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      7月23日下午消息，中核集團宣布實驗快堆首次成功臨界后，又有進一步消息稱，中俄簽訂示范快堆備忘錄，有意向在中國建設BN-800型示范快堆核電站2臺機組。按照中核集團規(guī)劃，預計2020年完成快堆示范項目，2030年建成快堆商業(yè)化項目。

      中俄簽訂核電示范快堆備忘錄

      7月21日，中核集團宣布：由中核集團中國原子能科學研究院自主研發(fā)的中國第一座快中子反應堆——中國實驗快堆(CEFR)達到首次臨界，意味著我國第四代先進核能系統(tǒng)技術(shù)實現(xiàn)突破。我國成為世界上第8個掌握快堆技術(shù)的國家。

      按照中核集團的規(guī)劃，中國快堆發(fā)展擬采取三步走的發(fā)展戰(zhàn)略：實驗快堆—示范快堆—大型商用快堆，目前已經(jīng)完成第一步。

      今年3月，中國國家副主席習近平在訪問俄羅斯期間，與俄羅斯副總理茹科夫共同出席了《中國核工業(yè)集團公司與俄羅斯國家原子能集團公司關于在中國合作建造BN-800型示范快堆核電站2臺機組的諒解備忘錄》的簽字儀式，備忘錄制定了最近兩年的工作計劃，有意向在中國建設BN-800型示范快堆核電站2臺機組。

      與中國快堆進行技術(shù)合作的俄羅斯，已開始兩座80萬千瓦的快堆電站的建造，一座在斯維爾德洛夫斯克，一座在南烏拉爾。

      快堆技術(shù)使核燃料“越燒越多”

      截至目前，世界上共建成了各種類型的快堆21座。快中子反應堆因高利用率和環(huán)保價值，成為世界上第四代先進核能系統(tǒng)的首選堆型，代表了第四代核能系統(tǒng)的發(fā)展方向。

      目前，在核電站中廣泛應用的壓水堆(如我國的秦山、大亞灣核電站堆型)，對天然鈾資源的利用率只有約1%，而快堆則可將這一利用率提高到60%～70%。

      由于利用率的提高，相對較貧的鈾礦有了開采的價值。就世界范圍講，可采鈾資源將因此增加上千倍。以目前探明的天然鈾儲量推測，快堆的使用可以使鈾資源可持續(xù)利用3000年以上。

      快堆技術(shù)不僅實現(xiàn)核燃料“越燒越多”，還具有環(huán)保意義。熱堆反應后的剩余物的放射性仍然很強，如果直接進行地質(zhì)處置，耗資驚人。而這些核廢料在快堆反應中經(jīng)過回收再利用以后，放射性物質(zhì)的衰變期只有二三百年，可以大大減少核廢物處置量，降低乏燃料長期毒性風險。

      但由于技術(shù)難度大，世界各國的快堆仍然停留在實驗堆的基礎上，尚未發(fā)展到商用階段。

      實現(xiàn)商用還需要20年

      據(jù)中核集團專家介紹，中國下一步建設的示范快堆，與目前的實驗快堆相比，在功率、體量上有很大的變化，在技術(shù)上也需要有突破。

      例如，實驗快堆是以高濃二氧化鈾為燃料，而為了實現(xiàn)核燃料增殖，還需要在示范快堆中進一步研制鈾和钚的混合燃料。在技術(shù)開發(fā)上，還需要加大對實驗設施的投入。另外，還要通過示范項目將現(xiàn)在掌握的技術(shù)進行集成，通過示范堆的建設，對所有的工程問題、經(jīng)濟性問題進行驗證，才能過渡到商用快堆，最終實現(xiàn)大規(guī)模地投入運行。

      “預計每10年完成一個階段，即2020年完成示范項目，2030年完成商業(yè)化項目。”中核集團相關人士表示。(華艷 發(fā)自北京)

      附：中國實驗快堆建成紀實：半個世紀曲折研發(fā)路

      “快堆可以將鈾資源的利用率從壓水堆的約1%提高到60%～70%，同時可以將壓水堆乏燃料中存在的長壽命放射性廢物當作核燃料燒掉。”懷揣著這樣的夢想，一群人堅守了近半個世紀。

