深瞳工作室出品
科技日報實習(xí)記者 都芃 策劃 陳瑜
秦山二期核電站風(fēng)光
秦山一期核電站廠房
2014年7月10日，中核集團(tuán)自主研制的先進(jìn)核燃料元件（CF3）在秦山核電完成首個燃料循環(huán)堆內(nèi)輻照考驗。
2014年6月3日，秦山核電二期工程1號機(jī)組111大修提前結(jié)束，創(chuàng)造了國內(nèi)同類型壓水堆核電站十年換料大修的最短工期紀(jì)錄。
2002年２月６日，秦山核電二期工程１號機(jī)組首次并網(wǎng)成功。
從秦山一期30萬千瓦機(jī)組起步，到秦山二期工程實現(xiàn)核電國產(chǎn)化重大跨越，再到華龍一號示范工程全面建成投運(yùn)，我國核電技術(shù)水平和綜合實力躋身世界第一方陣。
中國工程院院士葉奇蓁開玩笑說：“經(jīng)過秦山二期，我們哪個國家的設(shè)備都見過了，而且都是各國最先進(jìn)的設(shè)備，它們怎么回事我們都清楚?！?/p>
88歲的中國工程院院士葉奇蓁對春天有著別樣的感情。
1986年春天，因為一個美麗的“意外”，闊別故土海寧多年的葉奇蓁被委以重任，從此將個人事業(yè)的巔峰之作和家鄉(xiāng)緊緊聯(lián)系在了一起。
在浙江秦山核電基地的山麓上，至今仍可看到一塊刻著“秦山春曉”四個大字的石碑。
“這是我國核電工作者記錄歷史的方式，秦山核電站就像一支‘報春曲’，我國核電事業(yè)迎來春天?！敝泻思瘓F(tuán)秦山核電黨委書記、董事長黃潛如是解讀。
在我國核電歷史上，秦山二期有著特殊的地位。
它是我國“九五”期間唯一自主建設(shè)的核電站。“自主設(shè)計、自主建造、自主運(yùn)營、自主管理”“大型商用”，字字珠璣，重若千鈞，奏出了核電站自主化的“春之歌”。
2002年4月15日，秦山核電二期工程1號機(jī)組正式投入商業(yè)運(yùn)行。20年來，電流從東海之濱的楊柳山下，輸向華東電網(wǎng)，點(diǎn)亮了萬家燈火。今年3月25日，華龍一號示范工程第2臺機(jī)組——中核集團(tuán)福清核電6號機(jī)組正式具備商業(yè)運(yùn)行條件。
從秦山一期30萬千瓦機(jī)組起步，到秦山核電二期工程實現(xiàn)核電國產(chǎn)化重大跨越，再到華龍一號示范工程全面建成投運(yùn)，我國核電技術(shù)水平和綜合實力躋身世界第一方陣。
不可能別人制裁就不干了
核電，是利用原子核內(nèi)部蘊(yùn)藏的能量產(chǎn)生電能。一顆原子核，直徑只有一根頭發(fā)絲的一億分之一，卻蘊(yùn)藏著驚人能量。1千克的鈾235裂變以后產(chǎn)生的能量，大致相當(dāng)于2700噸標(biāo)準(zhǔn)煤充分燃燒釋放的熱量。
核電是戰(zhàn)略高科技產(chǎn)業(yè)，是大國必爭之地。發(fā)展核電是和平時期保持和擁有強(qiáng)大核實力的重要途徑。
在我國核電發(fā)展史上，1986年是個重要年份。彼時，近萬人的核工業(yè)建設(shè)大軍從祖國西北、西南等地向秦山集結(jié)，我國第一座核電站、秦山核電一期工程正如火如荼地展開。
也就是在1986年前后，面對華東電力日趨緊張的情況，中央決定趁熱打鐵，緊鄰秦山一期，再建設(shè)一座大型商用核電站。
1986年初，經(jīng)國務(wù)院常務(wù)會議研究確定采用“以我為主、中外合作”的方針，在秦山核電基地規(guī)劃建設(shè)四臺60萬千瓦的商用核電機(jī)組，分兩批建設(shè)。
