2011年3月初，國務(wù)院批準(zhǔn)了山東榮成石島灣高溫氣冷堆核電站項目，我國第一座高溫氣冷堆商業(yè)化示范電站的建設(shè)終于啟動，這正是“大型先進壓水堆及高溫氣冷堆核電站”重大專項在過去兩年所取得的最重大的進展之一。

核電，對很多人來說是陌生和遙遠的詞，曾經(jīng)有一段時間，用業(yè)內(nèi)專家的話說，“人們談核色變、敬而遠之”，而另一方面它又與能源、環(huán)境緊密相連，讓全世界都不得不對它刮目相看。

“大型先進壓水堆及高溫氣冷堆核電站”重大專項于2008年正式啟動。大型先進壓水堆核電站(簡稱“壓水堆”)、高溫氣冷堆核電站(簡稱“高溫堆”)這兩個相關(guān)又頗具獨立性的研究項目在各自的科研道路上迅速發(fā)展。

――高溫堆核電站――

實現(xiàn)幾代人的安全核能夢

最近，清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院院長兼總工程師張作義特別興奮，作為高溫氣冷堆核電站總設(shè)計師，他率領(lǐng)的團隊再次取得突破性進展――山東榮成石島灣高溫氣冷堆核電站項目即將正式澆灌第一罐混凝土。對于核電項目，這是一個最重要的里程碑，它說明非常嚴格的核安全審查獲得通過，工程設(shè)計、科研、設(shè)備研制、現(xiàn)場施工準(zhǔn)備取得重大進展。

榮成石島灣核電站項目是世界上第一座具有第四代核能系統(tǒng)安全特性模塊式高溫氣冷堆商用規(guī)模示范電站。它的建成、運營對于張作義和他的同事們來說，具有非凡的意義。“全世界這個領(lǐng)域的科學(xué)家從上世紀80年代開始，就夢想著能研究出具有固有安全性，并能夠提供高溫?zé)崮艿南冗M核反應(yīng)堆，現(xiàn)在由中國人第一個走上了建設(shè)商業(yè)示范電站的階段”，張作義頗為動情地說。“和我們一起追尋這個夢想的外國科學(xué)家心中的感受是雙重的，一方面他們由衷的激動，因為這一夢想是貢獻給全人類的，另一方面，他們遺憾最終的商業(yè)化成果可能讓中國人獨占。”

高溫氣冷堆技術(shù)走在世界前列

正如張作義描述的那樣，溫度高是高溫氣冷堆最大的特點，也是它近些年被世界上眾多國家競相追逐的原因。用水冷卻的核電站能提供300℃的熱能，已經(jīng)成為當(dāng)前核能發(fā)電的主流技術(shù)。高溫氣冷堆可以提供300℃―1000℃的熱能，這種高溫?zé)崮苡脕戆l(fā)電可以大幅度提高發(fā)電效率。更重要的是，高溫?zé)崮芸梢杂脕泶笠?guī)模替代石油。此外，這種反應(yīng)堆具有固有安全性，滿足第四代核能系統(tǒng)的安全標(biāo)準(zhǔn)。

近年來，國家有關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)曾經(jīng)多次在不同場合強調(diào)高溫氣冷堆核電站的重要意義，“高溫氣冷堆作為新一代核電技術(shù)，在安全性、經(jīng)濟性、高溫工藝熱應(yīng)用等方面具有獨特優(yōu)勢，必須保持我國在高溫氣冷堆技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位”。

值得慶幸的是，我國高溫氣冷堆技術(shù)走在世界前列。“實際上，這是一場龜兔賽跑的游戲”，張作義說，“我們的基礎(chǔ)比外國人薄弱，我們的投入和他們相比也少了很多。但是清華這批所謂的高才生，用的卻是真真正正的笨功。有誰可以想象我們這些人，兩代人，數(shù)十年，不圖名，很少發(fā)論文，幾百人一個團隊進行著艱苦的攻關(guān)。”