      7月21日，中國實驗快堆主控室內(nèi)，一片歡騰，從此，中國的四代核電問世——中國核能發(fā)展跨入了新時代。

      一雙雙手緊緊相握，一張張臉上淚花閃動。頃刻間，那些厲兵秣馬、越隘闖關、日夜鏖戰(zhàn)的艱辛都化為沉甸甸的喜悅。

      歷經(jīng)坎坷曲折 迎來柳暗花明

      上世紀60年代中期，我國的快堆研究開始起步，主要在物理、熱工、結(jié)構(gòu)材料和鈉工藝等方面開展了一些基礎研究，并建成了一批小型實驗裝置。其中，最具有代表性的研究成果是1969年由周恩來總理特批50公斤高濃鈾建成的“東風-6號”零功率實驗裝置，實現(xiàn)了我國快堆技術(shù)發(fā)展“零”的突破。

      1971年底，由于國家需要，快堆技術(shù)人員帶著讓他們備感榮耀的“東風-6號”，拖家?guī)Э诎徇w到了“三線”——四川夾江的核動力工程研究基地。

      此時，正值“文革”期間，國家經(jīng)濟困難，沒有足夠的科研經(jīng)費，加上發(fā)展方向和技術(shù)路線不明確，快堆發(fā)展一時陷入困境。

      上世紀80年代，改革開放的春風給我國的高科技發(fā)展帶來了勃勃生機。1986年3月，鄧小平同志對王大珩、王淦昌、楊家墀、陳芳允等四位科學家關于我國應跟蹤世界高技術(shù)前沿的建議信函作出了重要批示，從而催生了“863”高技術(shù)研究發(fā)展計劃。

      “當快堆發(fā)展陷入困境，看不見任何希望時，‘863’計劃的出現(xiàn)，扭轉(zhuǎn)了這一切。”中國實驗快堆總工程師徐銤說。

      當時，要在快中子增殖堆、高溫氣冷堆和聚變-裂變混合堆三種堆型中選取一種能大幅度提高核燃料利用率、安全性、經(jīng)濟性好的堆型發(fā)展。經(jīng)來自全國煤炭、石油、水力、核能、電力、礦產(chǎn)等各領域?qū)＜业某浞终撟C，快堆脫穎而出，被列入“863”計劃能源反應堆主題項目。此時，世界快堆發(fā)展處于低潮，在這樣的背景下，要不要上快堆項目在國內(nèi)是有爭議的。但國家高瞻遠矚，果斷決策，積極推進。

      緊接著，為了充分利用中國原子能科學研究院的綜合研究能力和技術(shù)力量上的優(yōu)勢，有關部門決定重新調(diào)整組建快堆技術(shù)隊伍。于是16年前搬遷支援“三線”建設的快堆技術(shù)人員又回到了原子能院。

      1992年3月14日，國務院批準“863”計劃能源技術(shù)領域的研究發(fā)展目標，建成一座熱功率65兆瓦的中國實驗快堆。

      機遇和挑戰(zhàn)總是并存，由于快堆項目成本高，“863”項目資金有限，快堆從此又走上了長達3年的籌款之路。

      1995年，原國務院副總理鄒家華委托國務委員兼國家科委主任宋健召開高層協(xié)調(diào)會，會上，宋健強調(diào)了我國發(fā)展快堆的重大戰(zhàn)略意義，并指出：“快堆要馬上立項，就是堆沒有建成，為國家培養(yǎng)并保持500人的快堆技術(shù)隊伍也是完全值得的……三天之內(nèi)如果沒有爆炸性意見，就上報國務院批準執(zhí)行。”

      1995年12月，國家計委、國家科委聯(lián)合批準中國實驗快堆工程立項。從此，中國實驗快堆結(jié)束了曾經(jīng)曲折坎坷、步履維艱的日子，步入了一個嶄新的發(fā)展階段。

      開展對俄合作 實現(xiàn)事半功倍

      “863”計劃的一個宗旨是：盡量利用國外成熟經(jīng)驗和先進技術(shù)，不搞重復性研究，以縮短研究周期和節(jié)省研制費用。設計建造中國實驗快堆在我國尚屬首次，缺乏經(jīng)驗，而俄羅斯在快堆技術(shù)方面力量雄厚，在快堆設計建造方面有著豐富的經(jīng)驗，因此中俄快堆技術(shù)合作無疑是一條有效途徑。

      從1992年開始，中俄雙方在中國實驗快堆建造中進行了全面合作，內(nèi)容包括概念設計咨詢、技術(shù)設計、設計驗證實驗、設計技術(shù)咨詢、燃料組件和大型設備制造、人員培訓等。

      中俄雙方共簽訂30多項快堆技術(shù)合作合同，俄方人員來華1000多人次，中方人員赴俄700多人次。俄羅斯先后有6位快堆專家獲得中國國務院頒發(fā)的友誼獎。

      中俄雙方在快堆技術(shù)方面的合作堪稱是友好合作的典范，得到了兩國政府的高度重視。2000年7月18日，中俄雙方政府簽署了關于在中國建造和運行快中子實驗堆的合作協(xié)議，把中俄雙方快堆技術(shù)合作推向了新的階段。

