1974年3月31日下午，人民大會堂新疆廳，來自上海七二八工程設(shè)計(jì)院的技術(shù)人員繆鴻興在一米多高的有機(jī)玻璃模型旁，向周恩來總理詳細(xì)解釋核電站的設(shè)計(jì)方案。

四年前的1970年2月8日，上海市傳達(dá)周恩來關(guān)于同意上海市研制核電站的指示精神，部署開展核電技術(shù)方案研究，中國第一座核電站便以1970年2月8日這個特殊日子作為工程代號，被命名為“七二八工程”。

和當(dāng)年在戈壁灘上隱姓埋名搞原子彈類似，中國核電人以“干驚天動地事，做隱姓埋名人”的精神，力克萬難，砥礪奮進(jìn)，設(shè)計(jì)建造出了中國大陸第一座核電站。如今，又通過三代核電自主化，對國際最高水平完成追趕甚至有望超越。整整50年過去了，中國核電之路踏遍崎嶇，越走越寬。而籠罩著中國核電的神秘面紗，也在今天被揭開。

0/1秦山核電站：千巖萬壑不辭勞

作為一種誕生于20世紀(jì)中葉的新型能源，核電的最大優(yōu)點(diǎn)是它能從很少的燃料中獲得巨大的能量。同等質(zhì)量下，核裂變釋放出的能量是化石燃料的幾百萬倍。1千克核燃料鈾能產(chǎn)生40萬千瓦時的電;如果反復(fù)使用這批鈾，則1千克鈾能產(chǎn)生700萬千瓦時以上的電。

核電還被視為一個國家綜合國力的直接體現(xiàn)。從技術(shù)上說，核電技術(shù)和核武器一樣，都是建立在核反應(yīng)堆、鈾濃縮和乏燃料后處理的科學(xué)和工程研究基礎(chǔ)上。雙重考慮之下，在擁有自己的核武器之后，發(fā)展民用核電技術(shù)成為當(dāng)時中國的戰(zhàn)略目標(biāo)，其中最重要的技術(shù)與方案設(shè)計(jì)任務(wù)落在七二八工程設(shè)計(jì)院(后更名為上海核工程研究設(shè)計(jì)院有限公司，簡稱上海核工院)肩上。

△在秦山核電站的研發(fā)過程中，技術(shù)人員正在為反應(yīng)堆堆內(nèi)構(gòu)件流致振動試驗(yàn)設(shè)備安裝傳感器

但因?yàn)槿狈ν獠考夹g(shù)與資金支持，七二八工程遇到了不少困難。上海核工院前院長鄭明光回憶，因?yàn)楹斯I(yè)的復(fù)雜性和極高的技術(shù)難度，當(dāng)時全國范圍內(nèi)動員了大概437家單位參加秦山一期工程的研發(fā)和建設(shè)工作，“因?yàn)楫?dāng)時中國的工業(yè)制造能力與產(chǎn)業(yè)鏈水平都是比較低的，要做出核用級別的產(chǎn)品極其不容易”。

唯一能依靠的只有“千巖萬壑不辭勞”的精神。其后成為秦山30萬千瓦核電工程副總設(shè)計(jì)師的繆鴻興，記得數(shù)不清的例子：比如上海當(dāng)時只有一個計(jì)算中心，很多單位都要排隊(duì)使用，為了研發(fā)出核電站的反應(yīng)堆物理程序，負(fù)責(zé)這一塊工作的同志就長期開夜車在計(jì)算中心做研究。再比如在研制安全殼時，當(dāng)時國外的很多設(shè)計(jì)都是鋼結(jié)構(gòu)的，但是國內(nèi)鋼材的性能趕不上國際水平，只好改做預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，而那時整個中國的預(yù)應(yīng)力工業(yè)也很落后，連像樣的大的預(yù)應(yīng)力鋼索都沒有，相關(guān)同志又只好帶隊(duì)自己搞。“等于誰有需求誰自己來攻克技術(shù)難關(guān)。”繆鴻興說。

△位于東海之濱的秦山核電站是我國第一座自主研發(fā)設(shè)計(jì)建造的核電站，它的成功運(yùn)行結(jié)束了中國大陸無核電的歷史

△1991年12月15日，秦山核電站并網(wǎng)發(fā)電

1991年12月15日，被譽(yù)為“國之光榮”的秦山核電站并網(wǎng)發(fā)電，結(jié)束了中國大陸無核電的歷史。在這個過程中，上海核工院也一路發(fā)展壯大，成為了日后我國核工業(yè)領(lǐng)域最重要的設(shè)計(jì)與研究機(jī)構(gòu)。

