“華龍一號”是我國自主研發、具備完全自主知識產權的三代核電技術,是見證了我國從“核電大國”到“核電強國”并走向世界的“國家名片”。
為“華龍一號”提供“核芯”力量的,正是中廣核研究院有限公司(下稱“中廣核研究院”)。調研團來到中廣核研究院,走進實驗室,與技術骨干交流。中廣核研究院黨委委員、副總經理周國豐接受了記者專訪,為我們解碼核電“國家名片”背后的深圳科技力量。
采用世界最高安全要求和技術標準
問:中廣核研究院在“華龍一號”技術攻關中承擔了哪些重任?已取得了哪些成果?
答:核電是世界上最為復雜的能源系統,中廣核研究院在“華龍一號”的研發設計中主要承擔了反應堆堆芯與燃料設計工作,這項工作類似手機開發過程中的芯片研發。除此以外,我們還承擔了運行控制與保護系統設計、安全分析與嚴重事故緩解、涉核專用設計軟件包開發、試驗驗證等核心研發設計工作,以及“華龍一號”示范堆的國家安全評審、現場調試啟動支持與多個系統的首臺套設備供貨保障。
研發設計過程中,中廣核研究院采用世界最高安全要求和最新技術標準,掌握了具有自主知識產權的三代核電技術,獲得了國內外頂級技術專家的認可。“華龍一號”具備“177組燃料組件堆芯”“多重冗余的安全系統”“能動與非能動相結合的安全措施”等多項先進技術,可滿足72小時電廠自治的要求,具有明顯的安全性和先進性。
目前,國內中廣核旗下已開工建設的采用“華龍一號”的項目有中廣核防城港核電3、4號機組、廣東太平嶺核電1、2號機組、浙江三澳核電1、2號機組。在國外,“華龍一號”先后通過了歐洲用戶要求認證(EUR)和英國通用設計審查(GDA),全球有越來越多國家認可“華龍一號”,認可中國核電技術。
進軍核電科研“深水區”“無人區”
問:作為目前全球最先進的核電綜合實驗室之一,中廣核綜合熱工水力與安全實驗室在“華龍一號”技術研發設計中發揮了什么作用?研發和實驗中想必有一些令人難忘的故事吧?
答:實驗室占地面積超過5萬平方米,總投資10億元,從2010年12月籌建,至2012年9月正式建成,建設了大型實驗裝置20余個,具備完備的核反應堆工程實驗能力,能滿足第三代和第四代核電技術的研發需求。它不僅是廣東省唯一核電大型綜合實驗室、廣東省核電安全企業重點實驗室,同時也是國家自主核電站開發的主要專門核電工程實驗室之一、國內首家專注于民用核電的大型試驗研究基地。
實驗是反應堆型號研發、燃料研發過程中的必要環節,是反應堆創新研發的支撐基礎。“華龍一號”要使用的新技術,很多數據都出自這個實驗室。在這里,我們的科研人員涉足了核電科研的“深水區”“無人區”,開展了很多項原始創新的技術研發。
比如,我們所開展的臨界熱流密度試驗,探尋反應堆堆芯安全工作的邊界。這個邊界可以理解為懸崖,超過了,反應堆燃料組件包殼就可能因高溫破損。如何找到這個臨界點?光靠計算是算不出來的,世界上各個核電大國在研發過程中都是通過實驗得出數據,再以此設計開發相應的軟件。我們下定決心要攻克這項關鍵技術。實驗室建成后的第二年,相應實驗裝置就做好了,但整整3年一個實驗數據都沒有得到。我們經歷了一次又一次的失敗,常常一聲巨響,一切歸零。
2016年10月,一次實驗過程中,夜半時分,溫度從300多度突然飛升到600多度,我們終于得到了第一個數據。實驗人員高興得跳了起來,當即發了一條朋友圈:“五年磨一劍”。可后來一看,數據質量不高,一次獲得的數據數量較少。接下來,又是3年的技術攻關。到2019年,終于取得了重大突破,一次實驗就能就得到六七十個高質量數據。再磨礪了3年,現在我們一年可以得到300個以上實驗數據。為了這些數據,我們整個團隊從2012年開始就沒有過完整的雙休日和節假日,每天24小時輪班連軸轉。
所得到的系列實驗數據是我們各項研發工作的重要支撐,為反應堆新堆型研發、燃料、軟件自主化研發提供了設計輸入及驗證依據,驗證設計的可行性,檢驗設備的安全性能,為反應堆全壽期運行“保駕護航”。
助力我國具備年產8至10套核電裝備的制造能力
問:中廣核研究院立足深圳取得了多項科技大獎,這些獎項涉及哪些科技成就,對于推動核電行業高質量發展有著怎樣的作用?
