“華龍一號”， 中國“智造”的三代核電技術
——專訪“華龍一號”總設計師邢繼

“華龍一號”， 中國“智造”的三代核電技術
——專訪“華龍一號”總設計師邢繼

編者按：2015年6月15日，李克強總理在考察中國核電工程有限公司時指出，把“華龍一號”打造成世界一流核電品牌，“你們為我撐腰，我去國際舞臺為你們揚名”。在此前的5月7日，“華龍一號”首臺示范工程——福建福清核電5號機組正式開工，標志著中國成為世界上具有三代核電技術和自主品牌的少數核電國家之一，我國已經躋身世界先進核電技術“第一陣營”，全方位參與國際競爭。為了揭開“華龍一號”的神秘面紗，我刊專訪了“華龍一號”總設計師邢繼。

邢繼 研究員級高工，我國自主知識產權的三代核電“華龍一號”的總設計師。畢業于哈爾濱船舶工程學院核動力裝置專業，現任中國核電工程有限公司副總經理、總工程師。獲得2006年國務院“政府特殊津貼”；榮獲2014年推動“北京創造”科技人物；入選“中央電視臺2015年度科技創新人物”候選人。

“華龍一號”的前世今生

《中國核電》：邢總，您好！作為“華龍一號”的總設計師，請為我們介紹一下它的研發歷程和技術特點。

邢繼：“華龍一號”，是我們中國人自己“智造”的，這個“智造”是指我們用自己的智慧制造出來的，是我國擁有自主知識產權的三代核電技術品牌，是我們中國人的驕傲。

“華龍一號”的研發歷程是艱辛的，是幾代核工業人堅持不懈、共同努力的成果。大家都知道，今年是我國核工業創建六十周年，而我國的核電研發、建造，也早在30多年前就起步了。同樣，“華龍一號”核電技術的研發也持續了很長一段時間，光是百萬千瓦級核電技術的研發就已經有16年了，直到“華龍一號”今年在福清核電廠5號機組開工建設首臺示范工程，才可以說是真正的落地，我們才有一種過去沒有感受到的驕傲，因為這完全是靠我們自己研發出來的三代核電技術。

1999年以前，我們一直在為研發百萬千瓦級核電技術做準備，經歷了幾代科技人員不斷的努力，通過引進、消化和吸收國際的先進技術，不斷地確立目標，否定目標，又重新確定更高的目標，最終達到了IAEA認可的三代核電技術要求，由最初的核電技術方案逐漸演變成為現在的“華龍一號”核電技術。應該說，“華龍一號”代表了當前我國核電技術最高的發展水平，達到了和世界上最先進的壓水堆核電技術同樣的水平。

核安全是核電的生命，研發我國自主的核電技術，最重要的就是如何提高安全性?！叭A龍一號”在技術上與其他的機型有很大的差異，比如采用了能動和非能動相結合的安全系統和堆芯采用177組先進燃料組件等等。“能動與非能動相結合”，主要是為了實現在事故后應對事故手段的多樣性，從而來避免因為共模故障導致安全系統全部喪失，避免嚴重的事故后果。像這樣的一個設計，從理念上來說，大家能認識到它的好處，但你要把理念變成一個實實在在的工程，變成一個方案，這就需要你具備一個很強的研發、設計、制造能力。你看到聽到國外有這樣的一個好的辦法，但別人不會教你，不會把關鍵技術給你，不會告訴你怎么做。這就需要我們自己搞研發，通過自身的努力來實現一個個高目標?？梢哉f，“華龍一號”核電技術的整個研發、設計、制造過程，就是在這樣不斷摸索中前進的，這也是核工業“四個一切”精神的最好體現。

《中國核電》：那為什么把這項三代核電技術定名為“華龍一號”，請您給解答一下。

邢繼：這個問題我也被問過很多次了，這個名字不是我起的，但是我可以給解釋一下，也完全是我自己的理解?！叭A龍一號”的“華”就是中華，“龍”就是中國的象征，是龍就是要騰飛的，寓意中國的核電要騰飛，要飛向世界，同時還是第一條龍，我相信以后還會有“華龍二號”“華龍三號”的出現，我國的核電一定會在世界的舞臺上騰飛。還要說明一點，“華龍一號”在國外叫“HPR1000”，H就是華龍的首字母，PR就是pressurized water reactor的縮寫，所以你們見到HPR1000也不要陌生，他就是咱們的“華龍一號”。

