很少有人知道它叫杨柳山,如今它却吸引了全世界的目光,一种能量正在这里发生着裂变――我国第一座自主设计、自主建造、自主管理、自主运营的大型商用核电站,就耸立在它那坚固的基石上。建设者称它为:秦山二期核电站;世人称它为:奇迹。
4月28日,秦山二期工程1、2号机组以优异的运行业绩顺利通过国家竣工验收
“以热爱祖国为荣,以国家利益为重。”这坚定的信念,激励着核工业人创造出一个又一个奇迹。
难度再大,也要建成中国自己的商用核电站
建造自己的商用核电站,这是多少人的期盼。但是在市场经济时代,在要不要发展民族核电问题上,出现了争论。内行外行都清楚,国产化是与困难相伴的,国产化程度越高,意味着设计和建设的难度越大。何况核电的安全问题更是非同一般。
“何必要冒险,为什么不能像别的项目一样,到国际上购买呢?”的确,同样是花钱,买一座交钥匙工程确实省心省力。但是,“任何一国在卖核电站时,都不会把关键技术交给你,发展核电的命运等于掌握在别人手里。要使我国的核电事业得到可持续发展,必须拥有自己的知识产权,拥有核心技术,拥有一批经验丰富的核科研领域的专家。”“只靠引进,结果就是永远看别人的脸色,受制于人。”这是不争的事实,只有自主创新才能加快发展,实现民族振兴,使我们的国家立足于世界民族之林。“风险再大,困难再多,也要发展民族核电。”
在个人的荣辱安危与国家民族的利益发生碰撞需要作出抉择时,总有人挺起脊梁,把国家民族的利益担在肩上。中国核工业集团公司,凭借几十年军用核动力的研制经验和秦山一期的成功实践,毅然决定在秦山二期60万千瓦项目中,自主设计、自主建造、自主管理、自主运营我国第一座商用核电站。中核集团总经理康日新的那句话意味深长:“秦山二期成功与否,关系到核电国产化的命运。”
对核工业人而言,自主设计、建造国产核电站,是继“两弹”的辉煌之后再次为国家民族建功立业的机会,也是核工业队伍摆脱在新形势下出现停产、下岗困境的难得机遇。秦山二期的承建者、中核集团核电秦山联营有限公司董事长李永江说：“我们没有退路,只能成功。”正是这种不畏压力、一往无前的勇气,使核电国产化实现了历史性跨越。
顽强拼搏,国产化最雄壮的旋律
1996年,作为我国“九五”期间开工的四座核电站中唯一的国产化项目,秦山二期在世人关注的目光中正式开工。
困难远比想象中的多。
设计是关键,建造是基础。而这第一座60万千瓦商用核电站开工时,业主拿到的土建施工图纸只有总量的6%。按国际建造核电站的惯例,有60%的图纸到位,才具备开工的条件。设计部门出图量低的原因,又恰恰是国产化的难度造成的。当时,秦山二期的设计,如果采用大亚湾的90万千瓦设计图,是最为稳妥的方案。但是,我国汽轮机的配套能力只能达到60万千瓦,为了提升国产化率,秦山二期把大亚湾的三个环路改为二个。看似简简单单的改动,却使得厂房布置、土建结构、力学计算、反应堆安全设计、热工水力计算等等都发生了重大变化。
为了控制投资,降低造价,秦山二期需要引进的设备从原定的“一国采购”,改为在全球范围内多国采购。这样一来,进口设备的价格控制住了,设计、安装及调试的难度却增加了。标准规范不配套、设备接口不统一,许多进口设备不能及时拿到技术参数等等问题,都出现了。
本着“凡国内能生产都选用国内的”原则,秦山二期在压力容器、蒸汽发生器、堆内构件和主变压器等55项关键设备中,有47项由国内生产。由于我国制造工业的能力与国际水平相比尚有差距,核电设备采用的一些新材料,还得从试制开始……
“国产化到底行不行?”“这种状况何时才能建成,工期哪能保证。”是放弃还是继续前进?核工业人选择了后者。核工业第二研究设计院,承担了秦山二期的总体设计,核工业第一研究设计院、华东电力设计院、上海锅炉厂、哈尔滨汽轮机厂等国内研究院所和企业,承担了核电站55项关键设备中47项设备的设计和制造任务。几年的施工建设,无论遇到多大的困难,每一方都以大局为重,以祖国的荣誉为重,同舟共济,顽强拼搏,攻克一个又一个难关,赢得一个又一个胜利。
为了施工进度,建设单位的人等在设计院门口,关键的图纸一出来,派人坐飞机赶赴施工现场。工人等候在现场,接到图纸立即施工。有时候,先按照草图进行施工准备,等设计图纸一定稿,建设方就立刻进行施工。
为了抢回设备制造延误的工期,秦山二期采取了一个前所未有的施工方案:在责任不转移的前提下,安装提前介入土建,调试提前介入安装,运行提前介入调试。这是一项挑战国际惯例的大胆决定,实践证明,这种独创不仅抢回了工期,让1号机组提前47天投入运行,更重要的是为秦山二期打造了一套独特的科学管理办法。
在调试阶段,设计、设备、安装等各个环节的问题都暴露出来了。秦山二期进行了760多项试验,通过科学合理的改进,使来自十多个国家的设备实现了标准规范的相容性和接口的一致性,让各个系统顺利对接,达到了安全运行的要求。
几百个系统、30万个部件、上百万张设计图纸……秦山二期成功了,它实现了核电国产化的历史性跨越,为祖国赢得了荣誉。这是来之不易的跨越,这是设计者、建设者们用血汗和智慧换来的。
