華龍一號首堆年底投產，中國核電潛「龍」騰空
2018年3月21日，福清核電6號機組反應堆廠房穹頂吊裝完成。中核集團供圖
來源：科技日報
22.3 兆帕
我們日常接觸的大氣壓為0.1兆帕，而福清核電5號機組一迴路工作壓強為15.5兆帕。根據設計方案，一迴路設計壓強約為17兆帕。但冷試的峰值是22.3兆帕，相當於手掌大的面積上得承載10輛滿載小轎車的重量。
圖片來源：中核集團
5月13日5時，華龍一號全球首堆——中核集團福清核電5號機組（以下簡稱福清核電5號機組）安全殼廠房內壓力降至大氣壓。在所有參試人員的共同注目下，通往內層安全殼的閘門緩緩打開，這標誌著福清核電5號機組內層安全殼整體性試驗圓滿完成！
安全殼整體性試驗包括密封性和強度試驗，是機組裝料前的大型綜合性試驗，旨在驗證華龍一號全球首堆第三道安全屏障的完整性和可靠性。本次試驗歷時9天，試驗過程安全質量可控無偏差，且首次開展安全殼泄漏率驗證試驗並一次合格。
5月23日，全國人大代表、中國核工業集團有限公司總經理、黨組副書記顧軍在接受媒體採訪時透露，華龍一號全球首堆福清核電5號機組有望今年年底前投產運行。
優化後施工難度倍增
2016年12月，福清核電5號機組開始不鏽鋼水池安裝工作。
對核電站來說，水池意義重大，它承擔著核電機組餘熱導出、應急冷卻、輻射防護等作用。
但與國內核電站最常見的堆型之一——M310堆型不同，華龍一號在M310堆型原有堆腔水池、燃料廠房不鏽鋼水池兩大水池的基礎上，新增了4大水池：內置換料水箱、輔助給水箱、非能動熱量導出水池和非能動堆腔注水箱。其中，堆腔水池比M310堆型的容積更大，堆腔水閘門重量是M310堆型的兩倍多。此外，華龍一號在核島廠房內還設置了廢液收集系統和中低放射性廢液的處理與貯存設施。
這些優化，意味著福清核電5號機組不鏽鋼水池工作量陡然倍增，大大增加了施工周期和難度。
為確保福清核電5號機組不鏽鋼水池施工有序開展，在中國核電工程有限公司的部署下，福清核電項目部組織中國核工業二四建設有限公司及各參建單位成立不鏽鋼覆面施工專項組，統籌協調不鏽鋼水池各項施工。由於設計複雜、工程量巨大，水池的製造和檢驗前後共歷時3年4個月。
華龍一號單機組不鏽鋼水池的焊接量約是M310堆型的6倍，探傷量約是M310堆型的15倍。不鏽鋼水池密封試驗就是要對所有水池的焊縫質量和水池密封性進行驗證。6個水池總的焊縫長度約為13000米，探傷的底片量約為2.8萬張，如果按照平均每天40張底片拍攝量算的話，探傷工作持續了約700天。
「在最後衝刺階段遭遇了新冠肺炎疫情，施工專項組在做好疫情防控工作的前提下，積極推動復工復產，保證了福清核電5號機組不鏽鋼水池密封試驗的順利完成，為福清核電5號機組的裝料重大節點奠定了基礎。」中核集團核電工程公司項目部相關負責人倪海濤介紹。
多種測試確保安全
如果將發電站比作一個巨大的充電寶，那麼華龍一號就是一座巨大的核燃料充電寶——「核電寶」。考量一座核電站，最重要指標之一是安全可靠。
新華社記者 魏培全 攝
一座核電站的建設要歷經研發設計、土建施工、設備安裝、調試幾個階段。
調試階段包括冷試、熱試、裝料、併網等節點。
2019年4月27日，福清核電5號機組一迴路水壓試驗正式啟動，標誌著該機組提前計劃50天啟動冷試，由安裝階段全面轉入調試階段。
