“華龍一號”全球首堆——中核集團福清核電5號機組是中國人自主建造的第一座三代核電技術水平的反應堆，多項技術打破了國外壟斷，自主這兩個字說來簡單，但背後卻是幾代核電人的艱辛付出，《經濟半小時》記者來到中核集團福清核電站去揭開五號機組的神祕面紗。

　　中國人自主建造的第一座三代核電技術 “華龍一號”的全球首堆示範工程進展順利

　　福建省福清市的前薛村，在一個突出內陸，三面環海的尖嘴上，“中核集團華龍一號”的全球首堆示範工程正在緊張建設。

　　福建省福清市前薛村

　　福清沿海環境多變，剛剛三月份，這裏白天的溫度已經高達三十度，但對這裏的建設者來說，這時候正是建設的黃金時期。

　　福清核電廠區

　　“核島”大廳，是華龍一號”全球首堆——中核集團福清核電5號機組的核心區域，眼下，核電站的反應堆和衆多關鍵設備已經安裝到位，4月份，“華龍一號”首堆就將進行不裝核燃料的冷態功能試驗，這是對機組性能的第一次全面考驗。

　　中核集團“華龍一號”福清五號機組核心區域

　　任何一個核工程，都要經過大量的試驗驗證來確保安全。而中核集團中國核動力研究設計院二所所長，李朋洲就是華龍一號核電技術首席“試驗驗證官”， 他已經帶着團隊圍繞華龍一號開展了衆多關鍵性試驗，今天他們要給關鍵的堆內構件做流致振動試驗前的狀態檢查。

　　核反應堆核心區域

　　中核集團中國核動力研究設計院二所副總工程師馬建中：我們的核心技術，就是從國外的157堆芯變成了177堆芯。

　　構件上大量的小孔，今後就會對應177組核燃料組件，今後帶走核反應熱量的水流，就會從這些大小不一的孔洞流入堆芯。從157組核燃料組件變成177組，這是核電站從二代到三代的重要轉變之一，也是 “華龍一號”重要的技術革新。

　　堆內構件：流量分配板

　　核反應堆就好比是核電站的心臟，核燃料組件就將安裝在這些堆內構件裏面。有了堆內構件的保護，核能發電的安全才能得到充分保障。

　　核電站真正啓動後，燃料棒在這裏發生核裂變反應，產生的高溫加熱冷卻液，從而產生蒸汽發電。到時候，反應堆裏的溫度將達到300多度，反應堆中的每一個構件必須能承受高溫、高壓、以及水流腐蝕的嚴酷環境。

　　華龍一號防止堆芯融解安全技術

　　中核集團福清五號機組是“華龍一號”的全球首堆，在設計研發過程中充分汲取了福島核事故的經驗反饋，採用了國際最高的安全標準，核電站可以抵禦9級海嘯地震，還能抵禦商用大飛機的碰撞。

　　而更重要的是核反應堆內部的長久正常運行，所以，首堆必須按照正式運行時一比一的環境來做堆內構件流致振動試驗，用真實可靠的數據來回答安全這個問題。

　　傳感器

　　2000年，中國陸上核電站第一次進行流致振動試驗的時候，李朋洲就參與了，他當時最大的感受就是，中國人是給別人“打工”的，主動權都在外國工程師手中，如果自己不掌握技術，就只能國外賣給你什麼東西，就只能用什麼東西。

　　從反應堆堆芯設計到燃料技術、安全技術，自己能建造一座核電站，這成爲幾代核電人共同的夢想。在穹頂下，蒸汽發生器如同堆頂結構上點綴的珍珠，它就是我國擁有自主知識產權的第三代核電ZH-65型蒸汽發生器。

　　在“華龍一號”提出設計建設初期，曾經跟美國談，打算購買他們的蒸汽發生器技術，價格方面談得都很順利，但是美方始終堅持一點，將來應用這種蒸汽發生器技術的核電站技術出口國外，必須經過美方同意。

