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压水堆和高温压：从跟踪发展到核电自主化

2011年3月初，国务院批准了山东荣成石岛湾高温气冷堆核电站项目，我国第一座高温气冷堆商业化示范电站的建设终于启动，这正是 大型先进压水堆及高温气冷堆核电站 重大专项在过去两年所取得的最重大的进展之一。

核电，对很多人来说是陌生和遥远的词，曾经有一段时间，用业内专家的话说， 人们谈核色变、敬而远之 ，而另一方面它又与能源、环境紧密相连，让全世界都不得不对它刮目相看。

大型先进压水堆及高温气冷堆核电站 重大专项于2008年正式启动。大型先进压水堆核电站（简称 压水堆 ）、高温气冷堆核电站（简称 高温堆 ）这两个相关又颇具独立性的研究项目在各自的科研道路上迅速发展。

高温堆核电站实现几代人的安全核能梦

最近，清华大学核能与新能源技术研究院院长兼总工程师张作义特别兴奋，作为高温气冷堆核电站总设计师，他率领的团队再次取得突破性进展山东荣成石岛湾高温气冷堆核电站项目即将正式浇灌第一罐混凝土。对于核电项目，这是一个最重要的里程碑，它说明非常严格的核安全审查获得通过，工程设计、科研、设备研制、现场施工准备取得重大进展。

荣成石岛湾核电站项目是世界上第一座具有第四代核能系统安全特性模块式高温气冷堆商用规模示范电站。它的建成、运营对于张作义和他的同事们来说，具有非凡的意义。 全世界这个领域的科学家从上世纪80年代开始，就梦想着能研究出具有固有安全性，并能够提供高温热能的先进核反应堆，愈来愈高端现在由中国人第一个走上了建设商业示范电站的阶段 ，张作义颇为动情地说。 和我们一起追寻这个梦想的外国科学家心中的感受是双重的，一方面他们由衷的激动，因为这一梦想是贡献给全人类的，另一方面，他们遗憾最终的商业化成果可能让中国人必须切断电源独占。

高温气冷堆技术走在世界前列

正如张作义描述的那样，温度高是高温气冷堆最大的特点，也是它近些年被世界上众多国家竞相追逐的原因。用水冷却的核电站能提供300℃的热能，已经成为当前核能发电的主流技术。高温气冷堆可以提供300℃ 1000℃的热能，这种高温热能用来发电可以大幅度提高发电效率。更重要的是，高温热能可以用来大规模替代石油。此外，这种反应堆具有固有安全性，满足第四代核能系统的安全标准。

近年来，国家有关部门领导曾经多次在不同场合强调高温气冷堆核电站的重渣浆泵要意义， 高温气冷堆作为新一代核电技术，在安全性、经济性、高温工艺热应用等方面具有独特优势，必须保持我国在高温气冷堆技术研发领域的国际领先地位 。

值得庆幸的是，我国高温气冷堆技术走在世界前列。 实际上，这是一场龟兔赛跑的游戏 ，张作义说， 我们的基础比外国人薄弱，我们的投入和他们相比也少了很多。但是清华这批所谓的高才生，用的却是真真正正的笨功。有谁可以想象我们这些人，两代人，数十年，不图名，很少发论文，几百人一个团队进行着艰苦的攻关。

我们走过了跟踪、创新、超越的过程，到现在，我们已经走在世界的前列。美国2005年国会的法案把高温气冷堆称为 下一代核电厂 ，每年投入1亿美元以上，目标是2021年建成示范电厂。他们发现： 当美国人正在为他们纸面上的设计寻找建设地点时，中国人可能已经准备向世界市场出售产品 、 如果他们成功的话，他们将会成为向世界市场出售核电站的领先者 ，美国人发表的报告这么说。

价值数十亿成套设备有望出口

我国高温气冷堆的研究发展工作始于上世纪70年代中期。自八十年代中期，在国家863计划支持下，清华大学核研院开展了10MW高温气冷实验堆的研究开发，2000年12月建成临界，2003年1月实现满功率并发电。这标志着我国高温气冷堆技术的研发取得了突破性成果，基本掌握了核心技术和系统设计集成技术。正因如此，2006年1月，国务院正式发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006 2020年）》中，将 大型先进压水堆和高温气冷堆核电站示范工程 列为国家重大专项。

