http://kadhoai.com.cn 2026-04-26 14:39:18 來源:科技日報
2011年3月初,國務院批準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化示範電站的建設終於啟動,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,曾經有一段時間,用業內專家的話說,“人們談核色變、敬而遠之”,而另一方麵它又與能源、環境緊密相連,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”重大專項於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”)這兩個相關又頗具獨立性的研究項目在各自的科研道路上迅速發展。
高溫堆核電站實現幾代人的安全核能夢
最zui近jin,清qing華hua大da學xue核he能neng與yu新xin能neng源yuan技ji術shu研yan究jiu院yuan院yuan長chang兼jian總zong工gong程cheng師shi張zhang作zuo義yi特te別bie興xing奮fen,作zuo為wei高gao溫wen氣qi冷leng堆dui核he電dian站zhan總zong設she計ji師shi,他ta率lv領ling的de團tuan隊dui再zai次ci取qu得de突tu破po性xing進jin展zhan山shan東dong榮rong成cheng石shi島dao灣wan高gao溫wen氣qi冷leng堆dui核he電dian站zhan項xiang目mu即ji將jiang正zheng式shi澆jiao灌guan第di一yi罐guan混hun凝ning土tu。對dui於yu核he電dian項xiang目mu,這zhe是shi一yi個ge最zui重zhong要yao的de裏li程cheng碑bei,它ta說shuo明ming非fei常chang嚴yan格ge的de核he安an全quan審shen查zha獲huo得de通tong過guo,工gong程cheng設she計ji、科研、設備研製、現場施工準備取得重大進展。
榮成石島灣核電站項目是世界上第一座具有第四代核能係統安全特性模塊式高溫氣冷堆商用規模示範電站。它的建成、運營對於張作義和他的同事們來說,具有非凡的意義。“全世界這個領域的科學家從上世紀80年nian代dai開kai始shi,就jiu夢meng想xiang著zhe能neng研yan究jiu出chu具ju有you固gu有you安an全quan性xing,並bing能neng夠gou提ti供gong高gao溫wen熱re能neng的de先xian進jin核he反fan應ying堆dui,現xian在zai由you中zhong國guo人ren第di一yi個ge走zou上shang了le建jian設she商shang業ye示shi範fan電dian站zhan的de階jie段duan”,張作義頗為動情地說。“hewomenyiqizhuixunzhegemengxiangdewaiguokexuejiaxinzhongdeganshoushishuangzhongde,yifangmiantamenyouzhongdejidong,yinweizheyimengxiangshigongxiangeiquanrenleide,lingyifangmian,tamenyihanzuizhongdeshangyehuachengguokenengrangzhongguorenduzhan。”
高溫氣冷堆技術走在世界前列
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,已經成為當前核能發電的主流技術。高溫氣冷堆可以提供300℃—1000℃的(de)熱(re)能(neng),這(zhe)種(zhong)高(gao)溫(wen)熱(re)能(neng)用(yong)來(lai)發(fa)電(dian)可(ke)以(yi)大(da)幅(fu)度(du)提(ti)高(gao)發(fa)電(dian)效(xiao)率(lv)。更(geng)重(zhong)要(yao)的(de)是(shi),高(gao)溫(wen)熱(re)能(neng)可(ke)以(yi)用(yong)來(lai)大(da)規(gui)模(mo)替(ti)代(dai)石(shi)油(you)。此(ci)外(wai),這(zhe)種(zhong)反(fan)應(ying)堆(dui)具(ju)有(you)固(gu)有(you)安(an)全(quan)性(xing),滿(man)足(zu)第(di)四(si)代(dai)核(he)能(neng)係(xi)統(tong)的(de)安(an)全(quan)標(biao)準(zhun)。
近年來,國家有關部門領導曾經多次在不同場合強調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,在安全性、經濟性、高溫工藝熱應用等方麵具有獨特優勢,必須保持我國在高溫氣冷堆技術研發領域的國際領先地位”。
