力下,經歷了五次抗震設計迭代優化，才終於形成了最優的“華龍一號”佈置方案。
在硬碰硬的技術較量中，“華龍一號”用實力證明了自己。2014年，繼通過國內權威評審後，國際原子能機構（IAEA）針對“華龍一號”的通用反應堆設計審查（GRSR）的結論也於年底出爐。專家認為，“ACP1000在設計安全方面是成熟可靠的，滿足IAEA關於先進核電技術最新設計安全要求；其在成熟技術和詳細的試驗驗證基礎上進行的創新設計是成熟可靠的”。
2014年11月3日，國家能源局覆函同意福清核電廠5、6號機組工程調整為“華龍一號”技術方案。
經過30餘年對國外技術的引進、消化吸收和創新後，經歷了一系列坎坷與挫折後，自主品牌“華龍一號”終於獲得了認可，並進入落地實施階段。
騰飛
一代代中國核電人在“引進”的夾縫中，自主創新、苦苦掙扎，歷經艱難。年輕一代們大多聽過“引進”時的故事，比如外國廠商要求捆綁銷售核電站的某些部件、核設備出口時要經過外國廠商同意等等。
“還有要談判費的呢！”核動力院設計所儀控工程中心副主任馬權就親身經歷過。2016年之前，我國核電廠的DCS控制系統（集散控制系統）還是買的國外的，這相當於核電廠的中樞神經系統掌握在別人手上，如何使用都得聽外國專家的，“他們不會告訴你底層代碼、電路設計、驅動程序……碰上設備維修，就得請他們幫忙，光維修費就得一大筆。”
這個2005年大學畢業就進了核動力院的年輕人，骨子裏有着那種屬於核動力院人的驕傲，尤其這件“丟人”的事還涉及到他的專業領域。
2013年開始，在院裏的支持下，馬權就拉着相關專業的四五個人組了團隊，着手開發自主的DCS系統，這套後來被命名為“龍鱗系統”的DCS系統前後開發歷時5年，其中核心技術指標誤碼率達到了10的負11次方，比國際標準的誤碼率，小數點還向左移動了一位。
這樣的案例在“華龍一號”的研發建造過程中有很多。“華龍一號”首堆工程涉及大的專業領域70多個，80多個構築物，360多個系統，工程設計圖紙20萬張以上。尤其是設備國產化率較高，包含“三新”設備（新設計、新廠家、新技術）111項。可以説，每一個細節的創新，都對設計、採購、施工、調試，乃至商務、核安全等各個環節提出了更高的要求，對整體的項目控制而言也意味着更大的挑戰。
技術研發難，工程建設亦難。2015年開工以來，華龍建設者們將所有的精力與智慧傾注於這一國之重器。工程建設進入最為曲折的時期。邢繼用這樣一幅畫記錄下那時的感受：“華龍一號”全球首堆工程現場，黑壓壓的天空下狂風暴雨似要襲來。他為之取名為《華龍2016》。
自主核電的核心關鍵設備不受制於人，就是這樣一步步幹出來的。歷時2095天，“華龍一號”終於商運，這顯然不是核電發展的終點，但有一點已經再清楚不過：無論是核電還是中國，巨龍騰飛了。
來源：中國青年報客户端