张作义说，高温气冷堆项目现在已经实现了超过30%的目标。这对于启动不久的重大专项来说是非常不错的成绩单。值得一提的是，在我国上海和东北的制造基地，世界上首台套的高温气冷堆关键设备加工制造已经取得了重大突破，大型锻件已经制造出来并检验合格。有了先进核电的成套自主创新技术，我国的装备制造业就装上了高科技的翅膀。

对于大多数人来说， 高温气冷堆 离他们太遥远，而张作义的这句话恐怕是对高温气冷堆项目的最好总结 这是真正的战略性高科技，是我们自主创新的成果，是节能减排的重要抓手，不仅国内市场需要，更重要的是整个世界市场都需要它，有了它我们可以从卖论吨计的普通设备转变成卖一套价值数十亿的高科技成套设备，这对于整个国家意义重大。

清华大学从1911年建校至今已经100年了，一代一代的清华学子，从中华广阔的大地上走了出来，经过清华大学自强不息厚德载物校风的熏陶，走向世界先进国家的大学和实验室，然后又听从国家的召唤，义无反顾地回到这块土地。清华大学高温气冷堆的奋斗集中体现了这个过程。 张作义最后说道。

压水堆核电站 打造自主的核电技术品牌CAP1400

2010年7月，作为CAP1400总设计师上海核工程研究设计院院长郑明光签订了一份书，这份与国家核电技术公司董事长王炳华签订的书内容就是关于推进该重大专项的总体目标顺利实现。彼时，CAP1400的主要参数和概念设计已完成，初步设计已于7月全面启动。这对于郑明光和他的同行们来说无疑是一件大喜事。

拥有自主知识产权的 大核电 技术，由 核电大国 转变成 核电强国 ，是几代中国核电人的梦想。2以便于对照分析006年底，党中央国务院做出 统一核电发展技术路线 的重大决策：走引进、消化、吸收和再创新的发展道路，引进世界上最先进的第三代核电AP1000技术，并在此基础上通过再创新开发形成具有我国自主知识产权、功率更大的大型先进压水堆核电技术品牌CAP1400，即装机容量为140万千瓦的具有中国自主知识产权的先进非能动核电技术。由此，大型先进压水堆核电站与高温气冷堆核电站一并列为国家科技重大专项。

早在制定重大专项发展战略之初，国家便定下了压水堆项目的发展目标：2013年，自主化CAP1400具备浇灌第一罐混凝土的条件，2017年建成投运。压水堆项目的总体目标是在引进、消化、吸收美国AP1000第三代非能动核电技术的基础上进行再创新，开发出安全性与AP1000相当、经济性优于AP1000、具有自主知识产权的CAP1400核电机组，并建成示范工程。

经过 十一五 的努力，最让业内专家高兴的是，近几年的研究使这一领域的关键共性技术和设备材料研究取得很大的突破。 这些设备的研究制造过程不仅带来巨大的经济效益，更重要的是让一重、二重以及上重这些生产企业在技术水平和制造能力上得到了飞跃性的提升，推动他们在国际金融危机的冲击下顺利实现转型升级 ，郑明光告诉。

第三代核电产业体系基本成型

他表示，第三代核电产业体系基本成型，我国已在技术上具备了在内陆批量建设AP1000核电厂的条件。而核电的装备属性很强，核电装备的自主化实际上就是核电技术的自主化。就在半年前，被称为核电站 大动脉 的主管道首次实现国产化，率先攻克了核岛钢制安全壳制造成套技术，解决了钢板整体模压一次成型及吊装运输的难题，打破了国外企业在高端大型铸锻件市场的垄断。

随着重大专项的不断推进，更多令人欣喜的消息传来。

2010年5月，国家核电软件技术中心宣告成立，我国欲突破核心软件长期受制于人这一制约我国核电自主发展的一大瓶颈。

2010年6月，核电行业标准化技术委员会成立。具备完整的核电标准体系是我国拥有完整核电技术体系及自主创新能力的标志。这意味着，核电自主化的步伐进一步加快。

郑明光说，正因为重大专项的推进，让我们有可能在高的技术起点上发展，通过自主掌握最先进的技术，迅速赶配电箱上国际先进水平，让我们有机会参与国际合作，跻身世界核能发展的大平台。

虽然对目前的成绩深感喜悦，但AP1000的建设，以及CAP1400的设计建造，在世界上都是史无前例的，未来还有很多难以估计的困难。对于这样一条 长征路 ，郑明光有清醒的预计， 现在我们顺利开局，但是我们的工作还需要十年左右时间，这个十年时间会有一系列的成果，这些成果会带来更多的变化，可能会有新技术出现，可能会带来巨大的经济效益 ，采访最后他如是说。

