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“華龍一號”全球首堆工程騰飛倒計時

2019-05-10 09:35:00 來源: 中青在線 作者: 張均斌
摘要:4月27日,福清核電5號機組一回路水壓試驗正式啟動。

  原標題:“華龍一號”全球首堆騰飛倒計時

  錚錚“龍骨”上的年輕人

  “華龍一號”核島內部。

  在福建省東部沿海的小城市福清,沿著海岸線往內陸幾公里,分布著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”。從2008年開始,中核集團福清核電1~6號機組的建設就在這里緊鑼密鼓地進行著。

  除了業內人士及當地居民,前四臺核電建設的消息并沒有引起社會多大關注。近年,真正讓福清核電聲名鵲起的是其5號機組的開工。作為我國具有完全自主知識產權的三代核電機型,“華龍一號”全球首堆示范工程的如期建設,受到了廣泛關注。

  4月27日,隨著現場總指揮一聲令下,福清核電5號機組一回路水壓試驗正式啟動,這標志著該機組提前50天啟動冷態功能試驗,由安裝全面轉入調試階段。這是對機組性能的第一次全面“體檢”。首堆能否如期推進,“體檢”報告十分關鍵。

  如果一切順利,5號機組預期在3個月之后開始熱態性能試驗,計劃于年底進行首次裝料。按照60個月的建造工期,明年5月,真正意義上由我們自己雙手促成的核裂變釋放的巨大能量將通過電網送達千家萬戶。

  對于一些年輕人來說,這一刻他們已經等待了太久,從5號機組澆筑第一罐混凝土開始到完成穹頂吊裝再到調試試驗,轉眼過去了四年。這四年,他們中的很多人在為系統的不斷優化、關鍵設備性能的不斷改進而埋首于試驗臺前;也有人背井離鄉,帶著妻兒駐扎施工現場,為建設的每一步提供技術支持。現在,核電“巨龍”正式進入騰飛倒計時,“巨龍”身上的每一塊“龍骨”,都閃耀著他們的青春光輝。

  我們站在前輩們的肩膀上,沒啥可怕的

  余平剛來福清時,他的寶寶才兩歲,剛過了蹣跚學步的年紀,轉眼間,三年快過去了,寶寶已經快上小學了。這些年,除了2016年的春節,余平幾乎再沒有回過家。

  余平家在四川成都,5號機組建設之前,他一直在中核集團核動力院做著“華龍一號”關鍵設備的研究和設計工作,對其“心臟”設計了如指掌。福清核電5、6號機組獲批建設后,核動力院作為“華龍一號”主回路和關鍵主設備的設計和研發機構,必須有人在現場為建設提供技術支持。至于派誰去,院里和他雙方都有著默契。

  “做了這么多年研究,我就想看到自己的設計圖變成實物的樣子,到現場,也能檢驗我的生平所學。”余平說,核工業的發展需要漫長的時間積淀,許多老一輩的專家直到去世也沒能看到“華龍一號”的落成,相比之下,“我能去現場看到它建成,已經很幸運了。”

  上世紀70年代,我國第一代核潛艇陸上模式堆建設成功。隨后,黨和國家領導人就提出,“二機部(中核集團前身)不能光是爆炸部,還是要搞原子能發電。”彼時,離世界第一座商用核電站——美國希平港核電站并網發電已過去了近20年。

  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,這相當于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,骨子里有著那種屬于核動力院人的驕傲,尤其這件“丟人”的事還涉及到他的專業領域。

  2013年開始,在院里的支持下,馬權就拉著相關專業的四五個人組了個團隊,著手開發自主的DCS系統,這套后來被命名為“龍鱗系統”的DCS系統前后開發歷時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。

  “龍鱗系統”開發的難處,馬權基本沒提,從項目一開始,他就對項目的成功充滿信心,“因為院里有各方面大量的積累,我們站在前輩們的肩膀上,沒啥可怕的。”

  設計之初,“華龍一號”就奔著“走出去”的目標

  1997年的一個午后,距離成都百余公里的山坳中,一棟兩層辦公樓里回蕩著激烈爭論的聲音,二十幾名科研人員在此討論著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”的開花結果,中間歷時二十余年。

