“華龍一號”有多牛，聽總設(shè)計(jì)師為你揭秘

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每臺(tái)“華龍一號”機(jī)組每年清潔發(fā)電近100億千瓦時(shí)，能夠滿足中等發(fā)達(dá)國家100萬人口的生產(chǎn)生活年度用電需求；同時(shí)，相當(dāng)于減少標(biāo)準(zhǔn)煤消耗312萬噸，減少二氧化碳排放816萬噸，相當(dāng)于植樹造林7000萬棵

核電是迄今為止最為復(fù)雜的能源系統(tǒng)。做強(qiáng)做優(yōu)核電事業(yè)，還能有效帶動(dòng)上下游大量相關(guān)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)國家高端重大裝備制造業(yè)、相關(guān)服務(wù)行業(yè)發(fā)展，對材料、冶金、化工、機(jī)械、電子、儀器制造等幾十個(gè)行業(yè)的加工技術(shù)和工藝水平具有顯著拉動(dòng)作用

能源是人類賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。從遠(yuǎn)古人類使用“薪炭能源”到工業(yè)革命迎來“油氣時(shí)代”，文明的發(fā)展史也是一部能源利用史。傳統(tǒng)化石能源在人類社會(huì)工業(yè)化過程中發(fā)揮著巨大作用，但不斷增加化石燃料使用，將排放過量二氧化碳，對地球生態(tài)和氣候帶來破壞。為了人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，國際社會(huì)逐漸達(dá)成共識(shí)：應(yīng)當(dāng)減少對化石能源的依賴，逐步用新能源替代化石能源。新一輪能源更替，已是大勢所趨。

2021年《政府工作報(bào)告》提出：在確保安全的前提下積極有序發(fā)展核電。我國力爭2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，是黨中央的重大戰(zhàn)略決策。落實(shí)這一目標(biāo)，能源供應(yīng)領(lǐng)域是重要突破口，眾多能源中碳排放量最低的核電是選擇之一。

核電：具有高能量密度和高穩(wěn)定性的清潔能源

作為低碳能源，核能具有能量密度大、基荷電力穩(wěn)定、單機(jī)容量大、占地規(guī)模小、長期運(yùn)行成本低、核燃料易于儲(chǔ)備、可有效提高能源自給率等優(yōu)勢，在全球能源轉(zhuǎn)型中發(fā)揮著越來越重要的作用，已成為未來清潔能源系統(tǒng)中不可缺少的重要組成部分。

利用核能發(fā)電時(shí)，核反應(yīng)堆內(nèi)的鈾燃料不會(huì)像石油或天然氣一樣燃燒，而是利用原子能的“核裂變”現(xiàn)象獲取熱能，進(jìn)而利用熱能燒水產(chǎn)生蒸汽，推動(dòng)蒸汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電。

1公斤鈾235核裂變釋放的能量大約相當(dāng)于2700噸標(biāo)準(zhǔn)煤或1700噸原油。一座百萬千瓦的核電廠每年需要補(bǔ)充核燃料僅30噸，而同樣容量規(guī)模的燃煤機(jī)組年耗煤量約300萬噸。與燃煤電廠相比，核電廠運(yùn)輸燃料的成本幾乎可以忽略不計(jì)。

數(shù)據(jù)顯示，近年來，核能已經(jīng)成為世界清潔能源主力軍。2019年，全球核電總發(fā)電量達(dá)2657太瓦時(shí)，貢獻(xiàn)了世界約1/3的低碳電力。國際機(jī)構(gòu)研究表明，在過去的半個(gè)世紀(jì)里，核電幫助降低了二氧化碳的長期排放增加速度。以“華龍一號”為例，每臺(tái)“華龍一號”機(jī)組裝機(jī)容量116萬千瓦，每年清潔發(fā)電近100億千瓦時(shí)，能夠滿足中等發(fā)達(dá)國家100萬人口的生產(chǎn)生活年度用電需求；同時(shí)，相當(dāng)于減少標(biāo)準(zhǔn)煤消耗312萬噸，減少二氧化碳排放816萬噸，相當(dāng)于植樹造林7000萬棵。

正是由于核能發(fā)電具有其他能源無法比擬的高能量密度和高穩(wěn)定性且生產(chǎn)電力過程對環(huán)境友好等特點(diǎn)，2018年第九屆世界清潔能源部長級會(huì)議上，明確將核電定位為清潔能源，并且倡議關(guān)注核電用于基荷電力（即電網(wǎng)中穩(wěn)定供電的基礎(chǔ)電力）以及用于未來新的低碳復(fù)合能源系統(tǒng)建設(shè)。

