从头越——三代核电引进消化吸收

更新于 2026年10月12日 版权声明
第二节 从头越——三代核电引进消化吸收

经过近三年的国际公开招标、科学民主论证,2006年11月,党中央、国务院最终决定:引进美国AP1000三代非能动核电技术、建设自主化依托项目4台机组、组建国家核电技术有限公司(简称“国家核电”)、开发建设具有中国自主知识产权的大型先进压水堆核电站。

方向既定,各项工作旋即提速。

同年12月,国家发改委和美国能源部签署了《中华人民共和国和美利坚合众国关于在中国合作建设先进压水堆核电项目及相关技术转让的谅解备忘录》。

2007年5月,国家核电成立,负责牵头实施AP1000技术引进、消化吸收和再创新。

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国家核电成立大会在人民大会堂召开

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时任国务院副总理曾培炎(右)与时任国家核电董事长王炳华(左)为新生的国家核电揭牌

2007年7月,中美双方签署了AP1000技术转让合同、AP1000自主化依托项目核岛设计及部分主设备采购合同、AP1000核燃料采购合同。同年9月,合同经中美两国政府批准生效。

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三代核电自主化依托项目核岛采购及技术转让框架合同签字仪式

2008年2月,国务院批准《大型先进压水堆核电站重大科技专项总体实施方案》。

两年间,专项快速推进,我们不禁会问,新生的国家核电可堪大任与否?

国家核电为国资委直接管理的中央企业,国务院出资24亿元,占注册资本的60%,中核集团、中电投集团、中广核集团、中国进出口总公司各按10%比例出资。根据中央决定,上海核工院整建制划入,山东电力工程咨询院的国有股权无偿划转。

与尘封历史相连,是我们再次看到的熟悉代号:“728”。

曾开创“国之光荣”的上海核工院,这个在国内民用核电领域常年“吃螃蟹”的设计院作为技术牵头单位,再合适不过。

根据国务院要求,在国务院、各部委领导支持和国家电力投资集团有限公司(国家电投,由中国电力投资集团与国家核电技术公司在2015年重组而成)、国家核电具体组织领导下,上海核工院联合国内相关大学、科研院所、制造业等产学研超过700家单位、31000名科研技术人员开展了十多年的三代核电自主化“长征”。

首要的任务就是AP1000“引进消化吸收”。

还记得与爱迪生“斗”了大半辈子的威斯汀豪斯吗?他创立的西屋公司正是世界压水堆核电技术研发的“鼻祖”,而AP1000技术是西屋公司结合二代技术的经验反馈和AP600基础,历时20年研发的三代非能动核电技术。AP1000首次系统性地采用非能动安全理念,与二代核电技术相比,系统设备大为简化,关键安全指标提高了两个数量级。

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西屋公司研发的AP600型号

AP1000技术是我国能源领域最大、最完整的一次技术引进合同,共有5项,金额约4亿美元,期限15年。引进范围涵盖核岛7个关键技术领域(核岛设计、仪表控制、燃料制造、核级锆材、设备制造、建设管理及运行维护)。按照中美双方的政府间、企业间协议,由国家核电代表中方统一从西屋公司等6家公司引进技术,统一组织向国家环保部核与辐射安全中心及包括中国核工业集团有限公司、中国广核集团有限公司在内的13家企业公司、所属近40多家单位进行技术许可转让。

2009年4月19日,AP1000依托项目首台机组三门核电1号机组在滂沱大雨中举行开工仪式,国务院副总理李克强出席。

三代核电建设的大幕,缓缓拉开。

三门核电站一期1、2号机组与海阳核电站一期1、2号机组同属AP1000技术自主化依托项目。所谓“依托项目”,就是要依托这四台机组的建设,逐步由“美方为主、中方为辅”过渡到“中方为主、美方为辅”,最终使中方完全掌握三代核电的设计建造和设备制造技术。实现“标准化设计、工厂化预制、模块化施工、专业化管理、自主化建设”的三代核电产业化发展道路。其中,三门核电站位于浙江省台州市,是秦山核电基地之后,浙江省内开辟的第二个核电基地厂址;海阳核电站位于山东省烟台市,是山东省内第一座核电站。

