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行業(yè)報告
科學技術獎丨踔厲奮發(fā) 匠心逐夢——中國三代核電技術( 華龍一號 )西部首堆自主研發(fā)與應用獲企業(yè)技術創(chuàng)新工程獎
時間:2024年04月18日 來源:本站 點擊量: 分享:

能源安全是關系國家經(jīng)濟社會發(fā)展的全局性、戰(zhàn)略性問題,對國家繁榮發(fā)展、社會長治久安至關重要。核電作為一種安全、清潔、經(jīng)濟、可靠的能源,是構建清潔低碳、安全高效能源體系的重要組成部分。國家提出“積極安全有序發(fā)展核電”,要求在確保核安全萬無一失的基礎上,推動核電高質量發(fā)展,維護我國能源安全。開發(fā)中國人自己的核電技術,以支持國民經(jīng)濟健康發(fā)展,保障國家能源安全,同時帶動核能產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展,實現(xiàn)核電強國夢,是幾代核電人的夢想。

2009年,中國廣核集團在我國近30年的科研、設計、建造和運行的技術積累和豐富經(jīng)驗的基礎上,啟動了百萬千瓦級核電技術的自主研發(fā)工作。2015年,防城港核電廠3號機組開工建設,2023年3月商運投產(chǎn),十三年磨一劍,篳路藍縷、玉汝于成,標志著中廣核“華龍一號”實現(xiàn)從技術研發(fā)、工程轉化、到項目投產(chǎn)的全面落地,充分證明“華龍一號”的安全性、先進性和成熟性,入選2023年度央企十大超級工程。同時,“中國三代核電技術( 華龍一號 )西部首堆自主研發(fā)與應用”榮獲中國核能行業(yè)協(xié)會科學技術獎企業(yè)技術創(chuàng)新工程獎。

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▲防城港核電廠3、4號機組

勇?lián)姑?,以強核之志建設百年工程

早在大亞灣核電站起步之時,“站在巨人的肩膀上跳高”就確定了我國核電建設“引進、消化、吸收、創(chuàng)新”的方針。“關鍵核心技術必須掌握在自己手中,我國核電行業(yè)起步相對較晚,看到其他核電強國紛紛發(fā)展了自己的百萬千瓦級三代核電技術,我們也必須迎頭趕上?!敝袕V核“華龍一號”總設計師王鑫說。自主研發(fā)設計是時代的呼喚,也是時代的考題。

2009年,中廣核抓住核電技術“代際轉化”的戰(zhàn)略機遇,啟動了核電新型號的自主研發(fā),2012年基本完成型號方案設計,2013年華龍技術融合。2014年8月,“華龍一號”技術方案經(jīng)國家能源局、國家核安全局審查通過,獲得國家認可,具備了開展安全審評、啟動示范工程建設的技術條件。2015年4月,國務院常務會議決定核準建設“華龍一號”三代核電技術示范機組。

中廣核基于我國多年核電技術發(fā)展的歷史經(jīng)驗和技術積累,基于我國產(chǎn)業(yè)鏈能力和工業(yè)體系基礎,以推進高水平核電技術自立自強的責任感和使命感,胸懷“國之大者”,打造“國之重器”,扛起建設“國家名片”的千鈞重擔。

創(chuàng)新驅動,以戰(zhàn)略統(tǒng)籌促進研發(fā)攻關

“華龍一號”目標定位首先是擁有自主知識產(chǎn)權,第二是達到國際三代百萬千瓦級核電技術水平,第三要實現(xiàn)核電“走出去”,這三個目標即確定了“華龍一號”的技術定位。

基于自主知識產(chǎn)權的三代核電技術的定位,第一步,就要從頂層設計上實現(xiàn)自主化。研發(fā)設計團隊開始進行全面的正向設計,確定了總體技術特征、頂層技術要求和關鍵參數(shù)。對關鍵工藝和設備進行充分的方案比選、論證和試驗臺架驗證,通過反復設計迭代實現(xiàn)了性能匹配。