1986年6月，作為計算機(jī)信息管理方面的專家，葉奇蓁在和法國人商討大亞灣核電站建設(shè)計劃時，突然接到新任務(wù)，讓他參與秦山二期工程建設(shè)。
秦山二期設(shè)計初期，我國采取中外聯(lián)合設(shè)計路線，決策權(quán)在中方。剛從大亞灣回到北京的第二天，葉奇蓁便被叫去參與和外方的談判，商討聯(lián)合設(shè)計的事宜。然而，到了20世紀(jì)80年代末期，因國際環(huán)境變化，中外聯(lián)合設(shè)計路線走不通了。但核電站建設(shè)計劃不能因此中止。
“聯(lián)合設(shè)計不成，我們就自己搞。不可能別人制裁，我們就不干了。”身為秦山核電二期工程總設(shè)計師，葉奇蓁和團(tuán)隊被逼上“梁山”，開始探索秦山二期自主設(shè)計。
20世紀(jì)70年代，葉奇蓁曾參與設(shè)計我國生產(chǎn)、發(fā)電兩用堆，后又組織編制了秦山核電一期工程的計劃網(wǎng)絡(luò)，積累了豐富的核電設(shè)計經(jīng)驗。然而，面對秦山二期，他仍然感到困難重重。
與秦山一期相比，秦山二期不是簡單的數(shù)字變化——機(jī)組功率從30萬千瓦提升至60萬千瓦，而是由此帶來的反應(yīng)堆堆芯、主回路系統(tǒng)布置以及相關(guān)輔助系統(tǒng)等多方面變化，復(fù)雜程度大大增加，許多參數(shù)要重新試驗、計算。更重要的是，按照以往的國際經(jīng)驗，對一個新堆型，應(yīng)先建原型堆，再建示范堆，成熟后建商用堆。但秦山二期則是國際上首次對新堆型直接進(jìn)行商用堆建設(shè)。
為了利用好當(dāng)時中國唯一在建的大型商用核電站，有的技術(shù)人員直接參加到大亞灣核電站建設(shè)中；有的技術(shù)人員利用大亞灣核電站的施工文件，增進(jìn)學(xué)習(xí)了解；有的技術(shù)人員查閱國際上的文獻(xiàn)資料，以補(bǔ)充施工文件上沒有的東西。
然而，如果將大亞灣核電站一回路的三個環(huán)路變?yōu)?0萬千瓦核電站兩個環(huán)路，環(huán)路減少一個，所有布局就要重新設(shè)計?！皻w根結(jié)底，大亞灣的設(shè)計只能當(dāng)參考，真正的設(shè)計還要靠自己摸索?！比~奇蓁總結(jié)。
北京西三環(huán)邊的馬神廟附近，坐落著葉奇蓁當(dāng)時工作的核工業(yè)第二設(shè)計研究院（中國核電工程有限公司前身）。剛搬到這里時，附近還是農(nóng)田，設(shè)計院的大樓就坐落在農(nóng)田之中。因大樓內(nèi)經(jīng)常徹夜燈火通明，夜晚遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去晶瑩剔透，當(dāng)時被外人戲稱為“水晶宮”。就是在這里，葉奇蓁和設(shè)計人員不分晝夜地圍繞秦山二期進(jìn)行了攻關(guān)。
消息傳到法國人耳中，他們對中方的總體設(shè)計同樣很感興趣，主動提出派出10名專家前來考察。
主參數(shù)、主系統(tǒng)、總體布置和主設(shè)備布局，法國人對這四個設(shè)計方案都表示認(rèn)同，但唯獨(dú)在兩個環(huán)路布局上，提出應(yīng)采用90°夾角布置，認(rèn)為“有利于提升抗震性能”。
葉奇蓁等人經(jīng)過周密考慮后仍然堅持了原來60°夾角的設(shè)計?！拔覀冎饕紤]今后加一個環(huán)路，就可開發(fā)百萬千瓦級核電站，維持了原60°夾角的設(shè)計，亦與國際上大部分環(huán)路布置一致?！?/p>
