华龙一号

蒸汽发生器（以下简称 SG）是核岛主回路中最重要的设备之一，其工作状态影响着整个核电站的动态特性，对核电站的安全性、经济性都有重大影响。据压水堆核电站事故统计显示，在 SG 破坏的核电站中，有四分之一的核电站其 SG 破坏的主要原因即是因为传热管的流致振动，造成了巨大的经济损失和负面影响。本项目针对 SG 传热管束在二次侧流体的作用下易发生流致振动导致管道破坏，该破坏难以定量分析和预测的难题，研究了 SG 管束流致振动分析方法，开发了国内首款涵盖非线性分析功能的流致振动分析专用软件 FIVA。通过本软件，实现了对 SG 中暴露于湍流且横向流速很高管子的振动破坏风险进行预测性分析，判断由流动引起的管子振动是否可以接受，以及在寿期内是否会出现疲劳、磨损引起的管子损坏。 本项目根据面向对象思想，以类的形式实现不同功能之间的互相调用，预留了多个接口可实现不同输入文件的读取和导入以及增强了可扩展性。本项目遵循软件工程学的方法，采用多种测试手段确保了测试代码的覆盖率达到 100%，同时经过严格的软件 V&V,确保了计算结果的正确性和有效性及 FIVA 软件的可靠性。本项目依托中广核工程有限公司两项科研课题，研发了具有自主知识产权的专用软件，专利受理 2 项，取得软件著作权 1 项，发表核心期刊论文 4 篇，通过了同行业专家评审，经鉴定整体技术达到国内领先、国际先进水平，对形成国内 SG 自主研发设计能力具有重大意义。FIVA 软件可适用于多种型号和结构（现有的 CPR1000、AP1000、EPR 等堆型）的 SG，在华龙一号项目 SG 的自主设计研发以及阳江、宁德、红沿河等多个项目上有成功应用。同时，可进一步推广应用于核电行业其他工程项目，具有广阔的应用前景。

IAEA于2004年6月启动中小型反应堆的开发计划，成立“革新型核反应堆”协作项目，国际小型反应堆市场处于刚刚兴起阶段。为契合“核电走出去”国家战略以及大气污染防治新需求，形成具有自主知识产权的具备国际竞争力的小型反应堆产品，中国核工业集团公司于2012年4月发文《关于调整下达集团公司重点科技专项“模块式多用途小型压水堆技术”研究任务书的通知》(中核科发[2012]194 号)，布局模块式多用途小堆的研究。模块式多用途小堆采用了截短型的堆芯方案，需要对其燃料组件进行全新设计。燃料热工性能是核动力反应堆燃料的关键性能之一，燃料棒束结构内子通道之间的横向流动和湍流脉动等交混现象直接影响了燃料组件的热工性能。本项目针对棒束燃料组件内交混现象进行实验和理论研究，能够更深入地掌握交混机制和机理，并通过以热工机理实验为基础、计算流体力学为驱动、小堆燃料的热工性能为载体，开发了“实验-设计-优化”CFD平台工具，以提升小堆的热工性能，使燃料组件交混分析能力和流场测量能力达到国际先进水平。 本项目4项发明专利已受理，拥有2项计算机软件著作权，具有完全自主知识产权。本项目基于远心光学原理、折射率补偿技术和示踪粒子的跟踪特性，开发了高空间分辨的燃料组件流场可视化测量技术，燃料组件三维流场实验数据辨率达100微米量级，横向速度的测量不确定度小于0.5%,子通道间横向压差测量精度为1Pa量级，达到国际先进水平。本项目是中国核工业集团重点科技专项“模块式多用途小型压水堆技术”的重要组成部分，所研究的棒束燃料组件内流场和湍流脉动演化特性有力的支持了模块式小堆燃料组件设计方案定型和优化，提升了模块式小堆的热工与安全性能。目前国家能源局已对海南昌江5号机组作为小型堆科技示范工程进行复函批复。此外，本项目应用于先进三代压水堆华龙一号配套燃料组件CF系列燃料的研制和热工水力分析，CF系列已经配套华龙一号核电厂使用，还将用于二代压水堆的燃料更换，具有巨大的市场前景。本项目还将应用于超大型反应堆的燃料研发和热工水力设计，具有广阔的应用前景，具有显著的社会效益和经济效益。