管理新举集中力量办大事 举国体制调动最优资源

张作义所在的团队在清华大学是最庞大的研究群体，众多的科学家为实现同一个梦想，甘当一颗颗小螺丝钉。 这是一个庞大的研究团队，光核心成员就有1000人之众，这些人都只负责项目中的一小块，但合起来却是一个整体。 他说。

这个团队中有中国人、也有外国人，有老科学家、也有年轻的科研人员，有学校、也有企业，协调起来并不是那么容易的事情。 我们实行的是市场经济下的集中力量办大事，我们中的大多数人都是为了实现高温气冷堆走到一起，是因为有共同的梦想走到一起 。

说起来，高温气冷堆核电站产学研团队的组成还确实有些复杂清华大学核能与新能源技术研究院，负责科研实施主体，负责总体技术方案与核岛主系统主设备设计；中核能源科技有限公司，负责工程实施主体，成立于2003年，由中国核工业建设集团，清华控股，中国广东核电集团为股东；还有华能山东石岛湾核电有限公司，示范工程业主，2006年成立，以中国华能集团、中国核工业建设集团和清华控股为股东。这三个部分充分联动，实现产学研的紧密结合。

在产学研合作的过程中，要找到合适的合作对象并不容易 ，张作义笑着说。高温气冷堆研究的投入大，而且产出时间长，并不能马上见到收益，这对于很多企业来说并不是一件容易的事情。 所以我们在找合作对象时，也是在寻找有共同梦想者，或许最终合作的企业不是最有钱的、不是最大的，但是一定是为了共同的梦想走到一起的，要一起爬雪山过草地的 ，张作义说。

上海核工程研究设计院院长郑明光对于压水堆重大专项当前的运行机制也感到十分欣慰， 我们带着一种历史的使命感在工作，我想这是我们共同的想法，没有这个是不行的 ，郑明光强调说，目前我们实行的这种新形势下的举国体制效果十分显著，这让我们核电行业通过重大专项这个平台将国内外各个方面的优秀资源得到很好的整合，这同时也是一个信息的交流平台，在这个平台上我们拥有了国际化的视野。

同时，他又强调，现行的体制与老的集中力量办大事又大不相同，很大程度地添加了市场的因素。 下一步，有些问题会得到更加充分的考虑和完善，比如、举国体制和国家利益的关联，市场经济下企业发展利益怎么处理，产权开发将来怎么分享，怎么促进企业取得更好的发展等等，这些都是下一步重大专项实施过程中需要解决的问题 ，郑明光说。

成果亮点 高温气冷堆迈出商业化第一步

这是一份官方材料上的总结文字2008年2月15日，国务院常务会议通过了大型先进压水堆及高温气冷堆核电站重大专项总体实施方案。经过论证通过高温气冷堆重大专项总体目标是：以我国已经建成运行的10MW高温气冷实验堆为基础，建设具有自主知识产权的20万千瓦级模块式高温气冷堆商业化示范电站，为发展第四代核电技术奠定基础。

简短的几行文字背后是上千名科研人员的多年努力，以及由此即将带来的巨大成就。对于高温气冷堆方向的科学家们，最高兴的事情莫过于我国第一座高温气冷堆示范电站的建设，这是凝聚几代人心血的科研成果迈向商业化的第一步。

荣成石岛湾核电站项目是我国拥有自主知识产权的第一座高温气冷堆示范电站，由华能集团、中核建和清华大学投资共同建设运营。该项目一期工程建设1 20万千瓦级高温气冷堆核电机组卸扣，电厂建设费用30多亿元，加上科研投入大概需要50多亿元。

这个厂马上就要正传统的后视镜使用1种称为光劈的设计来减小后面车辆前车灯的光眩式浇灌第一罐混凝土，整个项目已经启动。此前，国家核安全局组织了几百人花了近两年的时间一点一点审查各方面的问题，现在已经认定我们全部都符合安全要求，设备也已经在上海加工。目前，我们已在清华200号建造了模拟核电站反应堆高温高压氦气的环境来试验即将装进去的设备，这些都是重大专项所支持的项目。山东荣成石岛湾核电站项目一旦启动，影响将是世界性的。 清华大学核能与新能源技术研究院院长兼总工程师张作义告诉。