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中国的核电梦,将和中国的高铁梦一样,不日实现!
然而,哪有这种一蹴而就的好事!
要实现21世纪中国的核电强国梦,中国必须在同一时间内走完以下三步:
第一步,实现AP1000全球首堆的顺利投产,将AP1000图纸上的先进性在工程上实现。
第二步,完成AP1000到CAP1000的转变,即能够实现AP1000全部关键设备的国产化,这其中就包涵属于AP1000核心技术的大型屏蔽主泵,蒸汽发生器,核级安全爆破阀等西屋刚刚才在技术上突破的设备。
第三步,即在走前两步的基础上,完成CAP1400示范堆的设计和建造,用示范堆证明中国核电已经实现了技术上的跨越,能够建造出世界上最大最先进的三代核电机组。
既然是跨越,就要步子比别人大,进步比别人快!要实现跨越式发展,以上三步就必须在别人走一步的时间内走完,即在美国的AP1000核电项目投产之前,中国不仅要让中国的AP1000发电,还要让中国具备自主建造CAP1000的能力,更要让CAP1400示范项目开工!
在与西屋签订AP1000引进协议不久,中国的CAP1400设计就已启动。以一个图纸上最先进,设计理念全新的核电技术为蓝本,创造性的设计一个更加先进,更加庞大的先进核电技术,这对于国核技的设计人员来说,是一个前所未有的挑战。
对于一项还未吃透的技术来说,以尽量少的改动达到目的,似乎是一个最稳妥的方法。根据与西屋公司的协议,中国设计的CAP1400,其电功率必须在135万千瓦以上才有自主知识产权。在不改动原有AP1000设计的基础上,这个要求达到并不容易。
刚开始,在对AP1000技术初步研究后,国核技提出了简单增加堆芯燃料组数,不改变主泵流量和蒸汽发生器导热面的方案,这可以使机组毛功率达到135万千瓦。这个方案并不成熟,也没有付诸工程实践的可能性,但是却给了设计人员思路!
随着AP1000工程的建设,关键设备如蒸汽发生器(SG)技术国产化的深入,设计人员吃透了SG技术,提出了在主泵设计不变的前提下,通过改进SG的设计,提升堆功率的方法,使得机组净输出功率大于135万千瓦的改进方案,即方案二。方案二依然不够成熟,但却意味着,随着我国对AP1000技术的消化吸收,已经初步具备了再创造的能力。
浙江三门和山东海阳的AP1000项目依然在不断推进,中国的建设经验不断积累。而AP1000关键设备国产化配套的设备厂家,也对西屋的关键设备渐渐吃透。在此基础上,在方案二的基础上,国核技对CAP1400设计做出了很大的修改:即扩大SG导热面,重新设计主泵,让CAP1400的净功率超过135万千瓦。方案三是一个里程碑式的方案,这标志着我国具备了设计美国标准的大型三代核电技术的能力。尤其是屏蔽主泵的重新设计,意味着我国终于具备了设计先进反应堆大型屏蔽主泵的能力。
而CAP1400方案随着AP1000技术研究的深入依然在完善,2010年,通过提高主泵流量,优化系统总参数,优化二次测效率,让CAP1400变得完善,最终形成了净功率超过135万千瓦,具备完全自主知识产权,比AP1000经济性和安全性更好高的先进三代核电技术,做到了青出于蓝而胜于蓝。
图纸上的胜利只是一场战役的胜利,要实现CAP1400建成投产,还有诸多挑战。这些挑战既有外部的,也有内部的。
外部的挑战来自于国内突然崛起的“华龙一号”。在AP1000引进时,“华龙一号”还是中核和中广核两家各自不同的三代核电技术,当时技术既不成熟,面对AP1000也毫无优势可言。但是在13年两家技术被国家用行政力量强制合并后,突然成了中国三代核电市场一股清流,成为AP1000和CAP1400直接的竞争对手。