值得慶幸的是,我國高溫氣冷堆技術走在世界前列。“實際上,這是一場龜兔賽跑的遊戲”,張作義說,“我wo們men的de基ji礎chu比bi外wai國guo人ren薄bo弱ruo,我wo們men的de投tou入ru和he他ta們men相xiang比bi也ye少shao了le很hen多duo。但dan是shi清qing華hua這zhe批pi所suo謂wei的de高gao才cai生sheng,用yong的de卻que是shi真zhen真zhen正zheng正zheng的de笨ben功gong。有you誰shui可ke以yi想xiang象xiang我wo們men這zhe些xie人ren,兩liang代dai人ren,數shu十shi年nian,不bu圖tu名ming,很hen少shao發fa論lun文wen,幾ji百bai人ren一yi個ge團tuan隊dui進jin行xing著zhe艱jian苦ku的de攻gong關guan。”
我們走過了跟蹤、創新、超越的過程,到現在,我們已經走在世界的前列。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,目標是2021年建成示範電廠。他們發現:“當美國人正在為他們紙麵上的設計尋找建設地點時,中國人可能已經準備向世界市場出售產品”、“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先者”,美國人發表的報告這麼說。
價值數十億成套設備有望出口
我國高溫氣冷堆的研究發展工作始於上世紀70年代中期。自八十年代中期,在國家863計劃支持下,清華大學核研院開展了10MW高溫氣冷實驗堆的研究開發,2000年12月建成臨界,2003年1yueshixianmangonglvbingwangfadian。zhebiaozhizhewoguogaowenqilengduijishudeyanfaqudeletupoxingchengguo,jibenzhangwolehexinjishuhexitongshejijichengjishu。zhengyinruci,2006年1月,國務院正式發布的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006—2020年)》中,將“大型先進壓水堆和高溫氣冷堆核電站示範工程”列為國家重大專項。
張作義說,高溫氣冷堆項目現在已經實現了超過30%的de目mu標biao。這zhe對dui於yu啟qi動dong不bu久jiu的de重zhong大da專zhuan項xiang來lai說shuo是shi非fei常chang不bu錯cuo的de成cheng績ji單dan。值zhi得de一yi提ti的de是shi,在zai我wo國guo上shang海hai和he東dong北bei的de製zhi造zao基ji地di,世shi界jie上shang首shou台tai套tao的de高gao溫wen氣qi冷leng堆dui關guan鍵jian設she備bei加jia工gong製zhi造zao已yi經jing取qu得de了le重zhong大da突tu破po,大da型xing鍛duan件jian已yi經jing製zhi造zao出chu來lai並bing檢jian驗yan合he格ge。有you了le先xian進jin核he電dian的de成cheng套tao自zi主zhu創chuang新xin技ji術shu,我wo國guo的de裝zhuang備bei製zhi造zao業ye就jiu裝zhuang上shang了le高gao科ke技ji的de翅chi膀pang。
對於大多數人來說,“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“這(zhe)是(shi)真(zhen)正(zheng)的(de)戰(zhan)略(lve)性(xing)高(gao)科(ke)技(ji),是(shi)我(wo)們(men)自(zi)主(zhu)創(chuang)新(xin)的(de)成(cheng)果(guo),是(shi)節(jie)能(neng)減(jian)排(pai)的(de)重(zhong)要(yao)抓(zhua)手(shou),不(bu)僅(jin)國(guo)內(nei)市(shi)場(chang)需(xu)要(yao),更(geng)重(zhong)要(yao)的(de)是(shi)整(zheng)個(ge)世(shi)界(jie)市(shi)場(chang)都(dou)需(xu)要(yao)它(ta),有(you)了(le)它(ta)我(wo)們(men)可(ke)以(yi)從(cong)賣(mai)論(lun)噸(dun)計(ji)的(de)普(pu)通(tong)設(she)備(bei)轉(zhuan)變(bian)成(cheng)賣(mai)一(yi)套(tao)價(jia)值(zhi)數(shu)十(shi)億(yi)的(de)高(gao)科(ke)技(ji)成(cheng)套(tao)設(she)備(bei),這(zhe)對(dui)於(yu)整(zheng)個(ge)國(guo)家(jia)意(yi)義(yi)重(zhong)大(da)。”