“盖电厂”只是必经之路,“扔掉拐棍”后能跑步进入三代核电俱乐部,形成我国自有知识产权的核电品牌才是目的。(https://www.daowen.com)

为此,早在与西屋公司谈判时,中方就坚持建设四台AP1000机组的依托项目不采用“交钥匙”方式,中方要广泛参与设计、设备制造、建造和调试。科研队伍全面参与到自主化依托项目的设计、工程管理和设备制造当中。

以设计分包为例,上海核工院累计完成了916人·年的设计分包工作,内容涵盖反应堆及燃料棒设计、振动分析、设备设计、土建结构、仪控设计、设备鉴定、运行与调试规程等各个方面。而在设计参与方面,上海核工院累计选派了117名工程师赴美国直接参与AP1000工程设计和项目管理。

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中方人员在美国参与依托项目设计工作

同时,无数核电建设者带着“第一个吃螃蟹”的重任来到浙江三门。而在“第一台”的建设中,不断面对新技术、新挑战的核电建设现场,也使浙江三门这个“青蟹之乡”得到了另一种层面的诠释。

在依托项目建设过程中,“首次”“首创”“第一”不胜枚举。中国成功掌握了开项法施工技术、大体积混凝土浇筑技术、土建和安装并行施工技术,大型模块施工技术和建造技术,钢制安全壳制造、吊装、现场热处理、压力和泄漏率测试技术等三代核电厂建设关键技术。

图示核岛筏基浇筑第一罐混凝土

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三门核电一号机组核岛筏基浇筑

“核岛筏基浇筑第一罐混凝土”(简称FCD),这是核电厂正式开工的标志。所谓“筏基”,是指把整个核岛厂房抗震要求最高的建筑建设在一整块钢筋混凝土底板上,就算发生地震,厂房脚下也不会出现断裂式塌陷,就像站在一个“船筏”上一样安全。多大的筏呢?整个核岛筏基的面积相当于7个篮球场大,厚近2米,共约5000立方米,而这么大体积的混凝土要连续两天两夜不间断整体浇筑,其车辆调度、人员安排、保温保湿等在国内都是全新课题。这是我国在核电工程建设中首次采用核岛筏基混凝土一次性整体浇筑的先进方式,也创造了世界上核电厂核岛筏基大体积混凝土整体连续浇筑的成功范例。

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2018年9月21日,三门核电一号机组投入商业运行。到2019年1月9日,随着海阳核电二号机组完成168小时满功率运行,4台AP1000依托项目机组全部投入商运。

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2018年9月,三门核电一号机组投入商业运行

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2019年1月,海阳核电二号机组投入商业运行

建成后的依托项目大放异彩,4台机组首次换料大修工期从46.7天降低到28.1天,不断刷新国内外商用核电机组首次换料大修的最短工期纪录,用实际表现证明了非能动核电厂技术的优越性。

总承包方、中外联队、建安承包商等380多家单位,三万八千余名从业人员的全心投入,终于完成了AP1000依托项目的建成投产和换料大修,全面检验了技术引进的完整性和有效性,坚定了全世界对三代非能动技术的信心。

依托项目建设者“十年磨一剑”,历经艰辛,克服了三代核电技术首堆工程独有的困难,完成了大量的工程验证和挑战。尽管付出了超支百亿、进度拖期的代价,但也真正理解与掌握了非能动技术的内涵。相比2013年开工而直到2023年4月才实现并网发电的美国本土AP1000机组,我们已经完成了领先一步的超越,这也为我国赢得了全球三代核电建设与运行的先发优势。

在那段少有的历史机遇期,中国通过AP1000技术引进和依托项目建设,我们的核电建设站在了更高的起点上,为实现我国核电技术从二代向三代的跨越式发展奠定了基础。

AP1000的故事到此并未结束,基于对AP1000工程设计进行改进优化,我们全面完成了国产CAP1000标准设计。后续项目经国务院批准,已启动批量化建设。

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美国本土AP1000项目(Vogtle-3)于2023年4月并网发电

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“引进消化吸收”的五大方面的优化与改进

漫漫雄关漫漫歌,引进消化吸收,对于大型先进压水堆的万里长征来说,也只是走完了第一步。

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