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編者按
在核電發(fā)展中，設計的作用舉足輕重。
就一座核電站的建設而言，設計就像一條紅線，貫穿于從立項、選址、可行性研究、設備采購、招標、建設直到電站運行的每一個環(huán)節(jié)。沒有自主設計，就談不上自主建造。可
以說，設計是核電站的靈魂。
黨中央早就確定了核電發(fā)展“以我為主，中外合作”的方針，實踐一再證明了這一方針的正確性。胡錦濤總書記曾指出，核電是高技術的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。實踐證明，高技術特別是核心技術拿錢是買不來的。要繼續(xù)堅持以我為主，這是發(fā)展核電的必由之路。十六屆五中全會提出，要通過自主創(chuàng)新，進一步轉變經(jīng)濟增長方式，推進產(chǎn)業(yè)結構調整和優(yōu)化升級。
中外合作的目的是引進技術，建成學會，基本點落在“以我為主”上。只有做到“以我為主”，進行親身實踐，才能真正做到“中外合作”，才能學到國外的先進技術。“以我為主”的核心是“自主設計”。只有“自主設計”，才能承擔工程的技術責任，才能實現(xiàn)設備分散采購和設備國產(chǎn)化，才能實現(xiàn)今后的技術改造和優(yōu)化。
創(chuàng)新是一個民族進步的動力和源泉。在目前國際核電市場競爭激烈的形勢下，只有實現(xiàn)了自主設計，才能真正在核電發(fā)展中占據(jù)主導地位，才能不受制于人，才能不斷提高自主創(chuàng)新能力。
11月26日，在成都召開的中國核動力研究設計院40周年慶典大會上，兩位同屬中國核工業(yè)集團公司、在核電領域并肩奮戰(zhàn)多年的老朋友——楊岐和李永江見面了。楊岐是核動力院的前任院長，李永江是秦山二期核電公司的董事長。楊岐任核動力院院長的時候，正是秦山二期核電站工程建設的關鍵時期。
李永江握著楊岐的手，對他說：“感謝你啊老朋友，感謝你們在很多場合宣傳、夸獎秦山二期核電站。”楊岐說：“秦山二期核電站是咱們的孩子，不值一謝。”他心想，我們是核電站的親媽，你們應該是繼母，談得上感謝嗎？
“親媽”與“繼母”雖是個玩笑式的比喻，但卻在一定程度上點出了核電站設計、建設與運營之間的關系。核電站從無到有，“十月懷胎”，首先是在設計者的手中一點一滴地孕育、成熟、長大的。經(jīng)過建造，孩子出生了，交到了核電站業(yè)主的手中，就和設計院沒有了關系。設計的重要作用也常常被人們忽略。
“中國堆谷”聲名遠播
核電站與一般電站的根本區(qū)別在于核島，而核島的關鍵在于核反應堆和主冷卻劑系統(tǒng)。
承擔秦山二期核電站核反應堆及主冷卻劑系統(tǒng)設計任務的就是中國核動力研究設計院。
在核電領域，核動力院的名聲可謂響遏行云。核動力院是我國唯一的核動力大型綜合性基地，主要從事核反應堆工程研究、設計、試驗、運行及小批量生產(chǎn)。
上世紀70年代，中國核動力研究設計院自行設計、建造了我國第一座壓水型核動力反應堆，打破了帝國主義的封鎖和核訛詐。
80年代，自行設計和建成了中子能量居亞洲第一、世界第三的高通量工程實驗堆，它是我國開展核動力技術研究的大型實驗堆，為國防建設和經(jīng)濟建設做出了重要貢獻。
90年代，成功建成了我國首座脈沖型反應堆，打破了美國對該項技術的獨家壟斷，成為世界上第二個掌握這一技術的國家。
2002年，自主設計的秦山核電二期核電站1號機組投入使用，核電站特別是反應堆及主冷卻劑系統(tǒng)運行情況良好，為我國核電自主化的重大跨越做出了歷史性貢獻，標志著我國已基本具備百萬千瓦級核電科研設計的能力。
