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每天一篇全球人文与地理
& @* R- [& M% f+ h1 `4 ?微信公众号：地球知识局- I4 Q0 |3 ~3 d7 q' R6 U0 v
NO.2431- 中国三代核电
; O5 S; h% Y T" H: f" N- R0 n! }作者：杔格/ s8 z! q& H) X# E8 y' @3 m
校稿：辜汉膺 / 编辑：汑洛
2 @; V0 e& R' W& P1 t: \0 C【致谢】本文内容得到了 " 中国核工业集团有限公司 "、" 国资小新 " 以及 " 中核集团宣传文化中心 " 的大力支持，特此感谢。
" S+ t3 r4 i9 f- u近期，有一部热播硬核电视剧引发全网关注。与其他硬核电视剧不同的是，这部电视剧真的硬 " 核 "，含 " 核 " 量高达 100%。这就是《许你万家灯火》——首部全景反映我国核电工业发展历程的电视剧。
( K6 d- x8 R- c" u _, t9 H% R《许你万家灯火》极具年代感，这是因为取景地之一是中国核动力的发源地——九〇九基地。
: N2 E; L0 I4 E0 z: T: E; X7 r中国第一代核潜艇研发实验基地
6 P& }! P) Z. D5 U% c# Q B也是中国核动力研究设计院的前身0 v9 |0 \ }' G* r
（四川乐山，图：中核集团 - 核动力院）▼8 R; L, B* C- `) h
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3 o* g1 f- E6 P3 u9 a! e- W8 l剧组在基地里面内置景，1:1 复刻了主要场景十余个，包括第一座陆上模式堆主控室、核电大院、核电办公楼、核电家属楼、零号点、医院、图书馆、大礼堂等，高度还原了老一辈核工业人的研发和生活环境。5 i% ~' i: A& s* f
而《许你万家灯火》的创作题材，便是中国完全自主知识产权的三代核电技术—— " 华龙一号 "。
S/ e, c0 M+ L* e2 j. O从核潜艇研发起步的中国核工业
1 U" {* G; S% c4 J! i) ^2 ]如何实现拥有世界一流核电站的梦想？
% J% C$ h6 z/ }/ L: J* p7 @, ^1 Y（横屏，图：中核集团 - 福清核电）▼2 @) K; P$ \2 r/ m) C$ u
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) h0 V5 ~* c, Z+ g今年，3 月 25 日正是 " 华龙一号 " 示范工程已经全面建成投运整整一周年的日子。* z& m' s" h0 z5 R# I3 c. [8 {
这个示范工程便位于福建福清核电站▼) i" {8 `% V" `3 H7 ?
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温馨提示：我局有个能源讨论群，能源相关的研究者和爱好者们别错过文末的加群方式哦！2 Y* L; O: V( o- D# Q
开端
7 z, h9 r7 N# f) _上世纪 90 年代，中国二代核电技术逐渐定型并取得了骄人战绩。在此基础上，中国核工业人萌发了自主研发百万千瓦级核电技术的念头。2 |$ n! A$ | U! u" s: ]
秦山二期核电站% E* `9 W" ?( T' f
（图：中核集团 - 中核工程）▼
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. K! U5 j( Q" u' M: U$ P% n6 J1996 年，一个静谧的午后，在核动力院老基地一栋办公楼里，一阵阵激烈的争论声充斥着整个楼道。; I) x2 l% h2 B3 _% L
原来，十几个技术人员正聚集在一间办公室里，讨论着中国自主百万千瓦级核电站方案的主参数。5 q/ \; a1 O+ L$ u& x( g1 o" q7 Q5 j
或许那时，他们谁也没有预料到
0 y. g4 `6 F1 [2 A" B这就是" 华龙一号 " 孕育的起点
" B; V- z8 V- x+ A# F7 l8 S5 Z（横屏，图：中核集团 - 核动力院）▼
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从那一年开始，核动力院在 CNP600"121 堆芯 " 和 M310 二代 + 核电技术 "157 堆芯 " 的基础上，自主创新地提出 "177 堆芯 " 的概念，功率确定为 100 万千瓦，机型确定为 CNP1000，随后开展了论证、设计，完成了一系列关键性验证性试验。
% ^8 B/ r1 B2 i; V2005 年 10 月，原国家环保总局核安全中心对《CNP1000 核电厂初步安全分析报告》进行了预审评。审评认为：CNP1000 设计比国内同类核电技术在安全方面的设计更加全面和周到，将 CNP1000 核电技术定位于 " 二代改进型 " 核电技术是准确和符合实际的，经局部设计改进后具备上工程的条件。7 y' P0 C3 B, b/ y% l