我們走過了跟蹤、創(chuàng)新、超越的過程，到現(xiàn)在，我們已經(jīng)走在世界的前列。美國2005年國會的法案把高溫氣冷堆稱為“下一代核電廠”，每年投入1億美元以上，目標(biāo)是2021年建成示范電廠。他們發(fā)現(xiàn)：“當(dāng)美國人正在為他們紙面上的設(shè)計尋找建設(shè)地點時，中國人可能已經(jīng)準(zhǔn)備向世界市場出售產(chǎn)品”、“如果他們成功的話，他們將會成為向世界市場出售核電站的領(lǐng)先者”，美國人發(fā)表的報告這么說。

價值數(shù)十億成套設(shè)備有望出口

我國高溫氣冷堆的研究發(fā)展工作始于上世紀70年代中期。自八十年代中期，在國家863計劃支持下，清華大學(xué)核研院開展了10MW高溫氣冷實驗堆的研究開發(fā)，2000年12月建成臨界，2003年1月實現(xiàn)滿功率并網(wǎng)發(fā)電。這標(biāo)志著我國高溫氣冷堆技術(shù)的研發(fā)取得了突破性成果，基本掌握了核心技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計集成技術(shù)。正因如此，2006年1月，國務(wù)院正式發(fā)布的《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006―2020年)》中，將“大型先進壓水堆和高溫氣冷堆核電站示范工程”列為國家重大專項。

張作義說，高溫氣冷堆項目現(xiàn)在已經(jīng)實現(xiàn)了超過30%的目標(biāo)。這對于啟動不久的重大專項來說是非常不錯的成績單。值得一提的是，在我國上海和東北的制造基地，世界上首臺套的高溫氣冷堆關(guān)鍵設(shè)備加工制造已經(jīng)取得了重大突破，大型鍛件已經(jīng)制造出來并檢驗合格。有了先進核電的成套自主創(chuàng)新技術(shù)，我國的裝備制造業(yè)就裝上了高科技的翅膀。

對于大多數(shù)人來說，“高溫氣冷堆”離他們太遙遠，而張作義的這句話恐怕是對高溫氣冷堆項目的最好總結(jié)――“這是真正的戰(zhàn)略性高科技，是我們自主創(chuàng)新的成果，是節(jié)能減排的重要抓手，不僅國內(nèi)市場需要，更重要的是整個世界市場都需要它，有了它我們可以從賣論噸計的普通設(shè)備轉(zhuǎn)變成賣一套價值數(shù)十億的高科技成套設(shè)備，這對于整個國家意義重大。”

“清華大學(xué)從1911年建校至今已經(jīng)100年了，一代一代的清華學(xué)子，從中華廣闊的大地上走了出來，經(jīng)過清華大學(xué)自強不息厚德載物校風(fēng)的熏陶，走向世界先進國家的大學(xué)和實驗室，然后又聽從國家的召喚，義無反顧地回到這塊土地。清華大學(xué)高溫氣冷堆的奮斗集中體現(xiàn)了這個過程。”張作義最后說道。

――壓水堆核電站――

打造自主的核電技術(shù)品牌CAP1400

2010年7月，作為CAP1400總設(shè)計師――上海核工程研究設(shè)計院院長鄭明光簽訂了一份責(zé)任書，這份與國家核電技術(shù)公司董事長王炳華簽訂的責(zé)任書內(nèi)容就是關(guān)于推進該重大專項的總體目標(biāo)順利實現(xiàn)。彼時，CAP1400的主要參數(shù)和概念設(shè)計已完成，初步設(shè)計已于7月全面啟動。這對于鄭明光和他的同行們來說無疑是一件大喜事。

擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的“大核電”技術(shù)，由“核電大國”轉(zhuǎn)變成“核電強國”，是幾代中國核電人的夢想。2006年底，黨中央國務(wù)院做出“統(tǒng)一核電發(fā)展技術(shù)路線”的重大決策：走引進、消化、吸收和再創(chuàng)新的發(fā)展道路，引進世界上最先進的第三代核電AP1000技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上通過再創(chuàng)新開發(fā)形成具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)、功率更大的大型先進壓水堆核電技術(shù)品牌CAP1400，即裝機容量為140萬千瓦的具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)的先進非能動核電技術(shù)。由此，大型先進壓水堆核電站與高溫氣冷堆核電站一并列為國家科技重大專項。