面对AP1000和CAP1400,“华龙一号”攻击对手的方法可谓老辣。“华龙一号”一开始就打出“完全中国人自主设计”的民族主义牌。这给这些年关心中国核电的专业和非专业人士一剂强心针,听闻“自主”二字,国人顿觉扬眉吐气。而CAP1400完全基于AP1000的事实,听起来似乎总不是滋味。
而后来,AP1000坏消息接踵而至,最关键的屏蔽主泵和爆破阀竟然未按时成功研制,AP1000项目的严重拖期,项目成本节节攀升,西屋破产重组,让人们隐隐感觉是不是AP1000是美国鬼子给中国人设下的圈套?这段时期,各种西屋阴谋论的文章在网上随处可见,当年AP1000“最先进最安全”的光环,现在几乎成为搞笑的代名词,这其中还有美国人卖给中国15版过时技术而自己留着19版先进AP1000技术的谣言,对AP1000及CAP1400来说,简直诛心。大哥尚且如此,CAP1400只好夹着尾巴做人,连宣传都没敢多做。
面对如此利好,“华龙一号”恰逢其时地宣传其“造价低,工期可控”,在与AP1000的竞争中再得一分。这个时候,AP1000能够拿得出手的只剩下“非能动安全系统”了。可是“华龙一号”又来一记致命补刀,宣传自己“能动与非能动”结合的安全系统,顿时让AP1000黯然无光。
此后,直到2016年西屋宣布屏蔽主泵和爆破阀研制成功,AP1000一直灰头土脸的在中国苟活,中国核电的舞台已经完全让位给了带着民族光环的“华龙一号”。
而事实上,CAP1400虽然源自AP1000,但是却是彻头彻尾的国产货。为啥?因为CAP1400所有的细节我国都具备自主知识产权,CAP1400所有的关键设备,中国都具有或将具有自主设计和生产的能力。CAP1400就像一个穿着出口转内销的阿迪运动衣服,从美国留学归国,要为祖国繁荣献身的留学生。
CAP1400这位留学生并非单独回国,在他身后,还有一整套的三代先进核电技术生产企业。CAP1400首堆的国产化率将在90%以上,这其中包括所有关键设备都将是国产的。这些关键设备包括:中国一重生产的直径5.3米,重达80吨的压力容器顶盖。上海电气生产的蒸汽发生器(比AP1000的SG更大更先进),东方 电气研制的1828mm汽轮机长叶片,大连大高生产的爆破阀,中国二重制造的重大650吨的发电机,三一重工研制的3600吨重型履带吊车。这其中的任何一项,都是在创造中国核电装备在质量和技术上的新纪录。
当然,CAP1400同时给中国带来的,还有数千名三代先进核电技术的监管和审核人员。美国的核电标准无疑是世界核电标准的标杆,CAP1400方案的审核,创造了中国核电方案审核的最长记录。这其中有两方面的原因,最主要的原因当然是处于对核电技术的谨慎态度,还有一个重要原因是CAP1400采用的世界最先进的设计标准,国家监管部门人员技术和经验不足。在审核过程中,审核人员简直是边审核边学习,还得升版监管方案,优化审核方法。当CAP1400审核结束,整个监管部门人员的核电监管理念都上了一个台阶,我国的核电监管理论和方法也得到了改进。这一点,对于我国核电发展和安全管理,意义更加重大。
十年磨一剑,目前,AP1000的关键技术问题都得到了解决,三门核电一号机组热试在有条不紊地进行。AP1000和CAP1400在经历数年的波折后,终于迎来了胜利的曙光。而在这些年中,CAP1400的研发已经在我国形成了一个完整的全新的先进的三代核电产业链,这个产业链资本雄厚,技术先进,利益一致。CAP1400就像一个闭关修炼多年的年轻人,现在终于打通了任督二脉,CAP1400项目即将在山东石岛湾落地。CAP1400一旦成功,不论是在国内还是在国外,都具有极强的竞争优势。
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