揭秘“华龙一号”：汲取日本福岛核事故经验，可抵御9级海啸地震！
“华龙一号”全球首堆——中核集团福清核电5号机组是中国人自主建造的第一座三代核电技术水平的反应堆，多项技术打破了国外垄断。
自主这两个字说来简单，但背后却是几代核电人的艰辛付出，记者来到中核集团福清核电站，揭开五号机组的神秘面纱。
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“华龙一号”的中国“心”
在福建省福清市的前薛村，一个突出内陆、三面环海的尖嘴上，“华龙一号”的全球首堆示范工程正紧张建设。
△福建省福清市前薛村
福清沿海环境多变，三月初，这里白天的温度已经高达三十度，但对这里的建设者来说，这时候正是建设的黄金时期。
△福清核电厂区
“核岛”大厅，是“华龙一号”全球首堆——中核集团福清核电5号机组的核心区域。眼下，核电站的反应堆和众多关键设备已经安装到位。4月份，“华龙一号”首堆福清5号机组将进行不装核燃料的冷态功能试验 ，这是对机组性能的第一次全面考验。
△中核集团“华龙一号”福清五号机组核心区域
任何一个核工程，都要经过大量的试验验证来确保安全。而中核集团核动力院二所所长李朋洲就是“华龙一号”核电技术首席“试验验证官”， 他已经带着团队围绕“华龙一号”开展了众多关键性试验。
△核反应堆核心区域
“我们的核心技术，就是从国外的157堆芯变成了177堆芯。 ”中核集团核动力院二所副总工程师马建中说。
构件上大量的小孔，今后就会对应177组核燃料组件，今后带走核反应热量的水流，就会从这些大小不一的孔洞流入堆芯。从157组核燃料组件变成177组 ，这是核电站从二代到三代的重要转变之一，也是 “华龙一号”重要的技术革新。
△堆内构件：流量分配板
核反应堆就好比是核电站的心脏，核燃料组件就将安装在这些堆内构件里面。有了堆内构件的保护，核能发电的安全才能得到充分保障 。
核电站真正启动后，燃料棒在这里发生核裂变反应，产生的高温加热冷却液，从而产生蒸汽发电。到时候，反应堆里的温度将达到300多度 ，反应堆中的每一个构件必须能承受高温、高压、以及水流腐蚀的严酷环境。
△“华龙一号”防止堆芯融解安全技术
中核集团福清五号机组是“华龙一号”的全球首堆，在设计研发过程中充分汲取了福岛核事故的经验反馈，采用了国际最高的安全标准，核电站可以抵御9级海啸地震，还能抵御商用大飞机的碰撞。
而更重要的是核反应堆内部的长久正常运行，所以，首堆必须按照正式运行时1:1的环境来做堆内构件流致振动试验 ，用真实可靠的数据来回答安全这个问题。
△传感器
2000年，中国陆上核电站第一次进行流致振动试验 的时候，中核集团核动力院二所所长李朋洲就参与了，他当时最大的感受是：中国人是给别人“打工”的 ，主动权都在外国工程师手中。
中核集团核动力院二所所长 李朋洲： 如果不掌握技术，就无从发展，只能停留在国外卖给你什么东西，你就用什么东西。
从反应堆堆芯设计到燃料技术、安全技术，自己能建造一座核电站，成为几代核电人共同的梦想 。在福清核电5号机组的穹顶下，蒸汽发生器如同堆顶结构上点缀的珍珠，它就是我国拥有自主知识产权的第三代核电ZH-65型蒸汽发生器 。
在“华龙一号”提出设计建设初期，曾经跟美国谈，打算购买他们的蒸汽发生器技术，价格方面谈得都很顺利，但是美方始终坚持一点，将来应用这种蒸汽发生器技术的核电站技术出口国外，必须经过美方同意 。
“蒸汽发生器”是核电站的关键设备，中核集团中国核动力研究设计院的科研人员们痛下决心，这事一定要自己干!美国、法国制造首台三代核电蒸汽发生器用了38个月，而中国“华龙一号”制造首台蒸汽发生器仅花了27个月 。这在国际核电制造领域，是前所未有的速度。
△蒸汽发生器
在“华龙一号”福清核电5号机组的核岛内部，远远就能望见一座金黄色的装置，它是整个穹顶内最高的装置，被大家亲切地称为“龙首” ，附着在它四周的管线如同漂浮的“龙须”。
△一体化堆顶结构
“龙首”是指“华龙一号”核反应堆的一体化堆顶结构 ，它就像是一个经过高度集成的智慧大脑，为电站运行节省了大量时间成本。
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打造“华龙一号”
自主燃料元件的完美“外衣”
△四川成都的中核集团中国核动力研究设计院
△包壳材料
“华龙一号”的核心技术诞生在四川成都的中核集团中国核动力研究设计院 。一套完整的核电站机组至少要持续工作60年，不会更换，而像核燃料组件这样的耗材，一到两年就需要更换。提炼核燃料的技术，中国早已掌握，但是核燃料组件的包壳材料，之前中国一直都做不出来，全部依赖进口 。
△中核集团CF3项目副总设计师 赵文金
包壳材料是一种特殊的合金，被称之为N36锆合金 。包壳管距离核裂变反应最近，300多度的高温，叠加上高速的水流，还有发生裂变反应后的芯块传给包壳管巨大的压力。如此特殊功能的合金，此前，全世界只有法国、美国、俄罗斯等核发达国家具备生产能力 。
为了打破垄断，研制锆合金成为了一项迫在眉睫的任务。当中核集团CF3项目副总设计师赵文金接到这个研发任务时，他发现可以参考的配方资料寥寥无几。国外的配方早已申请专利，根本拿不到具体的配比参数。
在1982年赵文金寻找合适合金配方的记录本上，密密麻麻，各种符号，寻找新的配方，如同大海捞针。锆合金里到底有多少种金属，每种金属的含量应该是多少，甚至什么温度下添加，这些赵文金最初的时候一片茫然。在研发过程中，每一种可能的配方，都会被制作成一枚枚纽扣锭 。
△锆合金真空熔炼炉
当赵文金和团队找出了N36锆合金型号，他们的研究已经过去了22年 。现在N36锆合金刚刚步入生产线，但赵文金已经退休了。值得高兴的是，目前，中国已经实现了锆合金包壳材料的量产。
半小时观察：
“华龙一号” 全球首堆中核福清核电5号机组有望在2020年建成，这是中国自主研发的三代核电技术路线。
中国已经掌握了世界主要堆型核电站的建造、运营和维护技术， “华龙一号”也已经形成了中国自主的核电品牌，并通过出口积累了大量的海外工程管理经验。
核电和高铁正成为中国技术“走出去”的两张靓丽名片。
为中国自主创新点赞!
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