CNP1000 核电站概念图* V* a1 k6 s0 E
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直至 2007 年 4 月，中核集团将 CNP1000 更名为CP1000，在前期研发工作的基础上，开展了一系列工作。) G2 l6 X+ [% F' u7 o. Z$ E
2010 年 4 月，CP1000 通过中国核能行业协会组织的国内专家审查，获得业界认可，完全具备上工程的所有条件。2011 年，国家核安全局已经受理以福清核电 5、6 号为项目背景 CP1000 安全审评工作，第一次初步安全分析报告对话会在同年 2 月 28 日、3 月 1 日两天召开。此时，福清现场负挖已经启动，预计当年年底实现福清 5 号机组浇灌第一罐混凝土。
% U& B) W6 b6 g. c6 E& U! A8 _2011 年，福清现场负挖( s1 U* K$ H- t1 D H: B1 V
如果没有另一个意外$ }, U' B z3 _: y; R
我们见到的不一定是今天的 " 华龙一号 " 了6 L: j* I2 \( J3 ?( i D
（图：中核集团 - 福清核电）▼4 s$ w. Q" y! Z$ V
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一切都在按部就班进行，我国自主百万千瓦级核电即将落地成为现实。2011 年 3 月 11 日，东日本发生的里氏 9.0 级巨大地震引发的海啸，彻底改变了这一切。当时世界上最大的在役核电站——福岛核电站，发生事故。
" B' y' {% e2 [当年的事故，其影响持续至今% N$ J9 M* z* ^# z/ F
（图：Google Maps）▼
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在此背景下，国家提出今后国内新建核电站必须以世界最高安全标准来审查，并满足三代核电技术要求。
. W/ w$ H( `% I中核集团中国核电工程有限公司作为 " 华龙一号 "研发设计牵头单位，携手核动力院等 17 家科研院所、高校，58 家国有企业，140 余家民营企业，带动上下游产业链 5300 多家企业，全力冲击我国自主三代核电技术。6 m9 _4 a% ~% b6 x% D
2012 年 3 月的核安全峰会上，中国宣布 "在确保安全的基础上高效发展核电" 的核电发展战略。9 O* X8 [9 n. P* \, J
攻关
3 h' I3 _7 u/ `9 y为应对世界核电发展数十年未有之大变局，中核集团启动核电技术重点科技专项攻关，在 CP1000 工程设计的基础上，消化吸收引进三代核电技术，充分考虑日本福岛核事故后的经验反馈，依据国家最新核安全法规要求，研发具有我国自主知识产权的三代核电技术——ACP1000。1 c# u/ `7 b* `$ I3 l; S# N
ACP1000 肩负着带动核电相关领域关键技术提升、实现工程化应用、真正树立我国自主核电品牌、实现核电 " 走出去 " 目标的使命，被视为中国占领核电技术制高点的重要标志性工程。
5 c$ g+ x2 e; X2013 年 4 月，在国家能源局和国家核安全局的指导下，为步调一致开拓国际核电市场，包括中核集团 ACP1000 在内的国内百万千瓦级相关技术进行融合，形成我国自主知识产权、自主品牌的三代核电技术 HPR1000 ——" 华龙一号 "。5 H* G1 |$ E4 ~2 R# H
经历了诸多 " 从无到有 " 的突破
! ]" B) |( d$ Z' _" 华龙一号 " 横空出世的这一刻
5 y5 e6 R9 d$ H, i* d! ~其实是过去 30 余年积累的集大成
9 w+ B8 H$ h; _/ x P（图：中核集团）▼
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1 }' ?. k* m% ?, u2 H2014 年 8 月 22 日，国家能源局和国家核安全局联合专家评审通过了 " 华龙一号 " 总体技术方案。而这只是走出了 " 华龙一号 " 的 " 万里长征第一步 "，想要工程实现落地，还要历经项目施工各节点的诸多磨炼。
% t( \1 ]6 m7 S' V, A8 z2015 年 5 月 7 日，是一个特别的日子，中国自主三代核电技术 " 华龙一号 " 首堆示范工程——中核集团福清核电站 5 号机组正式开工建设。当年 12 月，6 号机组也正式开工建设。: ~, q: f+ R; S1 I
福清核电 5 号机组核岛浇筑第一罐混凝土 X# h# H# R$ k2 ]0 }' F' c
历史性时刻（图：中核集团 - 福清核电）▼
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2017 年 5 月 26 日，" 华龙一号 " 全球首堆示范工程福清核电 5 号机组提前 15 天实现穹顶吊装，打破全球首堆必拖的 " 魔咒 "。2018 年 3 月 21 日，6 号机组提前 10 天实现穹顶吊装，两台机组均已全面进入设备安装阶段。; J) i7 T& A* O1 }