“清華大學從1911年建校至今已經100年nian了le,一yi代dai一yi代dai的de清qing華hua學xue子zi,從cong中zhong華hua廣guang闊kuo的de大da地di上shang走zou了le出chu來lai,經jing過guo清qing華hua大da學xue自zi強qiang不bu息xi厚hou德de載zai物wu校xiao風feng的de熏xun陶tao,走zou向xiang世shi界jie先xian進jin國guo家jia的de大da學xue和he實shi驗yan室shi,然ran後hou又you聽ting從cong國guo家jia的de召zhao喚huan,義yi無wu反fan顧gu地di回hui到dao這zhe塊kuai土tu地di。清qing華hua大da學xue高gao溫wen氣qi冷leng堆dui的de奮fen鬥dou集ji中zhong體ti現xian了le這zhe個ge過guo程cheng。”張作義最後說道。
壓水堆核電站 打造自主的核電技術品牌CAP1400
2010年7月,作為CAP1400zongshejishishanghaihegongchengyanjiushejiyuanyuanchangzhengmingguangqiandingleyifenzerenshu,zhefenyuguojiahedianjishugongsidongshichangwangbinghuaqiandingdezerenshuneirongjiushiguanyutuijingaizhongdazhuanxiangdezongtimubiaoshunlishixian。bishi,CAP1400的主要參數和概念設計已完成,初步設計已於7月全麵啟動。這對於鄭明光和他的同行們來說無疑是一件大喜事。
擁有自主知識產權的“大核電”技術,由“核電大國”轉變成“核電強國”,是幾代中國核電人的夢想。2006年底,黨中央國務院做出“統一核電發展技術路線”的重大決策:走引進、消化、吸收和再創新的發展道路,引進世界上最先進的第三代核電AP1000技術,並在此基礎上通過再創新開發形成具有我國自主知識產權、功率更大的大型先進壓水堆核電技術品牌CAP1400,即裝機容量為140wanqianwadejuyouzhongguozizhuzhishichanquandexianjinfeinengdonghedianjishu。youci,daxingxianjinyashuiduihedianzhanyugaowenqilengduihedianzhanyibinglieweiguojiakejizhongdazhuanxiang。
早在製定重大專項發展戰略之初,國家便定下了壓水堆項目的發展目標: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是在引進、消化、吸收美國AP1000第三代非能動核電技術的基礎上進行再創新,開發出安全性與AP1000相當、經濟性優於AP1000、具有自主知識產權的CAP1400核電機組,並建成示範工程。
經過“十一五”的努力,最讓業內專家高興的是,近幾年的研究使這一領域的關鍵共性技術和設備材料研究取得很大的突破。“這些設備的研究製造過程不僅帶來巨大的經濟效益,更重要的是讓一重、二重以及上重這些生產企業在技術水平和製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衝擊下順利實現轉型升級”,鄭明光告訴記者。
第三代核電產業體係基本成型
他表示,第三代核電產業體係基本成型,我國已在技術上具備了在內陸批量建設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的自主化。就在半年前,被稱為核電站“大動脈”的de主zhu管guan道dao首shou次ci實shi現xian國guo產chan化hua,率lv先xian攻gong克ke了le核he島dao鋼gang製zhi安an全quan殼ke製zhi造zao成cheng套tao技ji術shu,解jie決jue了le鋼gang板ban整zheng體ti模mo壓ya一yi次ci成cheng型xing及ji吊diao裝zhuang運yun輸shu的de難nan題ti,打da破po了le國guo外wai企qi業ye在zai高gao端duan大da型xing鑄zhu鍛duan件jian市shi場chang的de壟long斷duan。
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,國家核電軟件技術中心宣告成立,我國欲突破核心軟件長期受製於人這一製約我國核電自主發展的一大瓶頸。