本项目首次创新采用多喷嘴联合供油设计，即：沿推力瓦径向方向设置5个串联喷油喷嘴，同时向推力瓦提供润滑油，经主泵运行考核验证，10块主推力瓦表面温度分布呈现均匀分布。改进后每块推力瓦沿径向方向温度梯度约8.5℃。改进推力瓦入口预油膜建立设计，提高入口“贫油区”油膜建立可靠性。优化首次采用双顶轴油设计，提高反向推力瓦运行可靠性。优化改进推力瓦温度测量系统布置，建立“全面立体动态温度压力测量系统'。优化改进推力瓦支撑设计，行业内首次采用“弹簧板主动补偿式主瓦支撑结构'。目前华龙一号已被确定为国家战略“名片”，华龙一号主泵设计与制造更是主体工程能否顺利如期完成的重中之重，通过主泵轴承磨损问题彻底解决，本项目成果为华龙一号主泵设计固化提供了有力的支持。

我国在运最大核电站全面投产也标志着我国核电产业发展取得了全新跨越。

“华龙一号”安全壳钢衬里作为反应堆厂房预应力钢筋混凝土安全壳的重要组成部分，与预应力混凝土结构共同组成核反应堆的第三道安全屏障。其功能主要是在正常运行期间为反应堆堆芯和冷却剂系统提供屏障，控制周围环境对安全壳内部设施的影响,当发生事故时，用于包容气载放射性的释放物，阻止外泄。其分为钢衬里底板部分、筒体部分及穹顶三大部分。钢衬里外观呈圆柱形，直径 46.8m，高 77.93m，由 6mm 厚特制 Q265HR 钢板、外侧加强型钢背肋、锚固钉焊接而成的密封容器结构，且其中又包含 45 个环吊牛腿、194 个贯穿件、3 个大型闸门套筒、1054 个锚固件等附属构件，其制作、安装难度大且精度要求高。钢衬里属于核安全 2 级设备，质保等级 QA1 级，抗震类别Ⅰ类，连接以焊接为主，设计要求采用的钢板弹性性能好，并具备较高的可焊性。整个钢衬里对密封性有严格的要求。特别是焊缝质量要经过目视检测（VT）、渗透检测（PT）、真空盒检漏（LT）、射线检测（RT）的检验。安全壳钢衬里施工位于关键路线上，且与土建交叉施工，管理难度大，前期策划要求高、过程实施工作强度大，通过采用三维模拟信息技术、辅助胎具、制定合理的焊接工艺顺序、变形工装、有限元分析技术、设备改造等技术措施，确保钢衬里制作、安装工作顺利开展，提高工作效率，保证施工安全，确保施工进度。 “华龙一号”钢衬里施工关键技术适应我国自主研发的三代压水堆核电技术建设需求，形成多项专利、施工工法等科技成果，综合考虑了施工进度、质量、安全等方面因素，实践证明在“华龙一号”钢衬里施工关键技术在核电建设施行业具有较高的创新性、先进行和使用性，对“华龙一号”新型压水堆核电技术的推广和应用具有指导意义，福清 5、6 号机组钢衬里施工已充分验证关键技术的实施效果，随着我国核电技术的发展，“华龙一号”钢衬里施工关键技术在核电建设中具有广阔的应用前景。

