6月29日,在慶祝中國(guó)共產(chǎn)黨成立95周年暨中央企業(yè)“兩優(yōu)一先”表彰大會(huì)中,中國(guó)廣核集團(tuán)首席專(zhuān)家、華龍一號(hào)總設(shè)計(jì)師咸春宇博士被授予“中央企業(yè)優(yōu)秀共產(chǎn)黨員標(biāo)兵”榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)。咸春宇帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)歷時(shí)六年多的研發(fā),兩千多個(gè)日夜的辛勤付出,才使中國(guó)人有了完全屬于自己的三代核電技術(shù)——華龍一號(hào)。那么華龍一號(hào)的研發(fā)中經(jīng)歷了哪些曲折?它與國(guó)際上現(xiàn)有的三代核電技術(shù)有何區(qū)別?帶著這些疑問(wèn),我們專(zhuān)訪(fǎng)了最了解它的人——華龍一號(hào)總設(shè)計(jì)師咸春宇。
“華龍一號(hào)讓我們挺直了腰桿”
記者:您是華龍一號(hào)的總設(shè)計(jì)師,經(jīng)歷了華龍一號(hào)研發(fā)的始終,現(xiàn)在回頭看六年前華龍一號(hào)研發(fā)工作開(kāi)始時(shí)的情景,是一種怎樣的感受?
咸春宇:型號(hào)研制工作正式開(kāi)始到現(xiàn)在進(jìn)行了六年多,集團(tuán)所有兄弟單位都在全力支持這項(xiàng)工作,我們整個(gè)研發(fā)團(tuán)隊(duì),包括相關(guān)的科研、運(yùn)營(yíng)和工程人員都為之傾注了大量心血,回望過(guò)去六年多的研發(fā)歷程,真是感慨萬(wàn)千。
2009年8月,我當(dāng)時(shí)以工程公司設(shè)計(jì)院核島所所長(zhǎng)的身份參加了工程公司“‘十二五’科技規(guī)劃研討會(huì)”,會(huì)議按照集團(tuán)的戰(zhàn)略部署,提出了要自主研發(fā)三代核電型號(hào)的設(shè)想和安排。當(dāng)時(shí)有不少人贊成,也有一些不同的意見(jiàn)。一方面該型號(hào)研制屬于企業(yè)自主行為,投入巨大,國(guó)家能否認(rèn)可、后續(xù)能否工程實(shí)施,均有較大不確定性;另一方面,當(dāng)時(shí)CPR1000機(jī)組的工程建設(shè)如火如荼,形勢(shì)一派大好,同時(shí)工程公司的壓力已經(jīng)很大,型號(hào)開(kāi)發(fā)需要投入大量的技術(shù)人才,會(huì)進(jìn)一步加劇工程建設(shè)的管控壓力。此外,當(dāng)時(shí)預(yù)計(jì)完成型號(hào)研發(fā)至少需要十年時(shí)間,從時(shí)間和市場(chǎng)前景看,自主研發(fā)的型號(hào)市場(chǎng)空間有多大也還有待觀(guān)察。但最終集團(tuán)還是決定啟動(dòng)自主三代核電型號(hào)的研發(fā)工作,事實(shí)證明當(dāng)時(shí)決策是正確的,是一個(gè)高瞻遠(yuǎn)矚的戰(zhàn)略決定,意義深遠(yuǎn)。
今天具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的華龍一號(hào)核電型號(hào)研制成功,示范項(xiàng)目防城港二期開(kāi)工建設(shè),且落地英國(guó),這在我國(guó)核電發(fā)展歷上具有里程碑意義,讓我們?cè)趪?guó)際同行面前挺直了腰桿,我們?cè)谥R(shí)產(chǎn)權(quán)、關(guān)鍵設(shè)備等問(wèn)題上不再受制于人。我們這個(gè)核電大國(guó),終于擁有了自己的三代核電型號(hào),這不論是推動(dòng)國(guó)家核電發(fā)展規(guī)劃的實(shí)施,還是我們企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展,都將具有劃時(shí)代的意義。我為自己能從一開(kāi)始就全身心投入到華龍一號(hào)的研發(fā),并見(jiàn)證今天的成功,深感榮幸。
華龍一號(hào)滿(mǎn)足全球最高安全標(biāo)準(zhǔn)
記者:同為三代核電技術(shù),華龍一號(hào)技術(shù)方案與國(guó)際上現(xiàn)有的其他技術(shù)方案差異體現(xiàn)在哪里?
