相較于第二代核電技術30萬千瓦的電功率拳魁，第三代核電技術電功率需要突破135萬千瓦，對非能動安全和主要設備來說每玛，就是那個大門檻慢哈。

核能是人類最具希望的未來能源之一埋吊，核能的應用和發(fā)展水平否胜，是一個國家綜合工業(yè)實力的體現(xiàn)臣塑，是大國競爭的主陣地嗜谎，核電技術則是核能應用的重要具體場景。核電技術是利用核裂變或核聚變反應所釋放的能量發(fā)電的技術特干。從1954年到前蘇聯(lián)建成奧布靈斯克核電站以來早知，全球核電應用歷程也走過了67個春秋。

目前涨剧，世界掌握的核電技術主要分為三代南砰，第一代核電技術主要是以實驗研究堆為主。第二代核電技術主要發(fā)展階段是20世紀60年代初到1979年以前樊淑，該階段技術建成的核電稱為二代涨拣。美國三里島核事故發(fā)生后，全球對核電安全的認識進一步提升铜缠，先進核電國家針對核電設計它褪、運行安全等方面進行了充分認識與分析評估，提出了一系列改進肾砂、增強安全性的措施列赎，三代核電技術應運而生。

長期以來镐确，根據外方的合作協(xié)議包吝，只有電功率超過135萬千瓦，我國才能擁有三代非能動核電的自主知識產權源葫。135萬千瓦诗越，對非能動安全、主要設備來說是個“大門檻”息堂，不掌握核心技術嚷狞，這個“大門檻”就過不去。因此荣堰，我國一直沒能完全掌握三代非能動核電的自主知識產權床未，這也成為了制約我國在能源領域發(fā)展的“卡脖子”重點問題。

道阻且長，行則將至薇搁。經過十二年的探索祠劣，在2020年9月28日，135萬千瓦這個“大門檻”中國終于邁過去了挺皆。在這天耗萝，國家電投集團公司正式發(fā)布了我國三代核電自主化標志性成果——中國自主核電技術品牌、世界先進三代核電型號“國和一號”否因。

135萬千瓦的“大門檻”擺在面前

核電舆佩，是利用原子核內部蘊藏的能量產生電能。一顆原子核榔晃，直徑只有一根頭發(fā)絲的一億分之一泌榕，卻蘊藏著驚人能量。1千克的鈾235裂變以后產生的能量奸冶，大致相當于2700噸標準煤充分燃燒釋放的熱量抢驴。

對于核電技術的應用，前蘇聯(lián)早在1954年就開始了實驗卢历。當時做身，第一代核電技術即早期原型反應堆，主要目的是為通過試驗示范形式來驗證核電在工程實施上的可行性蜒秤。第二代核電技術是在第一代核電技術的基礎上建成的汁咏，它實現(xiàn)了商業(yè)化、標準化等作媚，包括壓水堆攘滩、沸水堆和重水堆等，單機組的功率水平在第一代核電技術基礎上大幅提高纸泡，達到千兆瓦級漂问。

到了上世紀九十年代，美國三里島核事故發(fā)生后女揭，全球對核電安全的認識進一步提升蚤假，先進核電國家針對核電設計、運行安全等方面進行了充分認識與分析評估吧兔，提出了一系列改進磷仰、增強安全性的措施，三代核電技術應運而生境蔼。

然而灶平，我國運行的核電站大多也為第二代改進型。也就是說箍土，這數十年的時間里帆伯，我國一直沒有在第三代核電技術方面取得突破嫌隆。相較于第二代核電技術30萬千瓦的電功率，第三代核電技術電功率需要突破135萬千瓦吸坐，對非能動安全和主要設備來說宗瓢，就是那個大門檻徒妒，“這不是簡單的等比例放大痢抹，而是要具備自主設計、研制和試驗的能力——不掌握核心技術乘恩，這個大門檻就邁不過去院籍。”大型先進壓水堆核電站國家科技重大專項總設計師、國家電力投資集團有限公司核能總工程師鄭明光說容蕉。

歷經12年突破重重難關

自2008年起衡达，從核電“大動脈”主管道到“心臟”主泵，從“大腦”核設計與安全分析軟件到“中樞系統(tǒng)”核電儀控亩当，再到電纜郎抖、儀表等遍布核島各處的“血管”“神經”…以鄭明光為代表的技術團隊，對“國和一號”頂層設計方案進行了全局性的創(chuàng)新蜓耻，包括增加鋼制安全殼的直徑和厚度以擴大核島空間茫舶，重新設計研制反應堆冷卻劑泵、蒸汽發(fā)生器刹淌、爆破閥和汽輪發(fā)電機饶氏，大幅度優(yōu)化主泵流量、主管道流通截面等有勾，實現(xiàn)型號總體安全經濟性能和效率的全面提升疹启。