      在中俄技術(shù)合作中，中方技術(shù)人員始終堅持以我為主，不僅引進國外的先進技術(shù)和成熟經(jīng)驗并進行全面的消化吸收，而且把自主創(chuàng)新作為貫穿設計、建造、安裝、調(diào)試過程中的一條主線，取得了豐碩的成果。

      回憶到這段經(jīng)歷時，原子能院堆工所原所長陳叔平說：“站在巨人的肩膀上發(fā)展快堆，是一個很好的捷徑。看來俄羅斯這個合作對象是找對了。”

      致力自主創(chuàng)新 突破技術(shù)“瓶頸”

      中國實驗快堆堆本體采用池式結(jié)構(gòu)，首爐使用UO2燃料并向MOX燃料過渡，液態(tài)金屬鈉做冷卻劑，熱傳輸系統(tǒng)采用鈉、鈉、水三回路系統(tǒng)，并首次在一回路設置非能動事故余熱排出系統(tǒng)。

      這個技術(shù)方案符合世界快堆發(fā)展趨勢，主要參數(shù)和系統(tǒng)設置接近商用快堆，使其具備了原型快堆的一些結(jié)構(gòu)特點，其核安全特性要求已達到后來提出的第四代先進核能系統(tǒng)的水平。當然，設計高起點無疑增加了中國實驗快堆設計和建造的難度，對技術(shù)研發(fā)和工程實施提出了挑戰(zhàn)！

      要建造快堆裝置，首先必須進行工程前期預研。早在“七五”之初，原子能院就組織多家高校和科研院所，開展了9個課題61個子課題的預先研究，突破了關鍵技術(shù)，開展了立項前的概念設計和可行性研究。

      立項之后，首要任務是工程設計，其中設計圖紙是重中之重，建設隊伍千軍萬馬，沒有施工圖紙寸步難行。而由于經(jīng)費有限，俄方只提供主要系統(tǒng)的技術(shù)設計，中方需要自己進行初步設計和施工設計，這對快堆年輕的主工藝設計隊伍來說是一個嚴峻的考驗。

      業(yè)績往往是在困難中創(chuàng)造出來的。原子能院快堆設計隊伍不負眾望，堅持自主創(chuàng)新，以百折不撓的精神，出色完成了初步設計。緊接著馬不停蹄與核工業(yè)第二研究設計院并肩戰(zhàn)斗，開展施工圖設計，共完成了總體設計、堆芯設計、結(jié)構(gòu)設計、回路系統(tǒng)設計、儀控設計、安全設計、鈉工藝設計、反應堆廠房結(jié)構(gòu)設計等8個方面共170多個單項的設計工作，設計文件近5000冊。

      “快堆技術(shù)的困難，比熱堆要復雜得多。中國實驗快堆設計過程就是自主創(chuàng)新的過程。”原子能院院長趙志祥說。

      在工程設計方面，中國實驗快堆與俄羅斯快堆技術(shù)相比取得了多方面突破：在世界上首次采用了非能動事故余熱排出系統(tǒng)，與世界已建快堆相比，是最安全的一座快堆；自主完成了反應堆換料系統(tǒng)設計，快堆的換料是在封閉系統(tǒng)中靠遙控自動完成的，經(jīng)實驗驗證該設計是先進可靠的；采用了先進的數(shù)字化技術(shù)，自主完成計算機監(jiān)控和主控室設計，大大簡化了主控室操作，給操縱員應急操作帶來了極大的方便……

      另外，在設計過程中，開發(fā)設計計算程序50多個，除完成物理、熱工、屏蔽等設計計算外，還完成了近50項事故分析和堆本體結(jié)構(gòu)抗震分析等，建立起適用于快堆的標準、規(guī)范，熟練掌握了二維、三維計算機輔助設計，培養(yǎng)鍛煉了設計隊伍，大大提高了設計能力，為我國快堆長遠發(fā)展打下了堅實的技術(shù)基礎。

      大力協(xié)同作戰(zhàn) 共克建安難關

      “如同搭積木與蓋房子的關系，最大的困難就是把實驗變成一個工程。”2000年5月30日，第一罐混凝土澆灌，奏響了建設中國首座實驗快堆的鏗鏘樂章。

      業(yè)主、設計、建筑施工、設備安裝和建設監(jiān)理單位等多路大軍，協(xié)同會戰(zhàn)；國家科技部、科工局、環(huán)保部(核安全局)等主管部門現(xiàn)場檢查協(xié)調(diào)，科技部委托專業(yè)機構(gòu)進行現(xiàn)場監(jiān)察，環(huán)保部的北方核與輻射安全監(jiān)督站現(xiàn)場監(jiān)造；中核集團專門成立了快堆領導小組進行全過程控制及協(xié)調(diào)。工程建設呈現(xiàn)出聯(lián)合攻關、多方協(xié)調(diào)的動人景象，展現(xiàn)了一幅幅激動人心的畫面。