福建福清核电项目为国家重点工程，一次规划、分期建设6台百万千瓦压水堆核电机组，总投资约900亿元。其中1-3号机组已分别于2014年11月、2015年10月、2016年10月建成投产，4号机组预计将于2017年11月建成投产。5、6号机组采用了我国具有完全自主知识产权的第三代核电技术“华龙一号”，其技术的先进性、安全性、经济性等与美国的AP1000、法国的EPR技术相媲美。2015年4月15日，国务院常务委员审议核准福清核电5、6号机组采用中国自主研发的三代核电机组——“华龙一号”技术，并作为示范工程进行建设。2015年5月7日，华龙一号示范工程全球首堆福清核电5号机组正式开工建设。两台机组国产化比例不低于85%，首堆工程建设总工期按62个月控制。核电首堆工程建设难度大，基本都面临目标工期延误甚至延误很大的问题，福清核电有限公司作为华龙一号示范工程建设的业主单位（以下简称业主公司），通过福清1-4号机组的建设积累了大量进度管控和项目管理经验，在此基础上，对华龙一号首堆示范工程建设管理创新性地提出了业主负责下的总承包管理模式，业主公司和工程公司在工程建设管理中双方明确合同职责，在项目管理上优势互补，形成合力、共担风险。开工两年多来，福清核电5、6号机组所有里程碑节点均提前或按期完成，2017年5月25日，5号机组钢穹顶整体吊装成功，首堆工程土建阶段以24.5个月工期（提前目标工期0.5个月）创造了当前国际上三代核电首堆施工建设史上的奇迹。从而也验证了前期业主公司在进度管控体系创新和方法实践的有效性，为“华龙一号”走出去树立了信心，为国内后续批量化建设起到了推动作用，更为项目创造了实实在在的经济效益。

“华龙一号”是由我国自主研发的第三代百万千瓦级压水堆核电技术，已成为中国制造的“新名片”，核电“走出去”离不开中国核电制造装备产业链， 中广核工程公司总结 CPR1000 项目质量国际标杆建设和安全评价的成功经验，深入分析国内核电装备制造业质量管理、核安全文化建设的基础和提升难点，开发了一套核电设备产业链评估机制，持续提升质量管理和核安全文化建设水平，夯实“中国制造”基础，最终实现带动整个产业链“走出去”的战略目标。 质量管理体系在于解决人们应该怎么做的问题，但无法充分解决如何使人们那么做的问题。而核安全文化的核心则是通过使人形成“安全第一、质量第一”的态度和特性，并自发约束和规范个人的行为，解决如何使员工按照规定执行的问题。核电设备产业链评估机制，包括质量管理评估和核安全文化评估两套标准，两者相互补充，充分融合，从体系管理到核安全文化意识，实现对设备产业链供应商的全方位评估和推进提升。 通过建立和实施核电设备产业链评估机制，为工程公司在建核电项目顺利推进提供了保障，自身的质量管理水平得到大幅提升，全面掌握了核电设备产业链整体发展状况，取得了良好的效果。建立了一套设备产业链评估标准，在产业链形成争当标杆的良好学习氛围，为“走出去”