2010年6月(yue),核(he)電(dian)行(xing)業(ye)標(biao)準(zhun)化(hua)技(ji)術(shu)委(wei)員(yuan)會(hui)成(cheng)立(li)。具(ju)備(bei)完(wan)整(zheng)的(de)核(he)電(dian)標(biao)準(zhun)體(ti)係(xi)是(shi)我(wo)國(guo)擁(yong)有(you)完(wan)整(zheng)核(he)電(dian)技(ji)術(shu)體(ti)係(xi)及(ji)自(zi)主(zhu)創(chuang)新(xin)能(neng)力(li)的(de)標(biao)誌(zhi)。這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe),核(he)電(dian)自(zi)主(zhu)化(hua)的(de)步(bu)伐(fa)進(jin)一(yi)步(bu)加(jia)快(kuai)。
鄭(zheng)明(ming)光(guang)說(shuo),正(zheng)因(yin)為(wei)重(zhong)大(da)專(zhuan)項(xiang)的(de)推(tui)進(jin),讓(rang)我(wo)們(men)有(you)可(ke)能(neng)在(zai)高(gao)的(de)技(ji)術(shu)起(qi)點(dian)上(shang)發(fa)展(zhan),通(tong)過(guo)自(zi)主(zhu)掌(zhang)握(wo)最(zui)先(xian)進(jin)的(de)技(ji)術(shu),迅(xun)速(su)趕(gan)上(shang)國(guo)際(ji)先(xian)進(jin)水(shui)平(ping),讓(rang)我(wo)們(men)有(you)機(ji)會(hui)參(can)與(yu)國(guo)際(ji)合(he)作(zuo),躋(ji)身(shen)世(shi)界(jie)核(he)能(neng)發(fa)展(zhan)的(de)大(da)平(ping)台(tai)。
雖然對目前的成績深感喜悅,但AP1000的建設,以及CAP1400的設計建造,在世界上都是史無前例的,未來還有很多難以估計的困難。對於這樣一條“長征路”,鄭明光有清醒的預計,“xianzaiwomenshunlikaiju,danshiwomendegongzuohaixuyaoshinianzuoyoushijian,zhegeshinianshijianhuiyouyixiliedechengguo,zhexiechengguohuidailaigengduodebianhua,kenenghuiyouxinjishuchuxian,kenenghuidailaijudadejingjixiaoyi”,采訪最後他如是說。
管理新舉集中力量辦大事 舉國體製調動最優資源
張作義所在的團隊在清華大學是最龐大的研究群體,眾多的科學家為實現同一個夢想,甘當一顆顆小螺絲釘。“這是一個龐大的研究團隊,光核心成員就有1000人之眾,這些人都隻負責項目中的一小塊,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,有老科學家、也有年輕的科研人員,有學校、也有企業,協調起來並不是那麼容易的事情。“我們實行的是市場經濟下的集中力量辦大事,我們中的大多數人都是為了實現高溫氣冷堆走到一起,是因為有共同的夢想走到一起”。
說shuo起qi來lai,高gao溫wen氣qi冷leng堆dui核he電dian站zhan產chan學xue研yan團tuan隊dui的de組zu成cheng還hai確que實shi有you些xie複fu雜za清qing華hua大da學xue核he能neng與yu新xin能neng源yuan技ji術shu研yan究jiu院yuan,負fu責ze科ke研yan實shi施shi主zhu體ti,負fu責ze總zong體ti技ji術shu方fang案an與yu核he島dao主zhu係xi統tong主zhu設she備bei設she計ji;中核能源科技有限公司,負責工程實施主體,成立於2003年,由中國核工業建設集團,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,示範工程業主,2006年成立,以中國華能集團、中國核工業建設集團和清華控股為股東。這三個部分充分聯動,實現產學研的緊密結合。
“在產學研合作的過程中,要找到合適的合作對象並不容易”,張作義笑著說。高溫氣冷堆研究的投入大,而且產出時間長,並不能馬上見到收益,這對於很多企業來說並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。