答:2006年11月,中廣核研究院在深圳成立。作為中國廣核集團最重要的核電科技研發平臺,中廣核研究院成立至今共承擔了國家、省、市和集團級科研項目294項,其中國家級92項、省市級65項,累計獲得科研經費逾60億元,始終為中國廣核集團核電主業提供強有力的技術支持,引領核電科技創新。
通過承擔重大科研專項,中廣核研究院持續突破重大核電裝備、先進燃料、核電專用軟件、重要儀器儀表等關鍵技術,目前已基本實現核電技術裝備自主可控。中廣核研究院通過承擔集團戰略專項,提前布局新一代核反應堆,搶占國際先進核能前沿技術高地。到目前為止,中廣核研究院共獲得廣東省科技進步一等獎等省部級獎項172項,中國專利獎銀獎及專利授權1120項,核電領域國家標準編制150項。
中廣核研究院也在持續統籌和帶動行業共同發展,牽頭組建“核電智能裝備與機器人技術創新聯盟”“國家能源核級設備研發中心”“中廣核——哈工大先進核能與新能源研究院”等近20個行業組織、國家級研發平臺和聯合共建實驗室,與各方形成合力,聯合集中攻關。同時,充分開放共享“綜合熱工水力與安全實驗室”等高水平科技創新設施,助力行業技術創新發展。并通過與國內裝備制造企業聯合研發,共同推動我國核電重大裝備制造加工水平不斷提升,助力我國具備年產8至10套核電裝備的制造能力。
在深圳打造核能原創技術策源地
問:前段時間,深圳出臺《關于發展壯大戰略性新興產業集群和培育發展未來產業的意見》,中廣核研究院將為深圳新能源產業鏈和生態鏈的構建發揮什么作用?未來的發展方向和目標是什么?
答:新能源屬于深圳“20+8”產業中的戰略性新興產業集群之一。作為總部在深圳的央企研究院,中廣核研究院一直是深圳科技創新和產業發展的政策建議者、踐行者和受益者。我們是8個深圳市重點實驗室和工程技術研究中心的依托建設單位,先后獲批多個技術攻關重點項目和人才團隊項目,并充分享受高端人才引進的優惠政策。
中廣核研究院將積極落實相關政策,圍繞核能和氫能的產業鏈部署創新鏈,圍繞創新鏈布局產業鏈,強化原始創新和顛覆性技術創新,加強前沿技術研發,加大關鍵核心技術攻關力度,構建自主安全、多元可控的產業鏈、供應鏈;促進產業鏈上下游協同聯動,以點帶面鍛長板、補短板,實現產業梯次發展和整體躍升。
面向“十四五”及中長期,中廣核研究院將持續推進“華龍一號”三代核電技術優化改進,加快推進核燃料自主研發及工程應用,推進事故容錯燃料等前沿技術研發,重點開展第四代核電技術、新堆型等前沿技術攻關。我們在核電技術設計上追求的是“更安全、更先進、更經濟”。安全是首要的,我們將在目前“華龍一號”技術基礎上,進一步提高安全性、經濟性和競爭力。
我們將以建設中國南方原子能科學與技術創新中心為契機,充分用好“20+8”等政策,結合正在開展的公司科研體制機制改革,開門搞科研,推進重點項目協同和研發活動一體化,加快構建龍頭企業牽頭、高校院所支撐、各創新主體相互協同的創新聯合體,在技術、人才、平臺設施等方面創新合作機制,持續促進科研創新鏈與產業鏈的深度融合。
未來,我們將在深圳持續打造核能領域的原創技術策源地,建設核能產業鏈“鏈長”,為深圳及中國核電技術科技創新、產業發展貢獻力量。
中廣核是我國最大、全球第三大核電企業
40余年來,從跟跑到領跑,從引進來到走出去,中廣核用“低頭靠勇氣,抬頭靠實力”的魄力,蹚出了一條“引進、消化、吸收、再創新”的中國核電自主發展之路
在國內擁有八大核電基地,在運核電機組26臺,在建6臺機組全部采用自主三代核電技術“華龍一號”
構建6+1產業體系,業務覆蓋核能、核燃料、新能源、非動力核技術、數字化、科技型環保等領域,擁有5個上市平臺,總資產超7800億元
截至2022年6月30日,在運清潔電力裝機容量超7000萬千瓦,其中核電2939萬千瓦,新能源超過4100萬千瓦
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