巴基斯坦是一个以宗教信仰为本，信奉人命自有天定、传统习俗根深蒂固的国家；作为“一带一路”长廊上重要国家，由于经济发展水平有限，居民收入普遍较低，国民教育水平落后，教育普及率低，轻视安全生产；巴工常年身着长袍、穿拖鞋是极具巴基斯坦民族特色的标志之一，然而这一民族习性却给安全带来巨大隐患，长袍不仅不便开展施工作业，且极易被钢筋、模板钩挂，轻则发生剐伤、蹭伤，重则导致机械伤害、高空坠落等严重事故。种种原因导致巴基斯坦国民整体安全生产意识淡薄，其自建项目安全生产事故频发，增强其国民安全生产意识，提高安全生产技能迫在眉睫。 “华龙一号”海外首堆核电工程K-2/K-3项目作为“一带一路”倡议及“中巴经济走廊”国际合作背景下重点建设项目，项目巴籍员工达1.5万人，中方员工达六千人，属于中国在巴基斯坦投资额最大的项目。保证项目安全生产和参建员工生命安全必须始终放在首位，任何安全事故或闪失将可能导致国际舆情对我国“一带一路”倡议和“中巴经济走廊”国际合作项目造成恶劣的影响。因此，确保“华龙一号”海外首堆核电工程K-2/K-3项目安全顺利推进，坚决杜绝安全生产事故的发生，提高属地员工安全意识，增强其安全技能和本领，培养更多的巴国安全管理技术人才，因地制宜，总结出一套符合巴基斯坦当地员工有效的安全管理经验，打造具有中资企业特色的海外工程安全管理模式，形成一套适合巴国国情的安全生产管理理念和管理方法势在必行。 中国中原K-2/K-3项目部始终坚持安全生产是项目发展的重要保障，安全是在生产中必须坚守的底线，是项目规范化管理的重要体现，也是企业文化建设的重要组成部分。为持续提升项目HSE管理水平，安全保卫部根据项目实际情况，充分借鉴国内外同业单位先进的HSE管理经验，不断完善HSE管理体系，挖掘HSE管理要素，推动国家法律法规、集团公司及中国中原公司的各项HSE管理要求全面落地。截止到2020年4月30日，中国中原K-2/K-3项目部已实现自开工以来安全生产无事故2605天。安全卓越绩效的取得来之不易，为总结在安全管理方面行之有效的经验和措施，中国中原K-2/K-3项目安全保卫部组织编制了《海外华龙项目HSE管理十大举措创新实践》管理创新成果，涵盖K-2/K-3项目部自开工以来在安全管理方面的精髓，主要包括本质安全、安全创新及良好实践、安全培训、安全红线、行动项管理及安全文化等十个方面的内容。本成果可作为K-2/K-3项目各参建单位相互学习和借鉴的素材，亦可供其他核电建设项目参考借鉴、推广使用。

人员闸门属于核安全二级设备，由于结构复杂，机构运动逻辑性和关联性强，承压密封要求高，属于故障多发的大型复杂机电一体化设备。由于不具备设计能力，以往项目上，公司均委托外部单位开展设备设计及供货。这种采购模式存在周期长、成本高、技术受制于人等弊端。在华龙一号示范项目上，为实现核心技术掌控、达到降本增效目的，为华龙一号“走出去”奠定基础，公司成立联合研发小组，首次按照“自主设计+国内制造”模式开展人员闸门自主研发。 采用 FMEA 故障模式及影响分析方法，针对人员闸门机械结构进行了故障模式分析和影响程度分级评定，识别出人员闸门承压筒体、密封结构、顶升机构等薄弱环节，借助 ANSYS 有限元分析软件和 ADAMS 动力学仿真软件对其进行了模拟仿真和优化，确保人员闸门在严重事故叠加安全停堆地震下满足 RCC-M 评定要求。同时，采用先进的三维集成设计技术，建立人员闸门数字样机，对传动系统与承压部件间的装配关系、静态和动态接口匹配性、设备引入与安装方案的可行性进行了三维模拟验证，使人员闸门操作的安全性、可靠性、承压密封能力、抗震能力等关键技术指标均达到了国际先进水平。人员闸门自主研发的成功实施，打破了国外技术垄断，提高了核电关键设备国产化比例；提升了闸门作为第三道安全屏障的密封性能，消除了放射性物质外泄风险；培养了一支具备独立开展大型复杂机电设备设计队伍，树立了闸门自主设计品牌；促进了核心技术掌控，提高了行业影响力和竞争力，增强了公众信心。

4月20日召开的国务院常务会议核准浙江三门、山东海阳、广东陆丰3个核电新建机组项目。其中，中核集团浙江三门核电二期、国家电投山东海阳核电二期项目均采用国产化CAP1000技术，中广核广东陆丰核电项目采用华龙一号技术，两种技术均为三代压水堆核电技术。至此，我国依然保持核准及在建核电机组20台以上的规模，稳居世界首位，产业复苏势头明显。