6 号机组反应堆厂房穹顶吊装: t, W. d: _! v# I. w0 d
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1 M# d. S! O5 r$ K2017 年 11 月 6 日，" 华龙一号 " 核电项目首台发电机通过了 " 型式试验 "，全部指标达到和优于设计要求，标志着我国 " 华龙一号 " 首台发电机自主研制成功。! k/ ~1 |9 r# s! d* l
2018 年 1 月 28 日，" 华龙一号 " 全球首堆、中核集团福清核电 5 号机组反应堆压力容器顺利吊装入堆。( ]" K& `: W; g
5RX 压力容器开始吊装2 M# F% z7 R/ i
（图：中核集团 - 中核工程）▼
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创新, b0 K3 `, J5 g# m& q
在多方面共同协作推进下，" 华龙一号 " 迎来一个具有节点性的时间。2020 年 11 月 27 日 0 时 41 分，" 华龙一号 " 全球首堆——中核集团福清核电 5 号机组首次并网成功。, }- Y) A* w" f, I" t6 Z9 U
这标志着中国打破了国外核电技术垄断，正式进入核电技术先进国家行列。那么，" 华龙一号 " 具体有多先进呢？/ D" _/ L! V) X1 x. o, @, X
堆内构件
( v' B- G6 I* c) c& E& ~（图：中核集团 - 中核工程）▼9 [4 d" N/ D3 K1 S; [( h0 @
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不同于其他核电，" 华龙一号 " 独创性地采用 177 堆芯设计，既提高了堆芯额定功率和发电功率，又降低了燃料的线功率密度，提高了安全性。
& P- }5 ]- S1 t K9 A4 t' ~* C# ^0 P科幻感十足的 177 堆芯
, v& b4 W# T0 [$ K5 号机组首炉装料
% F% E2 O( Y) h/ g8 [7 [- T（左滑查看更多，图：中核集团 - 中核工程 & 福清核电）▼
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) @( v& ]/ }/ Z) z" 华龙一号 " 独创性地采用能动加非能动安全设计理念，在保证堆芯冷却、保证压力容器完整性和安全壳完整性上，均提供了多样化的安全手段，强化了核电厂的纵深防御，显著提升了核电厂安全性。
# Y/ i; a: @" O& P* K$ A: v' R7 C, `" 华龙一号 " 主泵
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核岛设计全面提升抗震能力，采用单堆布置设计，有利于减少机组间相互影响，提高核电选址灵活性。/ Z3 U6 E( D, f
单堆布置
; `3 x' k5 o5 I3 B: e/ k( l（横屏，图：中核集团 - 中核工程）▼2 f6 _) i' N, O+ M
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3 L3 R( Y% w; b/ z5 @# Z$ Z1 _& ^核岛关键厂房外墙采用抗大飞机撞击设计，在假想的大飞机撞击事故发生时，可以确保反应堆的安全性。! M9 q( D5 e2 Y, b* p% z7 R2 u
蒸汽发生器+ F0 C9 r, D, V4 S! B
（图：中核集团 - 核动力院）▼# }4 `1 O& g/ }4 A0 j
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" r% r+ K5 K' ~反应堆厂房采用双层安全壳设计，为放射性物质的包容提供了额外的屏障，强化了反应堆对于外部灾害的抵御能力。
' g% ?2 U8 H# c5 q U反应堆压力容器# z7 {6 ^7 ]( F( i8 m
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. C( X3 g% y* M7 U$ @5 JCF3 燃料组件技术的成功研发，真正实现了核反应堆的中国芯。它完全满足18 个月甚至更长换料周期的高燃耗要求，满足0.3g 抗震要求，也可以兼容国内二代改进型核电机组的堆芯结构。1 o9 O: U2 p/ h3 J
燃料包壳采用具有自主知识产权的N36 先进锆合金
) q3 P6 M" v& q; c: F ^具有优良的热工水力性能和机械性能
0 Z0 T: A' {2 h（图：中核集团 - 中核建中）▼7 S' |4 u3 ?" }# S; C
