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每天一篇全球人文与地理
3 P S/ _0 }, u2 v3 _微信公众号:地球知识局
) R$ ]: b! _4 m' ]9 VNO.2431- 中国三代核电0 I/ E$ `2 o; Q
作者:杔格
% y4 B& {0 O: y; _% n' G9 [- D; d校稿:辜汉膺 / 编辑:汑洛
$ T$ v* T7 c9 E \4 M0 Q: w【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。
% u a w2 K( f' C! X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。, g; |9 Q0 o2 d1 o
《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。* u. B& }' S9 R8 N y% {/ p% y5 ^
中国第一代核潜艇研发实验基地+ X' d' a/ q; v& F% Y
也是中国核动力研究设计院的前身
* ]1 W3 T I2 y8 E4 D(四川乐山,图:中核集团 - 核动力院)▼
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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。
" Q1 h& X1 k5 U# s* _1 u+ Q/ E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 "。
' q: a& D" Z8 E1 ?. z从核潜艇研发起步的中国核工业
9 y* q& s I8 ~. B0 {6 C5 @& u. K; l如何实现拥有世界一流核电站的梦想?
; J% o' A" a1 t8 l$ j: v5 x(横屏,图:中核集团 - 福清核电)▼
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% A3 b$ N- u2 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。. [2 w q% D: b* F" Y$ K
这个示范工程便位于福建福清核电站▼% b6 v3 A. M b
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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!
" h$ o" `, |# p9 x: y开端; ]& P) m% ^2 |4 u$ V
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。
8 \3 I2 v, R: J秦山二期核电站
1 { o" U( j {' {% S, R(图:中核集团 - 中核工程)▼
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1996 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。
9 t5 b! x G0 d" B+ h3 N1 X+ o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。& D; [0 c+ N u8 T
或许那时,他们谁也没有预料到
6 m7 `4 m# [6 @2 _ |& b这就是" 华龙一号 " 孕育的起点
. h$ _, q& {2 Y% U* q(横屏,图:中核集团 - 核动力院)▼
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' O- u( o7 s& \7 E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。
( @# y- x b$ U( @8 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。4 I# m- O$ e+ { i7 E- |2 ]; z
CNP1000 核电站概念图
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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。8 p- `& J' ~) n
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。* O/ J5 n5 o" d# v' e
2011 年,福清现场负挖
3 R! T2 P2 J+ w' y/ y* N如果没有另一个意外
. v0 m- d7 ^3 X! Y, e* S' h/ V我们见到的不一定是今天的 " 华龙一号 " 了7 X2 f1 m( o" K+ O$ C
(图:中核集团 - 福清核电)▼
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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# R' s; V) W7 H: V5 I8 o1 o当年的事故,其影响持续至今1 ^: \' U ^ W5 X# U0 q
(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。. X4 K& ~6 T* F# X
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。
0 _ P3 @7 e& }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。
c; O0 w' j! S' N. W3 x- V攻关
0 E2 \/ L, ~1 c2 |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。
9 J1 B! O! g8 n) R) rACP1000 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。
, r8 b( K+ D" j5 n1 Z x" \# @+ u2013 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 "。+ g; v' I! B: _2 A/ ~3 ^4 ?" ~
经历了诸多 " 从无到有 " 的突破, L" }. i3 M. V- Z& |
" 华龙一号 " 横空出世的这一刻
1 w' {* ?8 Q) O$ q1 G' w/ Q其实是过去 30 余年积累的集大成& d; E7 |' y3 r, R; t$ s7 X5 D
(图:中核集团)▼
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* a/ |7 u9 _* g8 K( T4 A2014 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。
/ v. Y7 y7 h% ~5 I2015 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。
2 n0 l0 r5 ]9 r* R福清核电 5 号机组核岛浇筑第一罐混凝土
# J" B4 l5 i& f6 R8 f8 `2 \3 |历史性时刻(图:中核集团 - 福清核电)▼
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3 R9 d$ a1 I$ i& q! P2017 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。
' G; j. N% n/ S/ k' a3 E& i6 号机组反应堆厂房穹顶吊装) ?; I7 P/ f( \
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2017 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。! J$ g- U1 j) w& l% O0 K3 {
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。/ y; s* {) M/ f
5RX 压力容器开始吊装" ~6 _9 K2 Y; m- j0 p! ^
(图:中核集团 - 中核工程)▼
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) W6 d) s* Z. C- ?; k$ G5 ^创新
, ^) b p9 ~% G# v I; N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。
" R3 d; o- D. j% q# N% H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?