咸春宇:從技術(shù)角度上講,“采用177組燃料組件和三個(gè)安全系列”是華龍一號(hào)的主要技術(shù)特征。
反應(yīng)堆方面,與目前二代加機(jī)型相比,在增大反應(yīng)堆熱功率的同時(shí),能夠降低反應(yīng)堆的功率密度,提高核電站運(yùn)行的安全裕量,使反應(yīng)堆更加安全。
三代核電最重要的特征就是安全性大幅度提升。華龍一號(hào)設(shè)計(jì)了完善的縱深防御安全系統(tǒng)。在表征安全水平的兩個(gè)重要概率安全指標(biāo),即堆芯損壞頻率(CDF)和大量放射性釋放頻率(LRF)上,華龍一號(hào)分別低于10-6/堆年和10-7/堆年,遠(yuǎn)低于10-5/堆年和10-6/堆年的三代機(jī)組用戶(hù)要求,滿(mǎn)足全球最高安全標(biāo)準(zhǔn)。
與EPR、AP1000等在建三代核電技術(shù)方案相比,華龍一號(hào)具有后發(fā)優(yōu)勢(shì),借鑒了其它三代核電技術(shù)方案的一些理念和先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。譬如說(shuō),AP1000技術(shù)方案有一個(gè)顯著特點(diǎn)采用非能動(dòng)的安全系統(tǒng),而EPR采用多樣化的能動(dòng)冗余安全系統(tǒng)來(lái)確保安全功能。華龍一號(hào)的設(shè)計(jì)充分借鑒了AP1000和EPR這兩種完全不同的設(shè)計(jì)理念,在應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故時(shí),采用了三列實(shí)體隔離的能動(dòng)安全序列,能夠快速有效地應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故,控制機(jī)組狀態(tài),并最終將機(jī)組維持在安全停堆狀態(tài);在應(yīng)對(duì)超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故時(shí),采用了能動(dòng)與非能動(dòng)相結(jié)合的設(shè)計(jì),能夠?qū)崿F(xiàn)放射性包容的最終目標(biāo),防止放射性物質(zhì)泄漏。應(yīng)該說(shuō),華龍一號(hào)設(shè)計(jì)融合了AP1000和EPR設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)又有效避免了兩者在工程實(shí)施方面可能存在的問(wèn)題,是最符合我國(guó)國(guó)情的現(xiàn)實(shí)選擇。
在保障安全的基礎(chǔ)上,我們?cè)谌A龍一號(hào)設(shè)計(jì)時(shí)還要兼顧考慮它的經(jīng)濟(jì)性以及對(duì)相關(guān)制造業(yè)的帶動(dòng)作用。譬如說(shuō)我們充分考慮了我國(guó)核電的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),采用了成熟技術(shù)來(lái)減少工程實(shí)施的風(fēng)險(xiǎn),設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到85%以上,有效降低了工程造價(jià);換料周期從較為普遍的12-18個(gè)月提升到18-24個(gè)月,電廠(chǎng)的設(shè)計(jì)可利用率達(dá)90%以上,進(jìn)一步提升了運(yùn)行的靈活性;三個(gè)實(shí)體隔離的安全系列進(jìn)一步提高了運(yùn)行維修的靈活性??偟膩?lái)說(shuō),華龍一號(hào)實(shí)現(xiàn)了安全性與經(jīng)濟(jì)性的均衡,先進(jìn)性和成熟性的統(tǒng)一。
記者:您剛才談到了三代核電技術(shù)的安全性,那么如果遭遇類(lèi)似福島核事故那樣重大自然災(zāi)害,華龍一號(hào)有何應(yīng)對(duì)措施?這可能是公眾最為關(guān)注的問(wèn)題之一。
咸春宇:在華龍一號(hào)正式啟動(dòng)型號(hào)研發(fā)工作不久,福島事故就發(fā)生了,因此,可以說(shuō)在設(shè)計(jì)研發(fā)過(guò)程的一開(kāi)始,我們就充分汲取了日本福島核事故的經(jīng)驗(yàn)反饋,特別是在應(yīng)對(duì)超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故方面,華龍一號(hào)采用了非常多的措施來(lái)確保安全。針對(duì)地震風(fēng)險(xiǎn),我們從設(shè)計(jì)上將安全停堆地震從0.2g提高到0.3g,大幅提升了地震事故的應(yīng)對(duì)能力。針對(duì)海嘯等外部災(zāi)害,采用最高設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí),為應(yīng)對(duì)可能發(fā)生的全廠(chǎng)斷電風(fēng)險(xiǎn),我們加強(qiáng)了電源系統(tǒng),能夠在喪失廠(chǎng)外電的情況下,通過(guò)縱深防御的電源供應(yīng)系統(tǒng),提供全廠(chǎng)斷電應(yīng)急供電,確保安全系統(tǒng)運(yùn)行。