      中國實驗快堆建筑工程包括反應堆廠房、汽輪發(fā)電機廠房、升壓開關站廠房、應急柴油機廠房、冷卻塔、除鹽水廠房、啟動鍋爐房、設備維修車間等共16個子項，總建筑面積約4.7萬平方米。其中，核安全要求最高、施工難度最大的是反應堆廠房。

      傳統(tǒng)的核反應堆廠房穹頂為半球形，而快堆廠房穹頂是由4個半圓形組成的“瓜皮帽形”，又因為穹頂標高57米，致使反應堆大廳有40米的凈空高度。這兩個因素增加了穹頂?shù)脑O計施工難度。核工業(yè)二院和核工業(yè)二四建設公司團結(jié)協(xié)作，精心設計，嚴格施工，于2002年8月15日實現(xiàn)主廠房封頂。

      中國實驗快堆有近200多個系統(tǒng)，設備達7000多臺套。除幾個關鍵設備從國外進口外，其他全部由國內(nèi)設計和制造，國產(chǎn)化率達到70%以上。

      堆容器是中國實驗快堆的核心部件，高12米，直徑8米，壁厚25毫米，重達1100多噸，而且堆內(nèi)構(gòu)件多達900多種，重700多噸。該容器屬于大型薄壁容器，制造難度極大。難點在于焊接工藝、熱處理工藝、加工精度和長途運輸。稍有不慎，造成返工或報廢，就可能帶來重大損失。

      中國一重集團與原子能院一起聯(lián)合設計并承擔了這一大型非標設備的制造和安裝，并實現(xiàn)了一次制造成功、一次運輸成功、一次安裝成功，創(chuàng)造了快堆大型核設備制造的高質(zhì)量，也譜寫了自主創(chuàng)新的新篇章，同時標志著我國在核設備設計制造能力方面取得了新的突破。從1998年開始聯(lián)合設計到2008年安裝完成，堆容器及旋塞的研制可謂“十年磨一劍”。

      除了大型設備以外，純度要求很高的核級鈉的生產(chǎn)必須提前做出安排。原子能院在基礎研究中已經(jīng)掌握了實驗室規(guī)模核級鈉的制備技術(shù)。但是要滿足快堆335噸的供應量，必須建立工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)裝置。

      原子能院果斷決策，與內(nèi)蒙古烏海蘭太實業(yè)公司達成院企聯(lián)合生產(chǎn)核級鈉的協(xié)議，并且共同建造了核級鈉廠。截止到2008年5月，300多噸核級鈉全部運抵快堆現(xiàn)場。這不但實現(xiàn)了核級鈉從實驗室規(guī)模向工業(yè)規(guī)模的跨越，也推動了院企強強聯(lián)合實現(xiàn)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化目標。

      在大型設備陸續(xù)運抵現(xiàn)場、現(xiàn)場安裝條件逐步具備之后，中國實驗快堆工程建設全面轉(zhuǎn)入系統(tǒng)和設備安裝調(diào)試階段。

      除堆容器外，核島其它系統(tǒng)和設備的安裝由核工業(yè)二三建設公司承擔。有著“鐵軍”之稱的二三公司是核工業(yè)系統(tǒng)的招牌企業(yè)，具有很強的安裝施工能力。但中國實驗快堆與金屬鈉相關的系統(tǒng)和設備的安裝，在二三公司的安裝史上尚屬第一次，也是一次嚴峻的挑戰(zhàn)。

      自2001年簽訂核島安裝合同到2008年底，二三公司共安裝系統(tǒng)180多個，工藝管道近9萬米，電纜1100多公里和設備4100多套。  面對鈉冷快堆的高溫、高潔凈度、高密封性對系統(tǒng)和設備安裝提出的嚴格要求，二三公司高標準嚴要求，采取了多項措施，確保了安裝的質(zhì)量，焊熢的一次合格率超過99%以上。

      從這些沉甸甸的數(shù)字中不難看出，對于以原子能院為主的設計單位和以二三公司為主的安裝單位來說，這八年，不僅是一段充滿艱辛和磨礪的時光，更是一個超越自我、不斷創(chuàng)新的歷程。“如同搭積木與蓋房子的關系，最大的困難就是把一個實驗變成一個工程，但是，通過幾代快堆人不懈的努力，中國實驗快堆即將建成了！”徐銤說。

