“国之重器”十年磨剑 华能石岛湾高温气冷堆核电站投产冲刺

8月28日，16位能源动力领域的院士云集山东荣成。他们此行的目的是为一国家科技重大专项示范工程“把脉问诊”。它就是具有我国自主知识产权的世界首座高温气冷堆商业示范项目——华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程。“磨剑”十余年后，工程建设已于今年7月全面进入调试阶段，计划今年实现首堆冷试和热试，2021年实现反应堆首次装料、临界和机组并网发电。

核电技术自主创新新标杆

能够吸引16位院士，华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程项目的价值不容小觑。用华能集团董事长、中国工程院院士舒印彪的话说：“这是我国核电技术自主创新的新标杆，是体现国家意志、聚焦战略目标、强化政府主导、依靠市场机制、突出企业主体、多方协同合作的具体实践，是在走前人没有走过的路。”

中国科学院院士、自动控制和电力系统动态学专家卢强认为：“华能石岛湾示范工程作为具备‘政产学研用’特点的全球首堆工程，对于我国加快自主创新能力建设、引领世界核电技术发展具有开创性、里程碑意义。”

上世纪80年代，我国高温气冷堆技术尚处在空白状态。在当时国家“863计划”支持下，清华大学核能与新能源技术研究院设计建造了10兆瓦高温气冷堆实验堆，为我国先进核能技术从跟跑到并跑，再到领跑世界奠定了重要基础。

2004年3月，华能集团与中国核建、清华大学签署《高温气冷堆核电站示范工程合作意向书》。2006年2月，《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006～2020年)》将高温气冷堆核电站示范工程列入国家科技重大专项。

2007年1月，华能集团联合中国核建、清华大学成立华能山东石岛湾核电有限公司，负责华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程的建设与运营管理。2012年12月，核岛第一罐混凝土浇注，标志着示范工程正式开工建设。

从当前的世界核电发展趋势来看，这一工程将中国的先进核电技术推向了世界领先水平。“关于第四代核电技术，美国、德国、日本、俄罗斯等国家都做了大量研究，但只做到方案研究，我们是世界上第一个实际建造电站的。”清华大学核能与新能源研究院院长、高温气冷堆示范工程总设计师张作义说。

在华能，这项工程被视为当前的“头号工程”。2018年12月28日，舒印彪到任华能一个多月后，就在北京华能总部召开了高温气冷堆及核电产业发展院士专家咨询会。这是他执掌华能帅印后，首次就一个项目、一个产业组织召开大范围、高级别专家会议。

在舒印彪看来，承担石岛湾这一国家科技重大专项示范工程，是党和国家交给华能的光荣使命和重大政治任务，在所有参建单位的精诚合作和共同努力下，工程建设走出了一条产学研用协同创新的路子，建立了高科技成果产业化的新机制，在关键技术攻关与工程转化过程中取得了诸多突破。

一段前人没有走过的路

作为具有第四代核电特征的高温气冷堆示范工程，“固有安全性”是其最突出的特点之一。即在严重事故下，包括丧失所有冷却能力的情况下，不采取任何人为和机器的干预，依靠材料本身的能力，就能够保证反应堆放射性不会熔毁，不会大量外泄。

同时，示范工程还实现了高度的国产自主化。中国华能副总工程师、华能核电公司党委书记张涛表示，从设备制造国产化情况看，示范工程国产化率已经达到了93.4%，远超重大专项75%的预设目标，是目前国产化率最高的核电项目。

示范工程的建设过程是一段“前人没有走过的路”，尚无成熟经验可以借鉴，面临诸多挑战。在华能集团和参建各方的探索攻坚下，示范工程成功研制出2200多套世界首台(套)设备，攻克了多项“卡脖子”关键核心技术：世界上最大最重的核电压力容器、最大薄壁型金属堆内构件、首台采用电磁轴承结构的主氦风机、首台应用于模块式高温气冷堆的螺旋管式直流蒸汽发生器、首次应用于工程实践的燃料装卸系统和首条高温气冷堆球形燃料元件技术工业化生产线……技术瓶颈被相继突破。

张涛说：“整个项目主要攻关项大概有百余项，小的攻关项达上千项。华能集团围绕高温堆和一些核电科技专题也展开了科技攻关，其中涉及国家核电技术攻关的项目共11个，牵头国家科技重大专项的课题有24项。可以说，示范工程面临的挑战是空前而巨大的，几乎是一步一个坎。”

与会院士们也感叹于这项工程在技术突破方面带来的诸多成果。全国人大环资委副主任委员、中国工程院院士、凝聚态和核物理学家赵宪庚说：“通过实地参观，我更能感受到石岛湾示范工程走到今天取得的成就是巨大的。目前来看，具备了固有安全性等特点的高温气冷堆，有可能成为推动我国内陆核电实现突破发展的‘头号选手’，潜力巨大。”

中国工程院院士、核动力专家于俊崇评价说：“华能正在做的不仅是攻克一个高温气冷堆示范工程难题，同时也为我们核反应堆、核动力堆的发展奠定了良好的基础。我参观过你们的燃料元件生产线，技术成熟，成品率超过90%，非常不容易，为将来我国航天航空、板型燃料元件等领域该技术的发展应用打下坚实基础。”

中国工程院院士、反应堆工程与核电工程专家叶奇蓁说：“上一次来石岛湾大概是在刚安装完反应堆压力容器，这次再来，看到这么多变化与进步，令人鼓舞。高温气冷堆技术优势显著，特别是高温蒸汽可满足我国制氢、油气开采、冶金等领域所需，前景广阔，务必深入研究。”

截至2019年底，我国核电装机达到4874万千瓦、世界第三，已核准和在建规模1715万千瓦，世界第一。但核电装机占比仅为2.4%，距离5.4%的世界平均水平还有较大差距。实现我国核电追赶乃至领跑世界，助力世界科技强国建设，石岛湾高温气冷堆示范工程重任在肩。