此外,為了防止類(lèi)似福島事故的堆芯熔毀,我們?cè)O(shè)計(jì)了蒸汽發(fā)生器二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng),能夠通過(guò)非能動(dòng)手段將堆芯熱量排出,避免堆芯熔毀。為了防止堆芯熔毀后放射性物質(zhì)的泄漏,我們?cè)O(shè)置了非能動(dòng)的堆芯熔融物滯留系統(tǒng)(IVR),確保反應(yīng)堆壓力容器不熔穿,將放射性物質(zhì)限制在壓力容器內(nèi)。針對(duì)福島事故氫氣爆炸的經(jīng)驗(yàn)反饋,我們?cè)O(shè)置了非能動(dòng)氫氣復(fù)合器和點(diǎn)火器,及時(shí)消除安全殼內(nèi)氫氣聚集,防止氫氣爆炸。這些措施確保了華龍一號(hào)即使遇到類(lèi)似日本福島這樣的極端事故,仍然能夠保障核電站安全,避免對(duì)環(huán)境的影響。
華龍一號(hào)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)得到業(yè)界的一致認(rèn)可
記者:華龍一號(hào)肩負(fù)實(shí)現(xiàn)我國(guó)核電“走出去”的重任,而在核電技術(shù)出口中必須解決自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的問(wèn)題,華龍一號(hào)是如何做到的?
咸春宇:我們從頂層設(shè)計(jì)開(kāi)始,從方案策劃、技術(shù)選擇到方案設(shè)計(jì),初步設(shè)計(jì),都是以我為主獨(dú)立開(kāi)展的。在設(shè)計(jì)研發(fā)過(guò)程中,為了消除知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面可能存在的侵權(quán)風(fēng)險(xiǎn),我們對(duì)全球所有的、涉及到核電技術(shù)相關(guān)的三萬(wàn)多件專(zhuān)利逐一地進(jìn)行了分析,把這些相關(guān)專(zhuān)利和我們自己的技術(shù)方案進(jìn)行逐一對(duì)比。對(duì)發(fā)現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn),我們通過(guò)自主開(kāi)發(fā)、調(diào)整技術(shù)方案等多種措施消除或合理規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面的工作是與型號(hào)研發(fā)同步進(jìn)行的,雖然投入巨大,但保障了華龍一號(hào)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)得到業(yè)界的一致認(rèn)可。到目前為止,還沒(méi)有國(guó)際同行對(duì)華龍一號(hào)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題提出過(guò)疑問(wèn)。
記者:對(duì)于華龍一號(hào)防城港二期示范項(xiàng)目的建設(shè),您有什么期待?
咸春宇:EPR、AP1000、華龍一號(hào)三個(gè)三代核電示范項(xiàng)目同時(shí)在我國(guó)建設(shè),這是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。不同的是,EPR和AP1000是我們“請(qǐng)進(jìn)來(lái)”,但華龍一號(hào)是我們自己的“孩子”,我們要讓世界看到,中華民族幾千年屹立世界民族之林,華龍一號(hào)也終將在世界核能界占有重要一席。所以我們一定在國(guó)內(nèi)把華龍一號(hào)項(xiàng)目建好,還要建成榜樣、標(biāo)桿,要使其肩負(fù)起我國(guó)核電“走出去”的期望。
華龍一號(hào)防城港二期項(xiàng)目對(duì)我們而言是“首堆+首次”,任何一個(gè)首次建設(shè)項(xiàng)目都會(huì)面臨巨大的挑戰(zhàn),尤其在正向設(shè)計(jì)的前提下,工程建設(shè)壓力是巨大的。作為一名設(shè)計(jì)人員,我希望在設(shè)計(jì)上能為采購(gòu)、施工、調(diào)試鋪平道路,與設(shè)備制造單位,與建安承包單位通力合作,保障示范工程的能夠順利建成。華龍一號(hào)示范工程建設(shè),我們依然任重道遠(yuǎn),讓我們一起努力,并祝愿華龍一號(hào)示范工程早日建成!