上海核工程研究設計院院長鄭明光對於壓水堆重大專項當前的運行機製也感到十分欣慰,“我們帶著一種曆史的使命感在工作,我想這是我們共同的想法,沒有這個是不行的”,zhengmingguangqiangtiaoshuo,muqianwomenshixingdezhezhongxinxingshixiadejuguotizhixiaoguoshifenxianzhu,zherangwomenhedianxingyetongguozhongdazhuanxiangzhegepingtaijiangguoneiwaigegefangmiandeyouxiuziyuandedaohenhaodezhenghe,zhetongshiyeshiyigexinxidejiaoliupingtai,zaizhegepingtaishangwomenyongyouleguojihuadeshiye。
同時,他又強調,現行的體製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ju國guo體ti製zhi和he國guo家jia利li益yi的de關guan聯lian,市shi場chang經jing濟ji下xia企qi業ye發fa展zhan利li益yi怎zen麼me處chu理li,產chan權quan開kai發fa將jiang來lai怎zen麼me分fen享xiang,怎zen麼me促cu進jin企qi業ye取qu得de更geng好hao的de發fa展zhan等deng等deng,這zhe些xie都dou是shi下xia一yi步bu重zhong大da專zhuan項xiang實shi施shi過guo程cheng中zhong需xu要yao解jie決jue的de問wen題ti”,鄭明光說。
成果亮點 高溫氣冷堆邁出商業化第一步
這是一份官方材料上的總結文字2008年2月15日,國務院常務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。經過論證通過高溫氣冷堆重大專項總體目標是:以我國已經建成運行的10MW高溫氣冷實驗堆為基礎,建設具有自主知識產權的20萬千瓦級模塊式高溫氣冷堆商業化示範電站,為發展第四代核電技術奠定基礎。
簡jian短duan的de幾ji行xing文wen字zi背bei後hou是shi上shang千qian名ming科ke研yan人ren員yuan的de多duo年nian努nu力li,以yi及ji由you此ci即ji將jiang帶dai來lai的de巨ju大da成cheng就jiu。對dui於yu高gao溫wen氣qi冷leng堆dui方fang向xiang的de科ke學xue家jia們men,最zui高gao興xing的de事shi情qing莫mo過guo於yu我wo國guo第di一yi座zuo高gao溫wen氣qi冷leng堆dui示shi範fan電dian站zhan的de建jian設she,這zhe是shi凝ning聚ju幾ji代dai人ren心xin血xue的de科ke研yan成cheng果guo邁mai向xiang商shang業ye化hua的de第di一yi步bu。
榮成石島灣核電站項目是我國擁有自主知識產權的第一座高溫氣冷堆示範電站,由華能集團、中核建和清華大學投資共同建設運營。該項目一期工程建設1×20萬千瓦級高溫氣冷堆核電機組,電廠建設費用30多億元,加上科研投入大概需要50多億元。
“zhegechangmashangjiuyaozhengshijiaoguandiyiguanhunningtu,zhenggexiangmuyijingqidong。ciqian,guojiaheanquanjuzuzhilejibairenhualejinliangniandeshijianyidianyidianshenzhagefangmiandewenti,xianzaiyijingrendingwomenquanbudoufuheanquanyaoqiu,shebeiyeyijingzaishanghaijiagong。muqian,womenyizaiqinghua200號(hao)建(jian)造(zao)了(le)模(mo)擬(ni)核(he)電(dian)站(zhan)反(fan)應(ying)堆(dui)高(gao)溫(wen)高(gao)壓(ya)氦(hai)氣(qi)的(de)環(huan)境(jing)來(lai)試(shi)驗(yan)即(ji)將(jiang)裝(zhuang)進(jin)去(qu)的(de)設(she)備(bei),這(zhe)些(xie)都(dou)是(shi)重(zhong)大(da)專(zhuan)項(xiang)所(suo)支(zhi)持(chi)的(de)項(xiang)目(mu)。山(shan)東(dong)榮(rong)成(cheng)石(shi)島(dao)灣(wan)核(he)電(dian)站(zhan)項(xiang)目(mu)一(yi)旦(dan)啟(qi)動(dong),影(ying)響(xiang)將(jiang)是(shi)世(shi)界(jie)性(xing)的(de)。”清華大學核能與新能源技術研究院院長兼總工程師張作義告訴記者。