8 c5 j2 r0 n H: b/ y$ h/ @堆内构件
5 r2 X, Q; e& M" B, _4 [4 r. k(图:中核集团 - 中核工程)▼ p5 y& O, u. O! z
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J; C% |- ` o8 t" n& J+ n# _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。! E8 Z e: K H% {
科幻感十足的 177 堆芯( I+ U) I8 N1 N }8 c8 ]
5 号机组首炉装料3 x6 x; \. t4 U/ d
(左滑查看更多,图:中核集团 - 中核工程 & 福清核电)▼6 k+ Q7 _+ t; T/ U4 y
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3 F& d/ x- V7 Q" 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。
! H/ Y7 |- \( O1 j5 S; k" 华龙一号 " 主泵/ Z; h7 O; t$ v n0 \) y
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- F& Q7 U7 Y& F5 t2 p) I/ T# G' f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。+ Y! f$ p& t; t" N9 M, ^' Y
单堆布置
a' L0 }+ J! D- f; i7 m(横屏,图:中核集团 - 中核工程)▼
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; i$ q. w5 q. O8 \! S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。
: Y- m, N8 @$ ~$ d% s& m蒸汽发生器4 @. H' P/ k2 S7 u2 {' j
(图:中核集团 - 核动力院)▼8 E! U6 Y- F: A
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7 e$ D' d$ k2 g+ s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。
" |6 W7 k7 H" I$ l5 y9 }0 _反应堆压力容器
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CF3 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。/ q, T6 ?- ] Y
燃料包壳采用具有自主知识产权的N36 先进锆合金1 K' j2 C* w# V0 t
具有优良的热工水力性能和机械性能
( z- t2 T% h- H(图:中核集团 - 中核建中)▼: R4 i/ X: L @& Q; O
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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。
! N0 N9 J) E- d3 i+ j2 n3 Q4 t) m构建完整自主的核电标准体系,颇为不易* i8 f; s* l9 w* | E; t- {' T" r
同时也成功研发了完全自主的核电站控制系统——
" [3 D9 X0 t. Q龙鳞系统(横屏,图:中核集团 - 核动力院)▼9 q) B& B5 _! A: b4 C) s, V: m" x" c1 E& k
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2021 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。7 m! c/ }1 N# o ] x
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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。
% }) b6 M2 f+ o7 a) f* q) e3 O" 华龙一号 " 出海成功!
0 V0 }. u8 O; q, ?' D. T(横屏,图:中核集团 - 中国中原)▼
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2022 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。/ c+ `6 t* p8 S! s( e
已经整整一年了
0 l4 \/ l8 t* ]) ~(横屏,图:中核集团 - 福清核电)▼$ I( ?( ]0 p! W! E
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3 T d- ~, Y% r8 l3 Z7 a" 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。 ~2 D; j5 Z! N' S
福建福清核电 1-6 号机组 " 全家福 "
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2 [( s7 M L5 s% U/ G: f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。
|9 r/ g0 d% ]/ n0 m9 h使用 " 华龙一号 " 技术的+ S. V% M. N/ i; P; s
福清核电 5、6 号机组
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. v, h+ J0 G9 T/ T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。
% P9 a* W# z: Y& E: F# ~( a(横屏,图:中核集团 - 核地研院)▼! X" V; D3 L- v8 X0 u2 [
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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。/ K2 T$ R7 g- Y) ~4 {; e. S/ X
(左滑查看更多,图:中核集团 - 核地研院)▼! I/ g* N# v- y$ E T" [
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4 _$ x {0 T& D" }# q, O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。
0 L5 \5 y8 f) N/ L这里有着" 北山一号 "TBM——
4 N9 z. O; p8 C( E/ a. `全球首台大坡度螺旋隧道硬岩掘进机
0 [2 w2 F/ E" g; {; C* n(横屏,图:中核集团 - 核地研院)▼" D* d1 W7 ?4 `+ n; A
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s4 E' @2 ]6 f【快来聊天啦】7 I: Q$ I* h# N P- N# s( C+ W* H
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7 n) d+ i4 s* u0 @- E* 申请人多时请耐心排队等候回复。只要系统正常,工作人员就会逐一看到大家所有人的消息哦
5 \+ f! \% j" E1 m( J+ [' }* 本文内容为作者提供,不代表地球知识局立场
, h7 E& B* o9 o- s k0 W; B8 [, a封面:中核集团 - 中核工程
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