大家可能還會有疑問，中核集團在搞“華龍一號”，中廣核集團也在搞“華龍一號”，這兩個“華龍一號”有什么不同？我也可以給你們解釋一下。兩家“華龍一號”是同源的。我剛才反復地強調，中核集團設計的一個特點就是基于能動加非能動的安全設計理念，形成了一套完整的設計方案，而中廣核集團則借鑒法國EPR技術，采用增加冗余系統的方案，他們也應用了一些非能動技術。所以這樣看來，盡管設計方案有些差異，但從理論上來講，安全水平都符合三代核電技術要求。作為市場就有競爭，而競爭有利于技術的發展，所以兩家都以“華龍一號”命名，加強融合、共同發展，能夠使我國核電技術在國際舞臺上得到更加充分展示。

能動與非能動的設計理念，是先進的

《中國核電》：您剛才介紹了“華龍一號”的主要特點就是能動與非能動相結合，那么是誰最先提出的這種設計理念，它的先進之處又在哪里，請您具體談談。

邢繼：因為我參與了“華龍一號”（前身是CP1000）最初的研發工作，所以對這段歷史比較清楚。仔細回憶了整個研發的歷程，我覺得“華龍一號”能動和非能動系統相結合的設計理念的形成是一個漸進的過程，應該是一個集體智慧的結晶。

早在研發CP1000的時候，我們只是設想在核電站的局部采用非能動的安全系統來實現安全功能的多樣化。這樣的設計在國外先進核電站上是已經有應用的了，比如AP1000采用非能動系統，完全不靠電力驅動。然后我們就想，如果我們也在安全系統中采用非能動的手段，那理論上就可以應對不同的事故。最初可能就是從引入一個非能動系統來實現安全功能的多樣化這一個角度來考慮的。后來，隨著我們研發工作的進展，發現把非能動系統系列化，更能夠達到保障核電站安全的目的。圍繞整個核電站事故進程來分析，“華龍一號” 都有非能動的手段來預防事故發生或者緩解事故后果。例如，非能動的二次側余熱導出防止全廠斷電后的堆芯熔化；非能動的堆腔淹沒將熔融物滯留在壓力容器內部；非能動的安全殼冷卻實現嚴重事故后安全殼的降壓和冷卻。在超設計基準事故工況下，這些措施能夠保證反應堆安全冷卻的非能動系統形成了一整套非能動的系列。而把能動和非能動結合起來，作為一種設計理念運用到安全系統里是后來逐步提煉出來的。

說到核電站的安全設計理念，大家所共同遵循的是縱深防御原則，從堆芯對反應性控制開始，就防止偏離正常情況而發生事故，然后是通過安全系統來應對可能發生的各種事故，保證反應堆安全，此外，再針對假設發生嚴重事故，甚至是堆芯得不到冷卻被熔化的最嚴重情況，必須有可靠措施能緩解事故的后果，我們要確保能將放射性物質包容在安全屏障中，避免對環境產生影響。盡管已采取了多重防御措施，并且在每層防御上應用了冗余與多樣化手段，還要考慮萬一放射性物質擴散到環境中，我們要采取相應的廠外的應急措施，保證公眾安全。這就是整個核電站設計所需要遵循的一層一層的縱深防御的設計理念。正是這樣的安全理念指導我們完成了“華龍一號”安全系統多樣化的設計。我們通過安全分析得到的結果是，采用能動和非能動結合的設計方案，可以將核電站堆芯熔毀及大量放射性釋放的概率大幅度降低。

從安全的角度來說，能動系統都可能發生故障。比如說，安全系統是靠水泵形成強迫循環來冷卻堆芯的，一旦沒有電了，所有的水泵都停了。美國通過技術創新采用非能動手段，靠自然循環作為驅動力進行事故后冷卻，可以應對失電情況。同時，這樣做大大減少了系統中的能動設備，簡化了系統，核電站的造價就會降低，從而提高了經濟性。但因為沒有實際的運行經驗，所以業界對完全采用非能動系統也是有一些疑慮的，反過來大家可能更容易接受能動和非能動相結合這種方式。因為能動系統的設備可能會有損壞，但是只要考慮了冗余的手段，會出現什么樣的事故，是因為什么原因導致的，這方面在運行上由于有很多經驗，大家心里還是有底的。我們在這個基礎上把非能動引進來，又打消了人們的另一個顧慮：能動的系統失效了還有非能動的系統可以保障安全。所以說能動和非能動系統相結合應該是“華龍一號”最大的特點之一，能動與非能動系統相結合也是目前最先進的設計理念。（未完待續）

本刊記者 王 丹 白 佳

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