由于這些突出的成就，核動力院被盛譽為“中國核動力工程的搖籃”，又被稱為“中國堆谷”。
“中國堆谷”的研究者們通過競標獲得了秦山二期核電站核反應堆及主冷卻劑系統(tǒng)的設計任務。在中國核動力院報刊登的《往昔歲月——講述我們自己的故事》欄目中，記者讀到一段關于秦山二期投標經(jīng)過的回憶：
1988年，國家決定對秦山二期核電站的工程設計任務，采取招標的競爭方式確定承包單位。在當時市場經(jīng)濟體制尚不完備，計劃經(jīng)濟在人們頭腦中還占有一席之地的時候，有單位認為招標只是走走形式而已，最終任務還是會通過分配的形式落實到單位。但隨著招標會的進程向前推進，天平開始向核動力院、傾斜，中標的呼聲也越來越高。經(jīng)過最終的陳述、答辯，核動力院以絕對的分數(shù)優(yōu)勢在反應堆及主冷卻劑系統(tǒng)這一設計標段中勝出，一舉中標。
核動力院副院長黃學清說，秦山二期工程投標成功，在核動力院歷史上具有積極而深遠的意義，它不僅為核動力院引進了大量的核電先進技術，同時還穩(wěn)定和造就了一支核電研究設計的精英隊伍，這是我們進入核電領域的第一個重大工程任務。
秦山二期核電站最值得驕傲的是設計
秦山核電二期工程1號機組自1996年第一罐混凝土澆注以來，經(jīng)過6年建設，提前或按計劃實現(xiàn)了重大節(jié)點目標：2001年12月28日反應堆首次臨界；2002年2月6日并網(wǎng)發(fā)電；2002年3月31日達到滿功率；2002年4月15日投入商業(yè)運行。1號機組投運以來保持穩(wěn)定運行。這是繼秦山核電站實現(xiàn)祖國大陸核電零的突破后，我國核電發(fā)展新的里程碑，實現(xiàn)了我國自主建設商用核電站的重大跨越。
1、 2號機組經(jīng)過連續(xù)運行，取得了良好的業(yè)績。實踐證明：我國首臺600MW核電機組的設計是成功的，具有較高的安全技術性能和經(jīng)濟性能，工程質量是好的。核反應堆熱工安全余量加大，反應堆壽期延長，達到了目前國際上核電站反應堆設計的相應水平，部分性能指標接近或達到發(fā)達國家為新建核電站制定的《用戶要求文件》（URD）的要求。1330美元/KW的比投資是目前世界上幾十座在建和已建成核電機組中造價較低的。這些特性正受到國際核工業(yè)界的廣泛關注。
今天，秦山二期核電站以其驕人業(yè)績贏得了許多贊譽：它實現(xiàn)了我國核電國產(chǎn)化的重大跨越，是中國人的驕傲。
中國核動力研究設計院原院長楊岐說，秦山二期最值得驕傲的是設計，沒有自主設計，就沒有自主建造、自主運營、自主管理。
秦山核電二期工程采用國際標準，遵循“以我為主，中外合作”的建設方針。核電站技術方案、總體參數(shù)的選定和工程設計都是自主進行的。重大科技開發(fā)和實驗驗證主要依靠中國核動力研究設計院核動力實驗基地。在以我為主的前提下，以大亞灣核電站作為設計參考，引進國外設計資料和軟件，對設計中的難點進行國際咨詢。
“以我為主”的核心是自主設計
中國核動力研究設計院承擔了秦山核電二期工程反應堆及反應堆冷卻劑系統(tǒng)和相關儀表控制系統(tǒng)的設計任務。設計工作先后經(jīng)歷了方案設計、初步設計和施工設計三個階段。包括總體設計、堆芯設計、系統(tǒng)設計、機械設備設計、工廠設計和安全分析。從開始到完工，共完成方案設計文件83份，初步設計文件367份，施工設計文件2000余份。