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多点突破、水到渠成，量变形成质变，在诸多单点先进创新技术的加持下，中国核工业人通过 " 华龙一号 " 的研发设计和建设过程，实现了一个重大战略目标——建立了一套完整的、涵盖核电厂全周期的 " 华龙一号 " 型号标准体系，并优化完善了 " 通用为主、专用为辅 " 的现行压水堆核电标准体系。; W" U* b( @! U
构建完整自主的核电标准体系，颇为不易
9 N! H' @# b; v; V5 Z: c7 x# ?同时也成功研发了完全自主的核电站控制系统——1 o7 H6 }7 k0 F5 ~) t
龙鳞系统（横屏，图：中核集团 - 核动力院）▼/ S. U% }9 y6 Z5 Z# Z; W4 a1 z
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( S& L2 g% w( i9 o2021 年 1 月 30 日，" 华龙一号 " 全球首堆——中核集团福清核电 5 号机组投入商业运行。* R. e, e- ?/ `& X8 f/ L5 n# ~6 F
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2021 年 5 月 20 日（当地时间），" 华龙一号 " 海外首堆工程——巴基斯坦卡拉奇核电 2 号机组正式进入商业运行。
9 j2 B k7 |( O& m5 X" 华龙一号 " 出海成功！- q. F4 y. F* J; Y! K, e$ D
（横屏，图：中核集团 - 中国中原）▼" l6 r* g* h7 [; E
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- p( u! d$ C1 t# I7 j2022 年 3 月 25 日，" 华龙一号 " 示范工程第 2 台机组——中核集团福清核电 6 号机组正式具备商运条件，这意味着自开工不到七年，至此 " 华龙一号 " 示范工程全面建成投运。
" h! O& u, s- V4 K9 g1 z: K6 i已经整整一年了
" g1 U# n& H, [（横屏，图：中核集团 - 福清核电）▼5 L% X& b7 N: ?- i. E# i( t6 ]
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! v' V5 O6 W5 ]" 华龙一号 " 示范工程全面建成后，两台机组年发电量近 200 亿度，相当于每年减少标准煤消耗 624 万吨、减少二氧化碳排放 1632 万吨，相当于植树造林 1.4 亿棵，对优化我国能源结构、推动绿色低碳发展、助力实现碳达峰碳中和目标具有重要意义。
/ C. g4 F1 f' z# R3 V福建福清核电 1-6 号机组 " 全家福 "8 V+ z# b% q0 S0 H
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核电产业链，有一套完整体系，这就是 "原料及设备供应→核电站建设及运营→发电及后处理"，" 华龙一号 " 的历程明显占了前五处。- D8 q$ l9 v; ]( K* o1 g/ }9 x
使用 " 华龙一号 " 技术的
, q% L3 S/ u% ^, ~7 G* X) M! w0 y福清核电 5、6 号机组
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与此同时，中国也有着一项不亚于 " 华龙一号 " 的工程正在建设中，这就是中国北山地下实验室。, V2 Q4 F" B9 s
（横屏，图：中核集团 - 核地研院）▼
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中国北山地下实验室建成后，将成为世界上规模最大、功能最全、参与范围最广的地下实验室。, R6 |5 ~7 P: C& d& u
（左滑查看更多，图：中核集团 - 核地研院）▼8 g& E. Q4 h: w& g
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这项位于中国西北地区的重大工程，在荒原之中也书写着自己的传奇。
) g; P1 ?( e% l& X1 s7 y: {这里有着" 北山一号 "TBM——% M# @$ o" A4 P1 m$ I; ~4 t
全球首台大坡度螺旋隧道硬岩掘进机9 j& y' p5 h) m$ s7 d
（横屏，图：中核集团 - 核地研院）▼; s/ j3 f3 p! _# W
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- \0 k' ]# q1 m( |# |6 [【快来聊天啦】5 e: n; D" F( f. s4 X8 ^5 ~# m. [! |
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0 [( b5 {, Q# A4 W! e* 本文内容为作者提供，不代表地球知识局立场
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发表于 2023-3-26 08:41:42