0/2國和一號：真的很難，都是一點(diǎn)點(diǎn)摳出來的

其后我國又建成了大亞灣核電站，但總地來講，還是缺乏大型核電站的設(shè)計(jì)技術(shù)，大型核電設(shè)備制造能力也不足。如何盡快趕上國際先進(jìn)水平?這個問題逐漸在國內(nèi)達(dá)成共識，即通過引進(jìn)、消化并吸收國際上最先進(jìn)的第三代核電技術(shù)，從而掌握屬于自己的先進(jìn)核電技術(shù)。為此，國務(wù)院專門成立了招標(biāo)工作組。最終，來自美國西屋公司的三代核電AP1000技術(shù)方案成為了最終的選擇。

△建造中的三門核電站

選擇從國外引進(jìn)技術(shù)自然避不開核電的安全性話題。鄭明光回憶，當(dāng)初我國在考慮新時期如何發(fā)展核電時，也發(fā)現(xiàn)當(dāng)初的二代核電技術(shù)在總體上來講安全風(fēng)險(xiǎn)仍然偏高。因此，在安全性上有質(zhì)的飛躍的“第三代核電技術(shù)”成為了新時期中國發(fā)展核電的不二之選。

清華大學(xué)核能科學(xué)與工程管理研究所副研究員俞冀陽具體解釋道，第二、第三代技術(shù)最為根本的一個差別，就是第三代核電技術(shù)把設(shè)置預(yù)防和緩解嚴(yán)重事故作為了設(shè)計(jì)核電廠必須要滿足的要求，從而大大提高了安全性。“也就是說第三代核電技術(shù)在安全問題上做到了‘設(shè)計(jì)兜底’，可把廠外放射性物質(zhì)釋放的可能性降低幾個量級。”

△2010年11月29日，海陽核電1號機(jī)組正在進(jìn)行鋼制安全殼三環(huán)吊裝工作。安全殼是保證核電廠安全的重要設(shè)備，承壓能力超過每平方米4噸，能夠把放射性物質(zhì)牢牢包裹其中

第三代技術(shù)是“非能動的”，意味著它不依賴外來觸發(fā)和動力源即可運(yùn)行工作。以非能動安全殼冷卻系統(tǒng)為例，它利用鋼制安全殼殼體作為一個傳熱表面，事故條件下安全殼內(nèi)的蒸汽會在安全殼內(nèi)表面冷凝，然后通過導(dǎo)熱將熱量傳遞到鋼殼體;而位于安全殼外側(cè)屏蔽廠房頂部有一個“大水箱”，它無需額外動力，能夠通過重力自動對安全殼殼體實(shí)施外部噴淋冷卻并形成水膜;受熱的鋼殼體外表面通過對流、熱輻射，被安全殼外壁自然循環(huán)的空氣和水膜帶走熱量，從而間接為安全殼里的所有設(shè)備起到降溫的作用;而那個大水箱可以連續(xù)三天噴淋并重新補(bǔ)水，為后續(xù)工作爭取到充足的時間。

“所以我國發(fā)展核電優(yōu)先考慮的就是安全性，要能夠讓公眾放心，這樣才能為核電的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。”國家電力投資集團(tuán)有限公司核電業(yè)務(wù)總監(jiān)王鳳學(xué)總結(jié)道。正是因?yàn)檫@種對安全性的極致追求，從2006年開始，以上海核工院為核心，中國的核電人正式踏上了一條三代核電自主化的追趕之路。

從2007年與美國西屋公司簽訂合同起，上海核工院就在學(xué)習(xí)引進(jìn)技術(shù)的同時開始了自主設(shè)計(jì)研發(fā)的準(zhǔn)備。作為整個三代非能動核電自主化技術(shù)總承接單位，上海核工院相繼派出了100多名技術(shù)人員去美國考察學(xué)習(xí)，在這個過程中得到了快速成長。

△2009年6月29日，三門1號機(jī)組CA20結(jié)構(gòu)模塊吊裝就位

從引進(jìn)自美國西屋公司的AP1000(1000指1000兆瓦，等于100萬千瓦)技術(shù)，通過引進(jìn)、消化、吸收的全過程，中國核電已經(jīng)進(jìn)入了全面自主創(chuàng)新的新階段――中國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的國和一號誕生了。

“真的很難，都是一點(diǎn)點(diǎn)摳出來的。”雖然最困難的時期早已過去，國核設(shè)備黨委書記、董事長王洪濤講起當(dāng)初的情況仍然感觸很深。還是拿最好理解的安全殼為例，王洪濤說，“國和一號”示范項(xiàng)目的鋼制安全殼材料是SA738鋼板，因?yàn)橐龀蓤A柱體的形狀，本身又有抗震需求，所以對鋼板的尺寸控制要求非常高。而當(dāng)時國內(nèi)鋼板如果想要達(dá)到那種強(qiáng)度就要比它厚不少，因此他們當(dāng)時得和寶鋼、武鋼、鞍鋼等幾家企業(yè)和研究院一起重新研制材料，“前后不知用掉了多少汗水和精力”。這個過程中最難的地方聽起來有些荒誕，王明彈解釋道，美國人設(shè)計(jì)的理念很好，但是他們自己幾十年沒做過核電站了，所有實(shí)際的工作都要我們自己來做，而其中大部分都無前例可循。

