全球核能聚焦三代核電,三代核電聚焦AP1000首堆。2018年9月21日,AP1000全球首堆三門核電1號機組于投入商業運行。這是全球第一臺建成的AP1000機組,也是我國第一臺建成的三代核電機組。時值改革開放40周年,我國三代核電的發展,是我國綜合國力提升的體現,更是改革開放40周年成果的一個縮影。
1978年,以黨的十一屆三中全會為標志,中國開啟了改革開放的歷史征程。1991年,我國大陸第一座自行設計、建造和運營管理的核電站秦山核電站投產。
1994年,改革開放后中外合作的典范工程——大亞灣核電站投產,這是大陸首座使用國外技術和資金建設的核電站,為實現中國大陸大型商用核電站發展奠定了基礎。
本世紀初,隨著改革開放的深入,行進在快速崛起道路上的中國,經濟發展、能源電力供給不足的矛盾日益凸顯,改善能源結構,核電技術的引進消化吸收和再創新技術路線勢在必行。
2003年至2007年,黨中央經過廣泛聽取意見、深入研究,通過國際招標,引進了采用世界最先進的AP1000技術建造第三代核電站。
2007年5月,隨著AP1000三代核電自主化依托項目合同簽字儀式在北京人民大會堂舉行,我國三代核電開始揚帆遠航。
項目建設——會當水擊三千里
2007年7月6日,國核工程有限公司在三代核電自主化的背景下應運而生。公司肩負核電強國夢的國家使命,落實國家“高起點引進國外先進技術,通過消化、吸收、再創新,實現整個核電產業水平提升”的核電自主化戰略部署,主要負責三代核電AP1000自主化依托項目三門、海陽4臺機組的建設管理工作,承擔國家重大專項CAP1400示范工程及后續機組的總承包建設管理。
在依托項目建設過程中,國核工程通過與西屋聯隊聯合進行項目管理的方式,引進美國先進的項目管理技術和工具,培養國內三代核電的工程管理能力,為三代核電自主化的研發、設計、設備制造、工程管理、運行服務等多領域提供經驗反饋,為我國三代核電自主化建設奠定了堅實的基礎。
2009年3月29日,依托項目首臺機組——三門核電1號機組核島筏基第一罐混凝土開始澆筑。這是我國在核電工程建設中首次采用核島筏基混凝土一次性整體澆筑的先進方式,也創造了世界上核電廠核島筏基大體積混凝土整體連續澆筑的成功范例。標志著我國掌握了核電站核島筏基混凝土一次性整體澆筑的先進技術,也標志著三代核電自主化依托項目工程建設全面展開。
6月,三門1號機組核島建設迎來了另一個挑戰——最大的結構模塊CA20模塊吊裝就位。該模塊高20多米,起吊重量達到968噸。它的成功就位開啟了我國核電站工程建設進入模塊化建造新時代的帷幕,為我國后續核電站工程大規模使用模塊化建設積累了寶貴經驗。
產業提升——敢教日月換新天
三代核電技術的引進,不僅是為了提高我國核電技術設計和建造水平,同時也要提高我國裝備制造業的水平,讓中國的設備生產廠能夠造出更先進,尤其是核心設備。因此,設備國產化是我國核電自主化的重要內容。
核電裝備制造是一個系統工程,大到近70米高的鋼制安全殼,小到幾毫米厚的核級墊片,要調動幾百家制造企業通力合作。而三代核電對設備的要求要遠遠高于二代核電,一是使用壽命達到60年,二是可靠性和安全性增強。比如,原來二代核電設備很多是由眾多組件焊接而成的,而AP1000的設備盡量整體鍛造,工藝難度大大提高。很多設備的制造在國際上都沒有先例,所以項目還未開工,國內制造企業就面臨著一塊又一塊難啃的骨頭。
在依托項目建設過程中,國核工程作為核島總包方,不但承擔了核島設備的采購,同時也義不容辭地擔負起了供應商幫扶的責任,帶領國內企業攻克一個個設備國產化的技術難關。
在AP1000三代核電自主化依托項目上,四臺機組核島設備國產化率逐步提升,依次為31.5%、44.4%、71.8%、72%。AP1000依托項目核島關鍵設備國產化供貨任務全部完成(包括反應堆壓力容器、主管道、穩壓器、堆芯補水箱、安注箱、鋼制安全殼、一體化堆頂組件、蒸汽發生器、堆內構件、控制棒驅動機構)。超大型鍛件、核級鋯材、核級電纜、690U型管、安全殼鋼板、雙向不銹鋼板等關鍵材料研制成功,比原國外采購價格下降了30%到50%,填補了國內空白。
經過三代核電設備國產化努力,國核工程組織國內企業在三代核電設備設計和制造國產化與自主化方面實現了全面突破,取得了一系列填補國內空白的成果,形成三代核電機組設備國產化成套供應能力,為我國供給側改革提供了強大助力。關鍵設備具備兩到三家合格供應商,具備年產多臺套的制造能力,產能支持后續項目批量化建設。
重大專項——無限風光在險峰
CAP1400核電技術是國家電投承擔的十六項國家重大專項之一“大型先進壓水堆及高溫氣冷堆核電站”的課題成果,實際發電能力可以達到155萬千瓦。功率的提升,不僅僅是把設備尺寸簡單放大,也要重新設計反應堆堆芯、蒸汽發生器、主泵、鋼制安全殼、汽輪發電機組等關鍵設備。隨著堆內燃料組件從157增加到193,整個系統的水力熱力分布,振動等等要重新計算,安全系統容量、安全殼強度、設備支撐等等也要推倒重來,難度不亞于設計一臺新機組。
同時,CAP1400的建造難度也大幅提高,如核島筏基混凝土的澆筑量達到1.5萬立方米,是AP1000的三倍,也將創下國際核電廠大體積混凝土一次性澆筑之最。另外CAP1400將在國內首次使用鋼板混凝土屏蔽墻結構,這種能夠抵御商用大飛機撞擊的屏蔽墻,其施工技術又將成為一個新的全國首創。
CAP1400示范工程已經在山東榮成落戶,底板鋼筋綁扎完畢,部分安全殼組件和大型模塊拼裝完畢,靜候開工。它的成功建設,必將為我國三代核電自主化寫下更加濃重的一筆。
今年習近平總書記在首屆進博會開幕式上強調:“要開放不要封閉,要合作不要對抗,要共贏不要獨占。”40年改革開放,見證了我國核電行業的起步、發展和騰飛。能源建設和生態文明建設任重而道遠,我們在三代核電自主化上的努力遠未停止。在我國三代核電后續項目中,國核工程將繼續貫徹集團發展戰略,落實黨中央綠色發展理念,堅持引進來和走出去并重,加強創新能力開放合作,抒寫中國核電發展的新篇章,為建設美麗中國、實現核電強國夢做出新的貢獻!
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