但同時，秦山二期在壓力容器上增加了兩個管嘴，使其成為六支撐結(jié)構(gòu)。這樣既與國際上環(huán)路設(shè)計一致，又增強(qiáng)了抗震能力。
憑借著特有的鉆研精神，加之對各類經(jīng)驗的總結(jié)、吸收、創(chuàng)新，秦山二期依靠自主設(shè)計，實現(xiàn)了由30萬千瓦原型堆到60萬千瓦標(biāo)準(zhǔn)化商用堆的歷史性跨越。
不要認(rèn)為洋東西就比我們的好
作為大型商用核電站，秦山二期另一個重要標(biāo)簽就是“商用”。
“商用”二字意味著其必須嚴(yán)格遵守施工期限、投資規(guī)模、技術(shù)指標(biāo)等要求，并且具備大規(guī)模、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)條件。這使得秦山二期在設(shè)備采購階段必須“貨比三家”，優(yōu)中選優(yōu)。
由于在設(shè)計中參考了法國標(biāo)準(zhǔn)，因此法國廠商在設(shè)備采購時被優(yōu)先考慮。法國人同樣知道這一點(diǎn)，在談判過程中要價頗高，并提出如果想獲得信貸優(yōu)惠，就必須所有設(shè)備一起打包購買。但時任秦山二期總經(jīng)理的于洪福并不接招，他決定主動引入競爭，邀請日本、德國、美國等多國廠商共同參與設(shè)備競標(biāo)。
效果立竿見影，在當(dāng)時國際核電市場低迷的大背景下，各國廠商紛紛拿出最優(yōu)惠的條件參與競標(biāo)。最終，由于多方競爭的引入，秦山二期整體設(shè)備采購成本較此前降低了30%。
設(shè)備雖然有了，但其多樣化來源給后續(xù)工作帶來了巨大困難。主要設(shè)備來自8個國家47個廠商，若加上配件設(shè)備，來源國家達(dá)20余個，不同設(shè)備堆放在一起，好似在舉辦國際展覽會，堪稱“萬國造”。
不同設(shè)備間的接口標(biāo)準(zhǔn)不一、設(shè)計各異，大大小小成千上萬的接口需要在后期設(shè)計中協(xié)調(diào)統(tǒng)一。
葉奇蓁記得，有一次在進(jìn)行冷卻回路的水質(zhì)接口設(shè)計時，美國主泵設(shè)備廠商的一位年輕工程師突然跑過來跟中方人員說，設(shè)備冷卻回路里加次氯酸鈉不合理，應(yīng)該加鉻酸鉀。
“冷卻系統(tǒng)又不是只冷卻主泵，還要冷卻其他設(shè)備。尤其電機(jī)是銅制造的，跟其他材質(zhì)不一樣，怎么能加鉻酸鉀呢？”葉奇蓁覺得莫名其妙，趕緊回去翻合同，發(fā)現(xiàn)和美國簽的主泵合同中寫的確實是加入鉻酸鉀。主泵是美國的，但電機(jī)可是法國的。他又趕緊讓人去查，隨后想辦法進(jìn)行協(xié)調(diào)統(tǒng)一，解決了二者間接口的問題。
葉奇蓁開玩笑說，“經(jīng)過秦山二期，我們哪個國家的設(shè)備都見過了，而且都是各國最先進(jìn)的設(shè)備，它們怎么回事我們都清楚?！?/p>
但僅僅見過還不夠。
采購來源多樣的背后，是當(dāng)時落后的國產(chǎn)核電裝備制造水平。許多設(shè)備即使將圖紙交到廠家手中，也無法制造。葉奇蓁仍然記得，他前往哈爾濱汽輪機(jī)廠考察時看到，其汽輪機(jī)葉片生產(chǎn)仍停留在木制模具、手工打造階段。而當(dāng)時引進(jìn)自美國的汽輪機(jī)其葉片已采用了先進(jìn)的可控渦設(shè)計，這需要借助三軸甚至五軸數(shù)控機(jī)床才能實現(xiàn)。