而當(dāng)這一切難題都得到解決后，從最先建成的三門核電站1號機(jī)組到海陽核電站的2號機(jī)組，設(shè)備的國產(chǎn)化率從31.5%飛躍至72%。在最新的“國和一號”示范項(xiàng)目中，國產(chǎn)化率目標(biāo)再次上升到90%以上，并能夠在后續(xù)核電項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)設(shè)備國產(chǎn)化率100%的目標(biāo)。

0/3第三代核電技術(shù)，可以自豪地走向世界

“從AP1000到國和一號，這不是簡單的等比例放大就行的，所有的研發(fā)設(shè)計(jì)都需要你自己重新設(shè)計(jì)。”國家科技重大專項(xiàng)大型先進(jìn)壓水堆核電站“國和一號”總設(shè)計(jì)師鄭明光說道，因?yàn)樵谂c西屋公司的合同里寫了一條，就是如果我們自己能設(shè)計(jì)出功率超過1350(135萬千瓦)的方案，就能擁有屬于自己的知識產(chǎn)權(quán)。

△2016年1月，三門核電1號機(jī)組正在進(jìn)行主泵吊裝工作，三門1號機(jī)組是全球首個采用屏蔽泵作為主泵的核電廠，和一般的泵相比，屏蔽泵具有漏，靜音等諸多優(yōu)點(diǎn)

2014年1月，由上海核工院為主體編制的“國和一號”的初步設(shè)計(jì)方案通過了國家能源局組織的評審，徹底打破了原來美國西屋公司對中國在知識產(chǎn)權(quán)上的限制，來自中國的第三代核電技術(shù)也可以自豪地走出國門、走向世界了!

山東海陽核電站及浙江三門核電站兩個依托項(xiàng)目作為三代非能動核電站全球首批工程，歷時10年建設(shè)，4臺機(jī)組已于2018年底、2019年初陸續(xù)投入商用。未來，這個中國大陸領(lǐng)土伸入大海的最東緣地帶，將會擁有兩座現(xiàn)階段技術(shù)最先進(jìn)的核電機(jī)組。其重要性還能從另一個角度證明――國核示范董事長、黨委書記汪映榮稱，此項(xiàng)目是《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006～2020年)》確定的16個重大科技專項(xiàng)之一。

王鳳學(xué)總結(jié)道，“因?yàn)槿穗娮灾骰瘧?zhàn)略涉及到幾百家參與單位，上萬名參與人員，這個過程當(dāng)中大家都有不小的收獲，對中國整個裝備制造等領(lǐng)域水平的提升都發(fā)揮了很好的推動作用。有的作用放到當(dāng)前來看，可能錯過了當(dāng)時的歷史機(jī)遇就不可能再有了。”

但這就是全部了嗎?當(dāng)然不是，關(guān)于核電未來有更多想象。

2019年11月，海陽核電廠投運(yùn)了全國首個核能商業(yè)供熱項(xiàng)目，一期工程覆蓋了核電廠周邊70萬平方米的居民和商業(yè)區(qū)，當(dāng)?shù)刎S源熱力公司的燃煤鍋爐也在去年正式停用。熱源從十幾公里外的核電廠內(nèi)輸送過來，再經(jīng)過一級級換熱站送到居民家中，實(shí)現(xiàn)了清潔安全的新型供熱。

另一個被認(rèn)為有可能的拓展方向是用核能穩(wěn)定的能量輸出轉(zhuǎn)化其他能源，比如制氫。作為一種熱值高、無污染、不產(chǎn)生溫室氣體等優(yōu)勢的能源，氫能這幾年逐漸引起了越來越多的關(guān)注，但它的劣勢就是運(yùn)輸困難。上海核工院黨委副書記曹永振說，因?yàn)楹穗姀S一般都建在沿海地區(qū)，核能制氫和運(yùn)輸成本都很低，這要比在西部地區(qū)用新能源制氫劃算得多。

△核能是一座取之不盡的寶庫，核技術(shù)的應(yīng)用也絕不僅僅限于核電

“核能必須要有更多的可能性，要能滿足不同用途的需求，這樣的話我們才具備更強(qiáng)的競爭力。”作為承擔(dān)了核能供熱關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)的上海核工院的前院長，鄭明光希望后浪們能在自己的肩膀上看到更遠(yuǎn)的未來。