名副其实,这是一座真正属于中国的核电站
2004年5月3日,秦山二期两台机组全面建成投产。“这座核电站既不是法国的,也不是俄罗斯的,而是中国的。”站在干净整洁的厂区里,秦山二期总设计师叶奇蓁院士骄傲地说。
秦山二期汲取了在役核电站的经验,在设计、建造、调试等方面进行了多项重大创新,反应堆堆芯设计、反应堆厂房及安全壳设计、延长压力容器寿命、堆内构件流致振动分析等核心技术方面,共取得了300多项技术创新和改进成果。这些技术创新提高了核电站的安全水平、技术性能和运行可靠性。核电站的总体性能达到了20世纪90年代国际同类核电站的先进水平。
秦山二期的主要创新成果有:
――自主设计121个17×17组件构成的堆芯,采用国产燃料组件,降低了平均线功率密度,提高了堆芯的安全裕度。
――增加堆内构件与压力容器之间的水层,使其寿命可从40年增到60年。
――优化安全系统设计,增大专设安全系统的可靠性和冗余度,加大安全壳自由空间,提高了核电站的安全性。
――在国内首次进行堆内构件流致振动模型试验和高温高压下的堆内实测,结果完全满足规范要求。
――优化设备设计和系统参数,提高了核电站的发电力。机组平均发电可达到67万千瓦,高于60万千瓦的设计值。
――完全自主开发了反应堆控制棒驱动机构,控制棒落棒时间1.5秒(法规要求小于2.4秒);步进考核达到850万步(法规要求120万步,设计240万步),预计可达l000万步,综合指标达到国际先进水平。
――在国内首次整体吊装反应堆厂房安全壳穹顶。国内其它几座核电站在建设中均参考了这一成果进行吊装。
2004年,秦山二期核电站的设计与建造,获国家科技进步一等奖。
四个自主,为核电国产化奠定坚固的基石
叶奇蓁院士说,秦山二期实现了三大历史性跨越:一是通过引进和消化吸收国外先进技术,大幅度提高了我国自主设计、研制国际先进水平核电站的能力;二是实现了核电建设由完全依靠行政安排,到遵循市场经济规律运行;三是实现了由建设30万千瓦原型堆,到建设60万千瓦标准化商用堆。跨越的意义,在于为中国自主设计、建造拥有自主知识产权的百万千瓦级核电机组打下了基础,为打造中国核电的民族品牌打下了基础。
李永江说,“通过秦山二期的建设,我们积累了科研设计、建筑安装、工程监理、设备制造、调试运行等一整套国产化核电建设经验,创造了具有自主知识产权的60万千瓦级核电机组的品牌。”
自主设计是核电国产化的核心,秦山二期通过自主选定设计目标,确定技术方案,选定技术参数,确定关键设备的功能指标,把技术决策权牢牢掌握在中国人手中，不仅实现了核心技术的重要突破,许多参数甚至达到国际领先水平。
秦山二期的建设也取得了突破性成就。首台60万千瓦机组建设工期为70.5个月,比计划缩短47天,单位造价1330美元/千瓦,远低于我国同期引进的核电项目。根据世界能源组织最新公布的核电站单位功率造价,秦山二期是世界上已建核电站中最低的之一。
核电国产化的最终落脚点是自主管理和自主运营。秦山二期通过跟踪设计院,深入设备制造厂取得第一手资料,结合生产运行的实际,用4年时间,编写出了近6000万字的运行规程、管理程序、系统调试规程、培训教材、质量管理手册。具有自主知识产权的种类齐全的核电站运行管理体系在这里诞生了。
秦山二期两台机组分别于2002年4月和2004年5月投入商业运行,成功地安全运行至今,而且创造了投产当年即盈利的业绩。负荷因子是衡量一座核电站运行水平的综合指标。秦山二期1号机组运行第一年,负荷因子达到74.9%,2003年达到81.2%,2004年达到82.2%,2005年两台机组的平均负荷因子达到了89%。法国同行在参观后表示惊讶:“在核电站运行之初,这样高的负荷因子是很不容易的。”
秦山二期,不仅使我国掌握了核电建设关键技术,更重要的是培养了一批掌握自主设计和项目管理能力的专业人才,他们在秦山二期的建设实践中得到了锻炼,提高了水平,成为我国核电建设的骨干力量。
秦山二期的建设,带动了国内装备制造业的进步,1号机组国产化率只有51%,而2号机组的国产化率则达到了59%。机械、电子、仪表等相关产业在核电国产化的要求下,迅速向国际水平靠拢。正像人们所期望的,核电国产化可以促进我国综合国力的迅速提升。上海市核电办主任李鹤富说:“秦山二期不仅仅是使用国产设备,还先期为国产设备的研发提供经费”。
目前,上海已经形成了有几万员工、180多家企业的核电设备制造队伍,拥有专用设备,组成了机电、化工、仪表等行业的产业体系,基本具备了核电厂主要设备的制造能力。
到2020年,我国要建成4000万千瓦核电机组,将在目前水平上新增3200万千瓦,我国的核电事业正在进入一个新的发展时期。秦山二期,为核电事业的国产化打下了基础。
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