既然決定了走核電自主化道路，核電裝備便不可能永遠(yuǎn)依靠“萬國造”。于洪福同樣對此感觸頗深，“該合作的要合作，但我們能干的也絕不讓，不要認(rèn)為洋東西都比我們的好，我不迷信這個?！?/p>
最終，通過科研攻關(guān)、技術(shù)引進(jìn)、合作制造等方式，秦山二期總計55項關(guān)鍵設(shè)備中的47項實現(xiàn)了國產(chǎn)化，包括壓力容器、蒸汽發(fā)生器、堆內(nèi)構(gòu)件等。我國核電裝備制造水平達(dá)到了新的高度。尤其是哈爾濱汽輪機(jī)廠通過對引進(jìn)技術(shù)的消化、吸收、創(chuàng)新，制造出了我國首臺600兆瓦（MW）級核電汽輪機(jī)，實際功率達(dá)650MW。
焊縫處也要打上鋼印
“九五”期間我國開工的核電站一共有4座，但秦山二期是唯一自主建設(shè)的。在秦山二期核電站的建設(shè)現(xiàn)場沒有一個外國人，所有的施工管理全部由中國人完成。
“首堆必拖”是國際核電建設(shè)的“魔咒”，秦山二期不信這個。
秦山二期是我國首次在核電站建設(shè)中采用招標(biāo)制、工程監(jiān)理制等現(xiàn)代工程項目管理模式，將工程管理水平提升到了全新高度，也奠定了我國后續(xù)商用核電站建設(shè)的基礎(chǔ)模式。最終，秦山二期1號機(jī)組在圖紙極其緊張的情況下，提前47天投入商業(yè)運(yùn)行，打破“魔咒”，開了個好頭。
提前絕不等于馬虎，作為秦山核電二期工程施工總承包單位，從組建開始，中原核電建設(shè)公司秦山二期工程項目經(jīng)理部精心謀劃，組織編制了《秦山核電二期工程質(zhì)量保證大綱》及62個管理程序，對施工單位的技術(shù)能力和質(zhì)保能力進(jìn)行了嚴(yán)格評審和規(guī)范，為項目順利推進(jìn)奠定了基礎(chǔ)。
時任中原核電建設(shè)公司秦山核電二期工程項目部質(zhì)保工程師的張齊兵對此印象格外深刻。作為質(zhì)保工程師，張齊兵要負(fù)責(zé)本單位和其他分包建設(shè)單位的質(zhì)保管理。
張齊兵至今記得，核電站防水要求嚴(yán)格，在秦山二期尚未澆筑第一罐混凝土前，要在混凝土墊層上鋪設(shè)防水墊層。
“我現(xiàn)在還記得那個工藝，叫作‘氰凝二布五涂’?！睆堼R兵回憶道，當(dāng)時由于氣候條件不佳，施工人員在無紡布上涂抹防水材料時起了氣泡。氣泡雖然不大，但混凝土澆灌上去后便會將氣泡擠破，防水墊層將出現(xiàn)滲漏。
海水鹽分大，一旦浸入腐蝕，后果嚴(yán)重。張齊兵要求返工重涂。但當(dāng)時已是四月末，距離既定的正式開工日期僅剩一個多月，此時返工將會給工期帶來巨大壓力。施工單位堅決不同意。但張齊兵不管，堅持要求返工。“核電站設(shè)計壽命是幾十年，寧肯后面加快進(jìn)度累一點(diǎn)，也絕對不能馬虎。”
最終因為這段插曲，施工單位額外付出一周的時間。即使如此，張齊兵也從不妥協(xié)。正是由于對每一個質(zhì)量關(guān)口的嚴(yán)把，他今天仍然可以自信地說，秦山二期質(zhì)量萬無一失。
而在葉奇蓁看來，秦山二期不僅大大推動、完善了我國核安全理念的制度化、法制化、程序化，更是早已將其內(nèi)化為了精神信仰，寫入了每一個中國核電人的基因里，代代傳承。“在核電站工作有一個特點(diǎn)，什么事就是什么事，不得弄虛作假，所有的東西都要有記錄，即使焊工焊接完后也要在焊縫處打上鋼印，終身負(fù)責(zé)?！?/p>
有核電的地方就有秦山人
2002年2月6日，秦山二期主控室里，當(dāng)功率表上的數(shù)字從“0”開始不斷向上攀升時，整個房間沸騰了，秦山二期1號機(jī)組提前23天并網(wǎng)成功。