　　“蒸汽發生器”是核電站關鍵設備。美國、法國製造首臺三代核電蒸汽發生器用了38個月，而中國“華龍一號”製造首臺蒸汽發生器僅花了27個月。這在國際核電製造領域，是前所未有的速度。

　　蒸汽發生器

　　在“華龍一號”福清核電5號機組的核島內部，一座金黃色的裝置，它是整個核島內最高的裝置，被大家親切地稱爲“龍首”，附着在它四周的管線如同漂浮的“龍鬚”。

　　“龍首”是指“華龍一號”核反應堆的一體化堆頂結構，它就像是一個經過高度集成的智慧大腦。中核集團中國核動力研究設計院核動力技術專家羅英介紹，電站換料時間非常寶貴，一體化堆頂結構的設計，換料開蓋時間由原先的40小時縮減到24小時，經濟性大大提高。

　　一體化堆頂結構

　　這套一體化堆頂系統就是羅英和她的團隊設計研發的，這個研究從上世紀九十年代就開始了。整整20年，羅英終於圓了自己的夢。

　　羅英

　　打造華龍一號自主燃料元件的完美“外衣”N36鋯合金首次實現規模生產

　　目前，華龍一號全球首堆中核福清核電5號機組已經實現85%的國產化，關鍵技術全部自主可控，核不同於一般的產品，凡是核島中用到的材料都要耐輻射耐高溫，比如核燃料棒的包殼材料，是一種極爲特殊的合金，爲了找到這種特殊合金，核動力院的一位專家花了大半輩子的時間。

　　四川成都的中核集團中國核動力研究設計院

　　四川成都的中核集團中國核動力研究設計院，華龍一號的核心技術就誕生在這裏。一套完整的核電站機組至少要持續工作60年，不會更換，而像核燃料組件這樣的耗材，一到兩年就需要更換。提煉核燃料的技術，中國早已掌握，但是核燃料組件的包殼材料之前中國一直都做不出來，全部依賴進口。

　　N36鋯合金核燃料包殼材料

　　包殼材料是一種特殊的合金，被稱之爲N36鋯合金。包殼管距離核裂變反應最近，300多度的高溫，疊加上高速的水流，還有發生裂變反應後的芯塊傳給包殼管巨大的壓力。如此特殊功能的合金，此前，全世界只有法國、美國、俄羅斯等核發達國家具備生產能力。

　　爲了打破壟斷，研製鋯合金成爲了一項迫在眉睫的任務。當中核集團CF3項目副總設計師，趙文金接到鋯合金研發任務的時候，他發現可以參考的配方資料寥寥無幾。國外的配方，早已申請專利，根本拿不到具體的配比參數。

　　中核集團CF3項目副總設計師 趙文金

　　在1996年趙文金尋找合適合金配方的記錄本上，密密麻麻，各種符號，尋找新的配方，如同大海撈針。鋯合金裏到底有多少種金屬，每種金屬的含量應該是多少，甚至什麼溫度下添加，這些趙文金最初的時候一片茫然。在研發過程中，每一種可能的配方，都會被製作成一枚枚鈕釦錠。

　　N36鋯合金鈕釦錠

　　當趙文金和團隊找出了N36鋯合金型號，他們的研究已經過去了22年。現在N36鋯合金剛剛步入生產線，但趙文金已經退休了。值得高興的是，目前，中國已經實現了鋯合金包殼材料的量產。

　　鋯合金真空熔煉爐

　　半小時觀察：

　　“華龍一號” 全球首堆中核福清核電5號機組有望在2020年建成，這是中國自主研發的三代核電技術路線。中國已經掌握了世界主要堆型核電站的建造、運營和維護技術， “華龍一號”也已經形成了中國自主的核電品牌，並通過出口積累了大量的海外工程管理經驗。核電和高鐵正成爲中國技術“走出去”的兩張靚麗名片。