研發(fā)團隊創(chuàng)造性提出了“三個實體隔離安全系列”“能動與非能動相結合”的配置方案,可全方位滿足單一故障、實體隔離等核安全設計要求;新型的流量分配裝置及整體焊接堆內構件,確保了堆芯流量分配更均勻,能有效防止松脫件危害;在177堆芯設計方案、反應堆結構、系統(tǒng)和關鍵設備設計、DCS儀控系統(tǒng)設計、計算分析軟件等方面,全面掌握自主可控的核心技術?!叭A龍一號”研發(fā)設計期間,累計獲批及申報的國際、國內標準多達150余項,獲批或申請國內外專利及軟件著作權440余項,樹立了中國標準,成為名副其實的中國創(chuàng)造。

設計標準在建設過程中被不斷試煉,PDMS三維設計、全廠仿真驗證、虛擬場景模擬技術等一系列先進設計工具和方法的采用,為防城港核電站3號機組創(chuàng)造了冷試到熱試、熱試到裝料、裝料到并網(wǎng)均創(chuàng)國內三代首堆機組最短工期記錄,實現(xiàn)了“零跳機、零跳堆、零小修、零重大設備損壞”的4個“零”的投產(chǎn)目標,證明了“華龍一號”完全滿足設計的性能指標要求,實現(xiàn)了自主三代技術從“0”到“1”的歷史性跨越。

“走出去”,以技術底氣應對國際挑戰(zhàn)

2022年1月19日,歷時60個月,“華龍一號”獲得英國監(jiān)管方簽發(fā)的證書,成為繼法國EPR、美國AP1000和日本ABWR之后全球第四個通過GDA審查的核電技術,且是唯一一個沒有審查重大問題和審查重大遺留問題的堆型。中廣核工程有限公司總工程師毛慶心里明白,5年前他曾說“我們有信心通過GDA,推動中國自主三代核電技術挺進英倫,邁向世界?!边@個承諾,實現(xiàn)了。

GDA被譽為全球最嚴苛技術審查,是對“華龍一號”技術方案的一次國際性深度技術檢驗。毛慶認為,“好的核電設計,除了在方法論、邏輯等進行創(chuàng)新,還需要把各專業(yè)的協(xié)同,甚至后端的采購、施工、運營、退役等環(huán)節(jié)綜合考慮進來?!彼麕ьI項目團隊對核電廠頂層設計要求、構筑物、系統(tǒng)和部件功能等開展了自上而下、系統(tǒng)性、全流程的梳理和完善,開展多項技術攻關和創(chuàng)新,一些技術創(chuàng)新同步反饋首堆進行了落實,進一步提升了首堆的設計質量和性能水平。

而在2020年10月,中廣核“華龍一號”已取得另一項國際認證——EUR( 歐洲用戶標準)認證,也是全球首個通過EUR最新版E版認證的核電技術。截至目前,中廣核“華龍一號”是唯一獲得國際原子能機構安全審查、英國通用設計審查和歐洲用戶要求認證的中國核電技術品牌,技術的先進性、安全性、成熟性獲得了廣泛的國際認可。

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▲英國通用設計審查(GDA)認證

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▲歐洲用戶要求(EUR)認證

改革突破,以產(chǎn)業(yè)協(xié)同助推全鏈升級

30年前大亞灣核電站的建設,設備國產(chǎn)化方面,基本上是空白。

中廣核充分發(fā)揮對產(chǎn)業(yè)鏈的引領作用,加強統(tǒng)籌布局和頂層設計,通過型號研發(fā)和技術更新迭代,使整個核電裝備產(chǎn)業(yè)鏈的自主化水平實現(xiàn)質的飛躍。在防城港核電站3號機組建設過程中,中廣核有意識地帶動上下游5400多家企業(yè),共同開發(fā)新技術、研制新裝備、持續(xù)突破關鍵設備核心技術,全面實現(xiàn)核島主設備、核二三級泵、電氣設備、核級儀控系統(tǒng)等400多項關鍵設備國產(chǎn)化。我國核電裝備制造產(chǎn)業(yè)鏈自主可控水平進一步提高,首堆項目國產(chǎn)化率達到87%,其中主設備制造國產(chǎn)化率達到100%。