  作為我國核電走向世界的“國家名片”,“華龍一號”是我國具有完全自主知識產權的三代核電技術,其全球首堆建設設備國產化率不低于85%。從研發到設計到建造,“自主性”每提高一個百分點,其中都是核工業人日復一日地層層攻關所實現的。

  比如“龍芯”——CF系列燃料元件,這是一個核電機型最核心的部件之一,燃料棒的數量和排列方式直接影響核電廠的效能。在國外的“121堆芯”“157堆芯”等技術的基礎上,1997年的那次討論,創新性地提出了“177堆芯”的概念。這一設計不僅可使核電機組的發電功率得到5%至10%的提升,同時也降低了堆芯內的功率密度,提高了核電站的安全性。

  “從157到177,這不僅是燃料棒數量的增加,更是所有設備參數的調整適應,牽一發而動全身。”從秦山二期核電工程擴建,許余就在核動力院了,除了起步,他經歷了我國核電發展的各個階段。35歲時,他就擔任了核動力院寧德、陽江核電站的總設計師。

  許余說,從設計開始,“華龍一號”就奔著“走出去”的目標,因此所有設備都需要自主設計。這就要求設計人員要“吃透”整套設備,保證各個部件、設計的協調,“每個系統都要經過大量的試驗和驗證才能驗收。”

  馬權記得,研發“龍鱗系統”的時候,他和團隊的大部分時間都是在做試驗,場內做完去場外,發現問題了再回來改進、驗證,“光場外試驗,我們就做了近一年的時間”。他說,對場外試驗印象深刻,是因為場外環境十分惡劣。

  試驗時,系統運行有自己的溫度要求,馬權他們又得一直穿著防靜電的工作服,夏天室外溫度高,又悶又熱,連續十幾個小時的試驗,“別提多難受,那汗粘著衣服,就覺得癢”。好不容易熬過了酷夏,寒冬又來了。每次做試驗都得12個小時以上,到了夜里,溫度更低,為了便于操作,大家伙做試驗也不能穿得太厚,只能凍著。

  “團隊里每個成員幾乎都在試驗時感冒過,大家也不說請假休息,就吃藥在現場待著。因為人手不足,少了一個人,意味著其他人就得在現場多盯幾個小時,大家都不想給對方添麻煩。”馬權說。

  青年人的一個共同目標是無怨無悔地工作

  如果給“華龍一號”壓力最大的技術攻關排個序,LBB(破前漏)泄漏監測系統的研發一定在前面。用核動力院人的話,“這真是趕著工期進行的”。

  2011年2月28日,“華龍一號”的前身——CP1000機型開始進行安全審查,順利結束。然而,3月11日,日本福島第一核電站發生放射性物質泄漏事故,受其影響,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。

  “想起來都心酸,‘華龍一號’真是好事多磨。”劉昌文此前在接受媒體采訪時說,“就好像婚禮上迎親的隊伍已經出去了,突然這婚不結了。對一些技術人員來說打擊很大,畢竟從1997年開始,十余年的辛苦工作,戛然而止。但是喝悶酒也解決不了問題,大家就相互打氣,相互鼓勵,對標世界上最先進的技術和最嚴格的標準,改進我們的‘華龍一號’。”

  在這背景下,LBB泄漏監測系統的研發就上馬了,目的是給核電安全運行加一層保險,當一回路主管道和波動管早期發生冷卻劑微小泄漏的時候,系統能及時發現,以便核電站采取必要的安全措施避免反應堆發生失水事故,有效避免反應堆一回路系統放射性介質外漏造成核輻射影響,避免核電站發生核安全事故。

  何攀是LBB泄漏監測系統研制課題的負責人,2015年開始攻關的時候,他整宿整宿睡不著,因為同期“華龍一號”首堆已經開始建設,要是因為他的進展不利導致首堆的工期延誤,他心里過意不去。