早在制定重大專項發(fā)展戰(zhàn)略之初，國家便定下了壓水堆項目的發(fā)展目標(biāo)：2013年，自主化CAP1400具備澆灌第一罐混凝土的條件，2017年建成投運。壓水堆項目的總體目標(biāo)是在引進、消化、吸收美國AP1000第三代非能動核電技術(shù)的基礎(chǔ)上進行再創(chuàng)新，開發(fā)出安全性與AP1000相當(dāng)、經(jīng)濟性優(yōu)于AP1000、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的CAP1400核電機組，并建成示范工程。

經(jīng)過“十一五”的努力，最讓業(yè)內(nèi)專家高興的是，近幾年的研究使這一領(lǐng)域的關(guān)鍵共性技術(shù)和設(shè)備材料研究取得很大的突破。“這些設(shè)備的研究制造過程不僅帶來巨大的經(jīng)濟效益，更重要的是讓一重、二重以及上重這些生產(chǎn)企業(yè)在技術(shù)水平和制造能力上得到了飛躍性的提升，推動他們在國際金融危機的沖擊下順利實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級”，鄭明光告訴記者。

第三代核電產(chǎn)業(yè)體系基本成型

他表示，第三代核電產(chǎn)業(yè)體系基本成型，我國已在技術(shù)上具備了在內(nèi)陸批量建設(shè)AP1000核電廠的條件。而核電的裝備屬性很強，核電裝備的自主化實際上就是核電技術(shù)的自主化。就在半年前，被稱為核電站“大動脈”的主管道首次實現(xiàn)國產(chǎn)化，率先攻克了核島鋼制安全殼制造成套技術(shù)，解決了鋼板整體模壓一次成型及吊裝運輸?shù)碾y題，打破了國外企業(yè)在高端大型鑄鍛件市場的壟斷。

隨著重大專項的不斷推進，更多令人欣喜的消息傳來。

2010年5月，國家核電軟件技術(shù)中心宣告成立，我國欲突破核心軟件長期受制于人這一制約我國核電自主發(fā)展的一大瓶頸。

2010年6月，核電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會成立。具備完整的核電標(biāo)準(zhǔn)體系是我國擁有完整核電技術(shù)體系及自主創(chuàng)新能力的標(biāo)志。這意味著，核電自主化的步伐進一步加快。

鄭明光說，正因為重大專項的推進，讓我們有可能在高的技術(shù)起點上發(fā)展，通過自主掌握最先進的技術(shù)，迅速趕上國際先進水平，讓我們有機會參與國際合作，躋身世界核能發(fā)展的大平臺。

雖然對目前的成績深感喜悅，但AP1000的建設(shè)，以及CAP1400的設(shè)計建造，在世界上都是史無前例的，未來還有很多難以估計的困難。對于這樣一條“長征路”，鄭明光有清醒的預(yù)計，“現(xiàn)在我們順利開局，但是我們的工作還需要十年左右時間，這個十年時間會有一系列的成果，這些成果會帶來更多的變化，可能會有新技術(shù)出現(xiàn)，可能會帶來巨大的經(jīng)濟效益”，采訪最后他如是說。

-管理新舉

集中力量辦大事舉國體制調(diào)動最優(yōu)資源

張作義所在的團隊在清華大學(xué)是最龐大的研究群體，眾多的科學(xué)家為實現(xiàn)同一個夢想，甘當(dāng)一顆顆小螺絲釘。“這是一個龐大的研究團隊，光核心成員就有1000人之眾，這些人都只負責(zé)項目中的一小塊，但合起來卻是一個整體。”他說。

這個團隊中有中國人、也有外國人，有老科學(xué)家、也有年輕的科研人員，有學(xué)校、也有企業(yè)，協(xié)調(diào)起來并不是那么容易的事情。“我們實行的是市場經(jīng)濟下的集中力量辦大事，我們中的大多數(shù)人都是為了實現(xiàn)高溫氣冷堆走到一起，是因為有共同的夢想走到一起”。

