20年铸剑用实践推进核电核心科技创新.docVIP

20年铸剑用实践推进核电核心科技创新中国百万千瓦级压水堆核电站反应堆堆芯设计与燃料管理创新之路 核电，能以很少的核燃料，产生大量的电能，且运输压力小，几乎零排放。其巨大的经济效益、清洁性以及可持续性，对于满足经济和社会发展不断增长的能源需求、缓解环境污染、节能减排具有非常重要的意义，吸引了世界各国领导者、研究者、能源工业界和公众的目光。 反应堆堆芯是核电站的心脏。先进的反应堆堆芯设计、堆芯燃料管理及燃料技术的应用是核电站最核心的技术，也是核电站实现可持续发展的关键环节，是我国实现核电技术自主化必须要解决的首要难题。 迄今为止，我国有15台核电机组在运行，其中百万千瓦级压水堆核电站是主流。经过20多年的引进、消化、吸收和再创新，我国在百万千瓦级压水堆核电站（M310、CPR1000、CPR1000+、ACPR1000等）的堆芯设计和燃料管理改进与创新管理实践中取得了令国内外瞩目的成绩：低中子泄漏高富集度堆芯设计、延伸运行设计、18个月换料堆芯设计、高燃耗1/4换料堆芯设计、首炉一体化含钆燃料18个月换料堆芯设计、从AFA-2G（第2代先进燃料组件）到AFA-3G/MSMG（带半跨距中间搅混格架的第3代先进燃料组件）、从AFA-3G到全M5 AFA-3G（M5合金包壳及骨架材料的第3代改进型先进燃料组件）等。这些创新项目均实现了从概念、理论到实际应用的跨越，水平在国内遥遥领先，有的甚至世界第一，且已经在中国广东核电集团有限公司（以下简称“中广核集团”）的大亚湾核电站、岭澳核电站、宁德核电站等得到应用，产生了巨大经济效益和社会效益。 为了深入再现和发掘中国百万千瓦级压水堆核电站核心技术创新的宝贵经验，本刊特别采访了取得这些业绩的主要实践者和当事人—肖岷。 肖岷，中广核集团中科华核电技术研究院副总工程师（反应堆工程设计与燃料管理研究中心首任主任），国家级专家，长期从事反应堆堆芯设计与燃料管理研究，所取得的技术创新成果和创造的效益得到了核电行业和国家的认可，是我国该研究领域的优秀代表人物之一。 30年核工业战线的工作经历，20年在中广核集团坚守燃料管理岗位，风雨不移。让我们通过肖岷的经历，回顾中国核电在核心技术领域不平凡的发展变迁，回望那条既艰难又卓有成效的创新之路，同时展望中国核电的未来。 宁德首炉一体化含钆燃料18个月换料开创世界首例 2012年，中广核集团在百万千瓦级核电站堆芯设计核心领域获得又一重大科技创新成果：在宁德核电站首炉18个月换料项目核燃料装料在即的时刻，“中国压水堆核电站百万千瓦机组首循环堆芯装载方法”获得国家知识产权局发明专利授权。 该发明的特点是首次将一体化含钆可燃毒物燃料组件用于百万千瓦级核电机组的首循环18个月换料堆芯装载，其工程应用将大大增强核反应堆的反应性控制能力，提高机组安全性能，并减少放射性废物，有利于环境保护。该发明专利是百万千瓦压水堆核电站首炉堆芯设计的重大创新的一个突出标志，而且相关技术已经在宁德核电站首循环堆芯设计中获得工程应用，项目完成后，将建成世界上首例在首循环批量使用一体化含钆可燃料毒物燃料的百万千瓦级商用反应堆核电站。同时，相关信息刊登在了国资委2012年9月《央企要情》上。 记者经过专利查询了解到，以“中国压水堆核电站百万千瓦机组”冠名的国内外核电发明专利仅有两例，另一例是“中国压水堆核电站百万千瓦机组18个月换料方法”，主要发明人也是肖岷。 肖岷是宁德核电站首炉18个月换料项目的策划者、发起人和组织者。据他介绍，在宁德核电站之前，我国的商用百万千瓦压水堆核电站首炉堆芯设计几乎都是翻版设计，采用分离式硼玻璃可燃毒物组件，产生大量的高放废物，且是12个月换料。在大亚湾核电站于2001年成功实施18个月换料及岭澳核电站于2007年成功实施高燃耗先进燃料管理（1/4换料）以后，中国百万千瓦级压水堆核电站的堆芯设计与燃料管理改进开始转向新建的改进型压水堆核电站。目前几个百万千瓦级反应堆堆芯及燃料组件的重大设计改进项目及新建核电项目都在按照既定计划向前推进，宁德首炉一体化含钆燃料18个月换料堆芯设计是其中最突出的一个。 那是2006年，当时的中广核工程公司已经与国内承担新建核电站反应堆核岛与堆芯设计的某研究院设计院按翻版设计（12个月换料）签订了合同，首炉18个月换料自主创新本来已经失去了机会。这也就意味着中广核乃至中国，将失去在新建的改进型百万千瓦级压水堆核电站中实施先进堆芯设计和燃料管理自主创新的良机（后续同类核电机组将按同一模式批量设计建造）。 想在这种情况下扭转局面，其难度和风险可想而知。要么根本不可能扭转局面，要么即使扭转局面也存在很大困难和风险：若处理不好，有可能危及设计进度，影响项目的安全审评进度甚至造成工程进度延误。然而机不可