  因此,2015年5月至12月,短短8個月,何攀團隊完成了15個試驗件、60多個工況的試驗,針對不同場景、不同環境,收集了大量數據,直至產品符合各項標準。“當時就覺得特別感動,一群人為了一個共同的目標,無怨無悔地工作。”何攀說,每次試驗,大家都得在現場待6~8個小時,而且整個工作環境是在高溫高壓下的,冬天還好,夏天時,站在管道旁,幾分鐘,衣服就能濕透。

  “大家都知道時間緊,任務重,經常整宿守在儀器旁,實在太困了,就打個盹,然后接著干。“何攀說,他覺得團隊里的每一個成員都很可愛。說這話的時候,他也沒想自己也是這個團隊的一員,后來想起,又不好意思地笑了笑。

  “華龍一號”已經走過了最艱難的路

  5號機組畢竟是首堆,即使此前做了充足準備,現場施工安裝的時候,仍是問題不斷。這幾年,大大小小的問題,余平處理了很多。小到某個螺絲釘的卡涉,大到蒸汽發生器的積水、銹蝕——就是在一個高達23米、重達350噸的不規則容器中尋找積水、銹蝕點,然后找出原因。

  他回憶,其中最驚險的大概要屬堆腔盛水試驗了。2018年9月,工期進展到了堆腔盛水試驗這一步,往核電站的堆腔注滿水,靜置15天,然后檢查其密封性。試驗的成敗直接關系到核電站的安全性。結果試驗一開始就不順利,水注入,就漏了。余平他們又開始了極其復雜的排查、設計工作,直到當年9月30日,才拿出一份詳細的方案,到現場一實施,結果還是不行。

  “當時真的很著急,馬上就是十一放假了,這個試驗又有重大風險,假期不能進行。這要是一耽擱……不,根本耽擱不起。”余平清楚地記得,當天大家就在現場不斷調試,一直到10月1日凌晨三時多,問題才解決。說起這事,余平長長噓了口氣,他說,進入冷試后,自己心安了很多,“華龍一號”已經走過了最艱難的路。

  余平在福清已經住了33個月了,妻子辭去了成都的工作,帶著寶寶陪著他。如果一切順利,余平想等后年6號機組并網發電,他們就可以回家了。“寶寶明年就要上小學了,到時候只能她們先回去了,挺不舍的。”他說。

  把更多機會留給年輕人

  等福清核電5、6號機組建設完,余平還想再跟幾個核電現場,他覺得機會很難得,只有在施工一線,才能驗證自己設計的種種想法的合理性;馬權、何攀還是在各自的領域里深耕,他們準備多申請幾個項目、課題,為提高我國核電的自主性再助把力……中核集團和院里給了年輕人這樣的舞臺,讓他們發揮各自所長。

  現在,馬權的團隊已經有350多個人了,基本都是年輕人,年紀最小的是98年生的。馬權說,中核集團和院里的制度對年輕人的成長還是很好的,它們會設計金額不同的項目、課題,鼓勵年輕人做研究,從簡單項目做起,有能力后再步步深入。老專家們指導這些娃娃們做課題時總是樂呵呵的,碰到意見相左時,爭論幾句也無所謂,“真理是討論出來的嘛”。

  何攀也很喜歡院里的科研氛圍,老專家傳幫帶,年輕人有沖勁,大家都是為了干事業。核動力院很多年輕人引以為豪的一點是,在院里,收入最高的不是院領導,是總師系統里的科研骨干,特別是對年輕技術骨干有很大傾斜。

  中國核工業發展靠的是什么?“靠人才。”去年適逢改革開放40周年,中核集團董事長余劍鋒談到我國核工業的發展時給出了這個答案。他說:“中核集團的核心競爭力是擁有涵蓋核工業所有產業環節的23個科研院所。只有把這23個科研院所培養成在技術和創新性上都達到國際先進水平,才能真正領先,這才是中核集團將來的愿景。”

  許余現在是核動力院核電工程指揮部副總指揮,從技術崗到管理崗,他希望把更多的機會留給年輕人,“攻破核電的‘卡脖子’環節需要一代代人的努力,實現每一塊‘龍骨’的完全自主化也需要,錚錚‘龍骨’需要年輕人。”


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