說起來，高溫氣冷堆核電站產(chǎn)學(xué)研團隊的組成還確實有些復(fù)雜――清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院，負責(zé)科研實施主體，負責(zé)總體技術(shù)方案與核島主系統(tǒng)主設(shè)備設(shè)計；中核能源科技有限公司，負責(zé)工程實施主體，成立于2003年，由中國核工業(yè)建設(shè)集團，清華控股，中國廣東核電集團為股東；還有華能山東石島灣核電有限公司，示范工程業(yè)主，2006年成立，以中國華能集團、中國核工業(yè)建設(shè)集團和清華控股為股東。這三個部分充分聯(lián)動，實現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研的緊密結(jié)合。

“在產(chǎn)學(xué)研合作的過程中，要找到合適的合作對象并不容易”，張作義笑著說。高溫氣冷堆研究的投入大，而且產(chǎn)出時間長，并不能馬上見到收益，這對于很多企業(yè)來說并不是一件容易的事情。“所以我們在找合作對象時，也是在尋找有共同夢想者，或許最終合作的企業(yè)不是最有錢的、不是最大的，但是一定是為了共同的夢想走到一起的，要一起爬雪山過草地的”，張作義說。

上海核工程研究設(shè)計院院長鄭明光對于壓水堆重大專項當(dāng)前的運行機制也感到十分欣慰，“我們帶著一種歷史的使命感在工作，我想這是我們共同的想法，沒有這個是不行的”，鄭明光強調(diào)說，目前我們實行的這種新形勢下的舉國體制效果十分顯著，這讓我們核電行業(yè)通過重大專項這個平臺將國內(nèi)外各個方面的優(yōu)秀資源得到很好的整合，這同時也是一個信息的交流平臺，在這個平臺上我們擁有了國際化的視野。

同時，他又強調(diào)，現(xiàn)行的體制與老的集中力量辦大事又大不相同，很大程度地添加了市場的因素。“下一步，有些問題會得到更加充分的考慮和完善，比如、舉國體制和國家利益的關(guān)聯(lián)，市場經(jīng)濟下企業(yè)發(fā)展利益怎么處理，產(chǎn)權(quán)開發(fā)將來怎么分享，怎么促進企業(yè)取得更好的發(fā)展等等，這些都是下一步重大專項實施過程中需要解決的問題”，鄭明光說。

-成果亮點

高溫氣冷堆邁出商業(yè)化第一步

這是一份官方材料上的總結(jié)文字――2008年2月15日，國務(wù)院常務(wù)會議通過了大型先進壓水堆及高溫氣冷堆核電站重大專項總體實施方案。經(jīng)過論證通過高溫氣冷堆重大專項總體目標(biāo)是：以我國已經(jīng)建成運行的10MW高溫氣冷實驗堆為基礎(chǔ)，建設(shè)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的20萬千瓦級模塊式高溫氣冷堆商業(yè)化示范電站，為發(fā)展第四代核電技術(shù)奠定基礎(chǔ)。

簡短的幾行文字背后是上千名科研人員的多年努力，以及由此即將帶來的巨大成就。對于高溫氣冷堆方向的科學(xué)家們，最高興的事情莫過于我國第一座高溫氣冷堆示范電站的建設(shè)，這是凝聚幾代人心血的科研成果邁向商業(yè)化的第一步。

榮成石島灣核電站項目是我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的第一座高溫氣冷堆示范電站，由華能集團、中核建和清華大學(xué)投資共同建設(shè)運營。該項目一期工程建設(shè)1×20萬千瓦級高溫氣冷堆核電機組，電廠建設(shè)費用30多億元，加上科研投入大概需要50多億元。

“這個廠馬上就要正式澆灌第一罐混凝土，整個項目已經(jīng)啟動。此前，國家核安全局組織了幾百人花了近兩年的時間一點一點審查各方面的問題，現(xiàn)在已經(jīng)認定我們?nèi)慷挤习踩螅O(shè)備也已經(jīng)在上海加工。目前，我們已在清華200號建造了模擬核電站反應(yīng)堆高溫高壓氦氣的環(huán)境來試驗即將裝進去的設(shè)備，這些都是重大專項所支持的項目。山東榮成石島灣核電站項目一旦啟動，影響將是世界性的。”清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院院長兼總工程師張作義告訴記者。