三代核電自主化技術攻關團隊在關鍵核心技術上狠下功夫，一項項空白逐步掃清蔼卡。以“國和一號”控制棒驅動線試驗的技術攻關這項任務為例喊崖，2015年起，“國和一號”項目組的陳宇清擔此重任雇逞，連續(xù)一個多月的時間里荤懂，為保證試驗的準確性，任何外界喝峦，包括附近行駛車輛的干擾都要盡量避免势誊。陳宇清帶頭從晚上8點鐘開始做試驗，直到凌晨3點鐘結束姚垂〖睁看凌晨4點的上海，成了“陳宇清們”的常態(tài)障氛，在這樣的狀態(tài)下谤蚌，他們最終圓滿完成任務煌摊，為三代核電控制棒驅動機構自主設計奠定了堅實基礎。

經過長時間的技術攻關檐鹤，各個企業(yè)资杆、機構的鼎力相助，依靠產學研用協(xié)同創(chuàng)新冈彭，“國和一號”成功打破多項材料及設備制造技術壟斷课陪，主泵、爆破閥骏点、反應堆壓力容器贱钩、蒸汽發(fā)生器、反應堆本體及一體化堆頂組件谷芬、大鍛件唉堪、核級鋯材、690U型管等關鍵設備材料全部實現(xiàn)自主化設計和國產化制造肩民，性能達到國際領先水平唠亚。

有媒體為國和一號算了這樣一筆“賬”：72小時、56個月持痰、60年灶搜、153.4萬千瓦。這些數字可以換算成“國和一號”安全共啃、經濟與環(huán)保的效果圖：采用非能動安全系統(tǒng)占调、事故后無須人工干預時間為72小時，建造周期56個月移剪，電站整體和主體設備壽命60年究珊，單機組發(fā)電功率153.4萬千瓦……

大國重器設備國產化率超90%

自2008年啟動項目研發(fā)，600多家單位纵苛、31000余名技術人員參與剿涮，累計形成知識產權成果超過7600項，設備國產化率超過90%……“國和一號”的履歷攻人，正是億萬中國人凝心聚力問鼎世界強國的縮影取试。

“國和一號”單臺機組中，超過100噸的設備腋殃、模塊有30件左右馁掺，最大的模塊體積有5000多立方米，重達1400多噸;安全殼是個直徑40多米燕党，高70多米的“大膠囊”寻币，用5厘米厚左右的鋼板制成，每平方米可承受40噸以上的壓力;蒸汽發(fā)生器里面有1萬多根用于熱交換的U型管悉宿，總長超過300公里……一項項數據足以說明“國和一號”是名副其實的“國之重器”瓶虽。

通俗來講赊真，“國和一號”年發(fā)電量114億千瓦時。按照2020年全國年人均用電量預計達5000千瓦時計算珍诡，“國和一號”單臺機組年發(fā)電量可滿足2280萬居民的用電需求盒蚁。

而對于掌握了第三代核電技術150萬千瓦級的核電機組也意味著環(huán)保方面的巨大貢獻。機組與同等規(guī)模燃煤電站相比尼袁，相當于每年減排二氧化碳900萬噸陋晒，減排二氧化硫3.9萬噸，減排氮氧化物2.1萬噸泻帮，減排煙塵0.5萬噸精置。減排氣體量相當于種植1470平方公里森林。

結語

根據國家電投的規(guī)劃锣杂，到2023年，“國和一號”將全面實現(xiàn)100%設備國產化能力番宁，到2025年元莫，建成“技術上最先進最安全、裝備上完全自主可控蝶押、經濟上有顯著競爭優(yōu)勢”的三代核電產業(yè)鏈踱蠢。

通過設計工作牽引制造企業(yè)能力提升，又通過制造過程的經驗反饋反哺設計水平提高棋电，在相互作用茎截、共同成長中，“國和一號”建成了先進的三代核電自主創(chuàng)新體系和產業(yè)鏈供應體系赶盔。這是國家電投的又一次突破企锌，而未來以國家電投為代表的央企，還將承擔更多發(fā)展重任于未，面臨更大挑戰(zhàn)其神。