現(xiàn)場掌聲雷動，人們熱情擁抱，甚至喜極而泣。經(jīng)過2個多月的試運(yùn)行，4月15日，秦山二期1號機(jī)組正式投入商業(yè)運(yùn)行。數(shù)千個日夜的艱辛結(jié)出了核電自主化最豐厚的果實。
正因有了秦山二期的嘗試與磨練，我國不僅掌握了60萬千瓦核電站的設(shè)計與制造能力，同時也具備了向100萬千瓦發(fā)起沖鋒的能力。
20世紀(jì)90年代，中核集團(tuán)開始對自主百萬千瓦級核電技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)，并于1996年提出了177堆芯方案，這也是華龍一號堆芯設(shè)計的雛形。華龍一號使用的CF3燃料組件，就是在秦山二期2號機(jī)組完成全部長循環(huán)輻照考驗的。燃料組件性能達(dá)到國際同類產(chǎn)品先進(jìn)水平，為華龍一號建設(shè)以及國內(nèi)核電大規(guī)模應(yīng)用奠定堅實基礎(chǔ)。
2000年，哈爾濱汽輪機(jī)廠為秦山二期生產(chǎn)出了我國首臺650MW核電汽輪機(jī)。2016年，其采用完全自主研發(fā)技術(shù)設(shè)計的華龍一號汽輪機(jī)組通過專家評審，評審主任正是葉奇蓁，此時他已是中國工程院院士。
秦山二期建設(shè)中，中國一重澆鑄了當(dāng)時我國最大核電用鋼錠，填補(bǔ)了核電裝備國產(chǎn)化的一塊空白。2018年，習(xí)近平總書記在中國一重視察其為華龍一號制造的蒸發(fā)器管板等核電產(chǎn)品展示后強(qiáng)調(diào)指出，制造業(yè)特別是裝備制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展是我國經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的重中之重，是一個現(xiàn)代化大國必不可少的?，F(xiàn)在，國際上單邊主義、貿(mào)易保護(hù)主義上升，我們必須堅持走自力更生的道路。中國要發(fā)展，最終要靠自己。
嶺澳二期核電站、浙江三門核電站、海南昌江核電站……有核電的地方就有秦山人，那些當(dāng)初從各個單位匯聚到秦山腳下的年輕人們，如今又散落到了各個核電站。孫云根，碩士畢業(yè)即來到秦山二期，任設(shè)備處進(jìn)口科科長，如今已是海南核電有限公司總經(jīng)理；未曉朋，秦山二期時的學(xué)徒焊工，如今已成為核電管道焊接領(lǐng)域的“大國工匠”……他們在各個崗位為中國核電發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
如今，秦山二期4臺機(jī)組累計發(fā)電超過3045億千瓦時，機(jī)組WANO綜合指數(shù)連續(xù)保持滿分，運(yùn)行業(yè)績處于世界核電行業(yè)先進(jìn)水平，走出了一條我國核電自主發(fā)展的路子。
秦山二期，這個曾經(jīng)跟在別人后面努力追趕的“學(xué)生”，如今已是核電自主化發(fā)展中當(dāng)之無愧的“老師”。當(dāng)華龍一號向電網(wǎng)送出第一度電，當(dāng)卡拉奇核電站內(nèi)響起“中巴友誼萬歲”的歡呼，回溯過往，我們終于讀懂了秦山二期作為我國首座自主設(shè)計、自主建造、自主運(yùn)營、自主管理的大型商用核電站所承載的意義，四個“自主”是那樣擲地有聲，重若千鈞。
（本報實習(xí)記者孫瑜對本文亦有貢獻(xiàn)）?