“華龍一號”：特有多重安全保障，極大提升安全性和可靠性

20世紀(jì)五六十年代，第一批單機(jī)容量在300兆瓦左右的核電站問世，這些核電站屬于原型堆核電廠，主要功能是通過試驗(yàn)形式來驗(yàn)證核電在工程實(shí)施上的可行性；20世紀(jì)70年代，石油漲價(jià)引發(fā)的能源危機(jī)促進(jìn)了核電發(fā)展，世界上正在商業(yè)運(yùn)行的400多臺(tái)機(jī)組大都是在這個(gè)時(shí)期建成，通過商業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、批量化運(yùn)營以提高經(jīng)濟(jì)性。二代核電站單機(jī)容量大都在600—1400兆瓦之間，是目前世界各國正在運(yùn)行的核電站主力機(jī)型。

我國科技工作者認(rèn)真總結(jié)30余年核電研究設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，并汲取世界核電發(fā)展中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，形成了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三代核電型號——“華龍一號”。“華龍一號”設(shè)計(jì)全面平衡地貫徹了核安全縱深防御原則和設(shè)計(jì)可靠性原則，設(shè)置多道屏障增加安全系數(shù)，以確保生產(chǎn)活動(dòng)均置于防御措施的保護(hù)之下，創(chuàng)新性地采用“能動(dòng)與非能動(dòng)相結(jié)合”的安全設(shè)計(jì)理念，使得核電站能夠在極端情況下維持系統(tǒng)運(yùn)行，大幅提升抗震能力，更好地保證安全。

“華龍一號”特有多重安全保障：雙層安全殼可以抵御大飛機(jī)撞擊；在設(shè)計(jì)上提高抗震標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步增強(qiáng)電廠固有安全能力；專設(shè)安全系統(tǒng)主要包括安全注入系統(tǒng)、安全殼噴淋系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生器輔助給水系統(tǒng)和大氣排放系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)了針對各類不同嚴(yán)重程度的事故都有充分可靠的安全措施。多重安全手段結(jié)合在一起，極大地提高了核電站運(yùn)行的安全性和事故預(yù)防的可靠性，一旦發(fā)生事故，確保30分鐘內(nèi)無操作員干預(yù)，事故也不會(huì)升級，事故發(fā)生72小時(shí)內(nèi)無需來自廠外的支援即能應(yīng)對事故。此外，電站設(shè)計(jì)壽期從40年提高到60年，堆芯換料期從通常的12個(gè)月延長到18個(gè)月，大大提高了電廠可用率。華龍一號在安全性、經(jīng)濟(jì)性和性能指標(biāo)上達(dá)到或超過了國際三代核電用戶需求。

國際機(jī)構(gòu)專家認(rèn)為：“‘華龍一號’在設(shè)計(jì)安全方面是成熟可靠的，其在成熟技術(shù)和詳細(xì)的試驗(yàn)驗(yàn)證基礎(chǔ)上進(jìn)行的創(chuàng)新設(shè)計(jì)是成熟可靠的。”2015年5月，“華龍一號”落地福建福清；2021年1月，“華龍一號”全球首堆示范工程福清5號機(jī)組投入商業(yè)運(yùn)行，從核島澆灌第一罐混凝土到商業(yè)運(yùn)行僅用了68.7個(gè)月，是唯一按期完成的全球三代核電首堆。“華龍一號”成為當(dāng)前核電市場上接受度最高的三代核電機(jī)型之一。

核電是迄今為止最為復(fù)雜的能源系統(tǒng)。做強(qiáng)做優(yōu)核電事業(yè)，不僅能夠帶動(dòng)核燃料循環(huán)全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，還能有效帶動(dòng)上下游大量相關(guān)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。作為“超級工程”，“華龍一號”全球首堆工程帶動(dòng)上下游5300多家企業(yè)實(shí)現(xiàn)了411臺(tái)核心設(shè)備的國產(chǎn)化，促進(jìn)了國家高端重大裝備制造業(yè)、相關(guān)服務(wù)行業(yè)的發(fā)展，對材料、冶金、化工、機(jī)械、電子、儀器制造等幾十個(gè)行業(yè)的加工技術(shù)和工藝水平具有顯著拉動(dòng)作用。

核電是高科技戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，也是綠色發(fā)展的重要途徑。中國核電事業(yè)起步于上世紀(jì)80年代。40年來，從學(xué)習(xí)引進(jìn)、消化吸收到自主研發(fā)，我國已經(jīng)擁有國際先進(jìn)的核電技術(shù)和核電建設(shè)運(yùn)行能力，核電總裝機(jī)容量位居世界第三位?？萍脊ぷ髡咭M(jìn)一步加強(qiáng)科技創(chuàng)新，持續(xù)推進(jìn)華龍后續(xù)機(jī)型研發(fā)，力爭在先進(jìn)核電、新型燃料、新材料方面取得突破，持續(xù)提升壓水堆核電技術(shù)的安全性和經(jīng)濟(jì)性，為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、保護(hù)生態(tài)環(huán)境做出更大貢獻(xiàn)。

（作者為中核集團(tuán)“華龍一號”總設(shè)計(jì)師、首席專家）