      融合智慧激情  創(chuàng)造調(diào)試奇跡

      2008年底，中國實驗快堆進入了緊張的集中調(diào)試階段，這是全面檢驗設計、設備制造和安裝施工質(zhì)量的關鍵環(huán)節(jié)。原子能院精心組織、科學管理，調(diào)試隊員們?nèi)σ愿啊⑷找棍閼?zhàn)，用智慧和激情創(chuàng)造了零事故、聯(lián)合調(diào)試工期最短的世界紀錄！

      調(diào)試階段包括系統(tǒng)升溫之前的冷態(tài)調(diào)試和升溫后的熱態(tài)調(diào)試。由于鈉的熔點為97.8攝氏度，為保證鈉在液態(tài)下使用，堆系統(tǒng)必須加熱到250攝氏度，在250攝氏度高溫下的熱態(tài)調(diào)試是對系統(tǒng)和設備整體性能的全面檢驗。特別是系統(tǒng)灌鈉之后的熱態(tài)調(diào)試，任務更加艱巨，因為鈉有其特有的“脾氣”，一旦沒有按鈉的特點行事，往往就會導致實驗的失敗。

      為了順利完成調(diào)試階段的任務，原子能院做了大量的準備工作。早在2001年，便開始調(diào)試和運行準備工作，其中包括主控室運行人員的培訓。不但建立了調(diào)試階段的組織體系和質(zhì)量保證體系，制定了調(diào)試階段的質(zhì)保大綱和相關程序，還建立了崗位責任制和日協(xié)調(diào)、周協(xié)調(diào)的例會制度，用最先進的管理軟件制定調(diào)試進度計劃并進行動態(tài)管理與協(xié)調(diào)，以積極推進核安全文化建設和采取各項控制及保證措施，確保調(diào)試的“質(zhì)量第一、安全第一”。

      原子能院以快堆工程部為主并聯(lián)合院相關單位的技術(shù)力量，以設計人員參與調(diào)試并組織運行隊伍提前介入調(diào)試，以最小的調(diào)試、運行人力投入和技術(shù)人員全方位參與設計、調(diào)試和運行的人才培養(yǎng)鍛煉模式，完成了600多個調(diào)試文件和600多個運行規(guī)程的編寫，調(diào)試試驗項目達1000多項。

      盡管做了充分準備，但實際調(diào)試過程中還是遇到了許多始料未及的問題：加熱風機故障、換料系統(tǒng)的調(diào)試、核測系統(tǒng)干擾等，整個調(diào)試的過程不亞于一場硝煙彌漫的“大會戰(zhàn)”。但年輕的調(diào)試團隊在神圣的使命面前，發(fā)揚“以身許國，敢為人先，嚴謹求實”的“四○一精神”，以堅強的毅力和無限的激情，過五關斬六將，經(jīng)歷了最刻骨銘心的一段時光。

      “對于中國實驗快堆的調(diào)試運行，原子能院完全是白手起家。于是，在那段時間，充分的準備，讓我們贏得了時間，大大縮短了調(diào)試時間。”徐銤說。

      2008年12月，在完成約152項單系統(tǒng)調(diào)試試驗之后，綜合冷態(tài)調(diào)試開始，目的是驗證系統(tǒng)和設備的功能，獲取初始運行數(shù)據(jù)，檢驗相關聯(lián)系統(tǒng)的相容性，以及排除安全隱患等。

      2009年4月，熱態(tài)調(diào)試全面展開，依次進行了一系列調(diào)試工作，包括用氣體對堆本體加熱，將鈉灌入一、二回路，啟動一、二回路鈉循泵并達到穩(wěn)定運行，使一、二回路之間達到熱平衡狀態(tài)，在熱態(tài)下進行換料系統(tǒng)調(diào)試，將啟動中子源裝入堆芯，對核測系統(tǒng)調(diào)試，在啟動中子源下整定保護系統(tǒng)參數(shù)等333項試驗。截至2009年8月，反應堆裝料前的調(diào)試任務全部圓滿完成，并在9月取得了國家核安全局頒發(fā)的首次裝料許可證。

      2010年7月21日，歷史在這里駐足：中國四代核電——實驗快堆終于實現(xiàn)臨界。

      中國實驗快堆的建成，在中國快堆發(fā)展史上矗立起第一座里程碑，是我國核能技術(shù)跨越發(fā)展和核科技創(chuàng)新能力提升的重要標志，讓中國成為繼美、英、法等國之后，世界上第8個擁有快堆技術(shù)的國家。