冷試是核電廠大型綜合專項調試試驗，被認為是熱試前的「熱身」，主要目的是驗證一迴路系統和設備及其輔助管道在高壓下的承壓能力以及泄漏率，並在各個壓力平台下進行主系統和輔助系統的相關試驗，是對整個反應堆性能的第一次全面「體檢」。
它也被認為是檢驗這座「核電寶」的第一步，可驗證各系統完整性，以及超設計基準狀態下能否正常保壓。而首堆能否如期推進，「體檢」報告十分關鍵。
壓力，是冷試首先要考核的指標之一。我們日常接觸的大氣壓為0.1兆帕，而福清核電5號機組一迴路工作壓強為15.5兆帕。根據設計方案，一迴路設計壓強約為17兆帕。但冷試的峰值是兆帕，相當於手掌大的面積上得承載10輛滿載小轎車的重量。
2019年4月28日，福清核電5號機組一迴路水壓試驗一次成功。這標誌著華龍一號全球首堆頂住「高壓」，順利通過檢驗機組性能的一次「大考」，可以進行熱試。
熱試是熱態性能試驗的簡稱，與35—70攝氏度的冷試溫度相比，熱試溫度則高達300攝氏度。熱試期間，工作人員會儘可能模擬核電站實際運行工況，以驗證系統性能是否與設計要求相一致，還要對核電站的可靠性進行進一步驗證，包括系統的各項參數指標是否達到設計要求。此外，還要驗證儀錶及設備在高溫下的可靠性，校核溫度、壓力、流量、振動、間隙等測量參數是否符合設計值要求。
正因如此，與冷試相比，熱試是一個比較漫長的過程，它並不是某一個試驗，而是一系列試驗的總和。
根據機組不同，熱試少則幾十天，多則幾個月。熱試過程中，核電站的運行規程將得到全方位驗證，核電站的功能將得到充分檢驗，核電站里從事操作的人員隊伍也將得到鍛煉。
3月2日，福清核電5號機組熱試基本完成，為後續機組裝料、併網發電等工作奠定了堅實基礎。
異地協同開展設計工作
熱試結束後，按照計劃，福清核電5號機組將進行首次裝料。首次裝料是核電廠運行的開端，意義重大。
首次裝料前，負責福清核電5號機組運營的福清核電公司需要向國家核安全局提交《福清核電站5號機組首次裝料申請書》。
根據我國民用核設施安全監督管理條例及其實施細則和有關核電廠的安全規定及導則，國家核安全局在審查公司提交的申請文件，並進行現場檢查後，如果認為機組建造滿足核安全基本要求，有足夠的安全措施保障其運行不會致使廠區、公眾和環境遭受過量輻射危害，符合核安全法規基本要求，具備首次裝料條件，將為該機組頒發首次裝料批准書。
裝料完成後，福清核電5號機組將迎來正式併網發電，投產運行。
自2015年5月7日開工以來，福清核電5號機組進展順利，按照計划進度開展建設成為重要標籤。
「華龍一號是個複雜的系統工程，是從無到有的創新過程。」中核集團華龍一號總設計師邢繼介紹說，福清核電5號機組的攻堅課題之一，是按期完成首堆工程施工圖設計。
通過持續推進「互聯網+」，中核集團將核電的設計、應用軟體集成與互聯網等技術相結合，建立了異地綜合協同設計平台，全國多個設計單位通過網路連接，利用各種終端設備，在同一個平台上開展異地協同設計工作。協同設計平台終端數量達到500個，並可根據需要進行擴充。
在這個平台上，近千名華龍一號現場工程師和設計人員，實現了信息的及時溝通共享，加快了設計數據傳遞，減少了設計交換過程，有效提升了設計效率。
新華社記者 魏培全 攝
在開展設計工作的同時，中核集團充分利用設計信息平台高效便捷的特點，將示範工程建設中遇到的技術問題及時匯總，形成設計領域的大數據，不僅向設備製造方和工程建設方反饋，還傳遞給了後續的核電項目。
「這為華龍一號核電項目標準化設計、批量化建設奠定了技術基礎，提升了建設與運行的經濟性。」邢繼說。