此外,如安全殼分層高度優(yōu)化、BIM、擴大自動焊、智慧安全監(jiān)控等100多項先進建造工藝、工法或技術,熱成像監(jiān)控技術、遠程監(jiān)控技術、虛擬現(xiàn)實技術等在核島安裝上的發(fā)展與應用,顯著提升了施工現(xiàn)場安全管理和施工效率,防城港核電站3號機組單月核島安裝完成量創(chuàng)歷史新高。

另一方面,聚焦產(chǎn)業(yè)轉型升級,中廣核把科研平臺建設作為推動產(chǎn)業(yè)高質量發(fā)展的重要抓手。截至2023年,共建設9個國家級研發(fā)平臺,多個省部級、集團級研發(fā)中心以及深圳龍崗實驗基地等一批科研平臺和設施。其中,核電安全技術與裝備全國重點實驗室在核電反應安全與事故防控、裝備安全、人因安全與測控技術、放射性廢物安全等四大方向,實現(xiàn)了一大批關鍵核心技術的重大突破,形成了140余項標志性成果。

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▲全國重點實驗室實景圖

匠心傳承,以有力保障培育卓越隊伍

開展自主創(chuàng)新,人才是基礎,高端科技人才是關鍵。在加強科研資金保障的同時,營造有利于科技創(chuàng)新的人才機制、激勵機制和環(huán)境氛圍,培養(yǎng)、引進、用好人才,為“華龍一號”型號持續(xù)創(chuàng)新積蓄力量。

“華龍一號”項目已經(jīng)形成管理、項目、技術三類人才發(fā)展體系,既可以相互融合、貫通,培養(yǎng)跨領域復合型人才,又能建設以專、精、尖為目標的金字塔型技術人才。頂層聚攏了一批行業(yè)領軍人物、大國工匠、首席專家為主的拔尖人才,中層是一批專業(yè)專家、技術骨干構成的技術隊伍,基層活躍著一大批成長快速的青年技術人才。中廣核堅持“培養(yǎng)、引進、合作”多輪驅動策略,圍繞關鍵領域需求,加強人才自主培養(yǎng),實施三年人才滾動發(fā)展計劃、“人才青藍計劃”,強化科技人才梯隊建設,同時與各高校加強合作,加大高層次人才引進、合作力度,完善人才引進配套政策,打造高端集聚、梯次接續(xù)、有用有備的科技領軍人才和后備人才庫。設計院92人次獲得外部及集團人才榮譽稱號,9人獲得集團首席專家稱號,22人作為集團首席專家后備人才培養(yǎng)。

集團首席專家王鑫、董占發(fā)等人,發(fā)揮技術引領作用,成立創(chuàng)新工作室,建立“傳幫帶”機制,強化高端科技人才培養(yǎng)。全國重點實驗室采用“多元化”和“年輕化”的人員使用機制,實行“固定崗位”和“流動崗位”相結合的人員管理方式,構建“新人輩出,進出有序”的人才管理新模式。

中廣核以習總書記講話精神為根本遵循,聚焦科創(chuàng)機制體制改革,優(yōu)化科研人員發(fā)展機制,鼓勵青年科技人才勇挑大梁,努力建設一支愛黨報國、敬業(yè)奉獻、具有突出技術創(chuàng)新能力、善于解決復雜工程問題的工程師隊伍。

從引進國際技術到推動我國核電行業(yè)發(fā)展壯大,從成功研發(fā)自主三代技術“華龍一號”到實現(xiàn)核電“走出去”,中廣核始終保持敢闖敢拼、自我超越的精神,埋頭苦干、砥礪奮進。隨著“華龍一號”示范工程項目防城港核電3號機組成功投產(chǎn),華龍一號技術成果在國內形成批量化建設局面。展望未來,中廣核將在“華龍一號”批量化建設過程中持續(xù)改進優(yōu)化,進一步提升“華龍一號”品牌競爭力。 

(作者:宮愛成  鄭力  徐婭  單位:中廣核工程有限公司)


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