核動力院副院長黃學清說，秦山二期核電站的設計盡管以大亞灣核電站為參考，但需要將三個環(huán)路改為兩個環(huán)路，還要考慮改進與提高，因而基本上是全新的堆芯設計、全新的環(huán)路布置設計和不同的反應堆主設備設計。秦山二期核電站的反應堆堆芯采用121組燃料組件，降低了平均線功率密度；反應堆熱工安全余量大于15%，滿足了URD的要求。增大了專設安全系統(tǒng)的可靠性和容量，加大了安全殼空間，提高了緩解事故后果的能力；增大了堆內構件與壓力容器之間的水層厚度，減少了快中子注量對壓力容器的輻照損傷，延長了反應堆壓力容器的工作壽期；增大了穩(wěn)壓器的比容積，在反應堆壓力容器上增設2個直接安全注入口，提高了安全性、可靠性。
在自主設計的基礎上，吸取了在集成電路和計算機技術方面取得的成果，成功開發(fā)了采用集成電路的反應堆保護系統(tǒng)和控制棒棒位系統(tǒng)。
從1號機組的759項調試試驗結果和并網(wǎng)發(fā)電后運行情況看，秦山核電二期工程的設計是成功的。在100%堆功率情況下，電功率達到670MW，各項指標達到或優(yōu)于設計值。堆芯臨界硼濃度、控制棒當量、堆芯功率分布等的實測值與理論計算值符合得非常好，精度達到國際先進水平。
試驗研究與開發(fā)是自主設計、技術改進和創(chuàng)新的基礎
秦山二期反應堆和主冷卻劑系統(tǒng)是引進技術消化再創(chuàng)新的結果。
遵照江澤民同志關于“今后我們還是要自己搞核電設備，不能老是買下去”的指示，中國核動力研究設計院興建了15個具有國際水平的綜合實驗臺架，為秦山核電二期工程反應堆進行了反應堆整體水力模擬試驗、反應堆堆內構件流致振動試驗、反應堆控制棒驅動線冷態(tài)對中和驅動機構熱態(tài)綜合試驗、反應堆控制棒驅動線抗震試驗等9大項科研與試驗驗證以及反應堆保護系統(tǒng)等關鍵設備工程樣機研制。
秦山二期核電站的主系統(tǒng)從大亞灣核電站的三環(huán)路改為兩環(huán)路后，反應堆壓力容器內徑變小，堆內構件總體結構發(fā)生較大變化，冷卻劑流動特性也發(fā)生了變化。針對這些變化，按照國際標準的要求，進行了1∶4整體水力模擬試驗和1∶5堆內構件流致振動試驗這兩大綜合性設計驗證試驗。在機組調試階段又進行了堆內構件流致振動現(xiàn)場實測。實測結果再次證明了秦山核電二期工程堆內構件設計的合理性。在任何實測工況下，流體造成的振幅較小，抗高頻振動疲勞的安全因子很大，滿足有關安全要求。
在控制棒驅動機構研制的10年中，開展了包括各種錯對中、落棒、抗震、熱態(tài)綜合考驗等試驗，完成了850萬步壽命考驗，遠超過核電站設計要求，實現(xiàn)了控制棒驅動機構的自主設計和國內制造。
楊岐說，這些試驗研究項目，不僅幫助我們消化吸收了引進技術，為設計提供了可靠的、優(yōu)化的設計輸入，對設計結果進行了工程驗證，為修改設計提供了依據(jù)，而且為核安全評審提供了佐證，為自主創(chuàng)新奠定了基礎。這些充分說明，要達到自主設計的目標，關鍵的試驗研究與開發(fā)是必不可少的。
秦山核電二期工程的建成，增強了我國自主發(fā)展核電的能力，為自主設計建造百萬千瓦級核電站奠定了堅實的基礎。中國核動力研究設計院也因此取得了設計300MW一個標準環(huán)路壓水堆核電站的業(yè)績和經(jīng)驗，掌握了大量設計技術和試驗研究手段，鍛煉并形成了一支具有創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力的核電科研開發(fā)和設計隊伍。
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