秦山核電站20年運營實錄：中國核電安全標準高起點誕生
在日本福島核電事故發(fā)生9個月之后，2011年12月15日，中國首個核電站——秦山核電站迎來了其安全運行20周年的日子。
1991年的12月15日凌晨零點14分，在上海以南115公里的浙江海鹽縣，秦山核電站并網(wǎng)發(fā)電，結(jié)束了中國大陸無核電的歷史。
秦山核電站的并網(wǎng)，標志著中國核工業(yè)軍轉(zhuǎn)民、和平利用核能的實現(xiàn)，也使中國成為繼美、英、法、蘇聯(lián)、加拿大、瑞典之后世界上第7個能夠自行設(shè)計、建造核電站的國家。
秦山核電站是中國自行設(shè)計、建造和運營管理的第一座30萬千瓦壓水堆核電站。該反應(yīng)堆是在國際核電技術(shù)對華封鎖的大背景下，由當時的728院即現(xiàn)在的國家核電技術(shù)公司旗下的上海核工程研究設(shè)計院負責(zé)設(shè)計的，其設(shè)備主要由上海的裝備制造企業(yè)提供，被核電業(yè)內(nèi)視為“自力更生、大力協(xié)作”的典范。
目前，秦山核電站運行性能指標多項達到世界商用核電站中值水平，部分指標達到世界先進水平。
據(jù)介紹，20年來，秦山核電站沒有發(fā)生任何核安全事故，沒有發(fā)生任何對環(huán)境產(chǎn)生影響的事件，各項環(huán)境輻射監(jiān)測指標保持在天然本底水平。
艱難的起步
上海核工程研究設(shè)計院院長鄭明光稱，到2011年10月底，秦山核電站已累計發(fā)電405億千瓦時（度），相當于少消耗標準煤1600多萬噸，減排二氧化碳約4000萬噸，減排二氧化硫約120萬噸，上交稅費20億元。其運行安全指標（SPI）達到了世界先進水平。
“截至2010年年底，在世界核電運營者協(xié)會9類11項性能評定指標中，在全球400多個核反應(yīng)堆中，秦山核電站有10項超過世界中值，其中7項進入世界先進值行列。”鄭明光稱，作為自主設(shè)計、建造的中國第一個核電站能夠取得如此成績，是相當不容易的。
據(jù)上海核電辦副主任劉偉瑞介紹，秦山核電站1991年底并網(wǎng)發(fā)電，正好可以劃分出中國核電產(chǎn)業(yè)的兩個二十年。
前一個二十年的起始點，是1970年2月8日，在周恩來總理同意上海籌建核電站的請求后，上海市革命委員會決定由市科技組副組長負責(zé)具體籌建工作，于是組建了728工程設(shè)計隊，以及上海市728工程領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室，也就是上海市核電辦公室的前身。
經(jīng)過前20年的堆芯方案論證、廠址選擇、科研試驗、工程建設(shè)，秦山核電站終于并網(wǎng)發(fā)電，并在此后迎來了中國核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第二個二十年。
“1970年的2月8日，上海市科技組、工教組、文教組宣布自即日起，下達728科研任務(wù)，共377項，涉及69個單位，投入上海市科研費用600余萬元。同年12月15日，周恩來總理主持中央專委會會議，第一次聽取上海728核電站熔鹽堆方案匯報，稱核電站建設(shè)要按照安全、適用、經(jīng)濟、自力更生原則進行。”
當時的秦山核電站初步選址并不在秦山。劉偉瑞稱，1971年9月9日，周恩來主持中央專委會，第二次聽取上海匯報，原則上同意2.5萬千瓦的熔鹽堆，廠址選在安徽省。
1974年3月31日，周恩來主持中央專委會，第三次聽取上海匯報，審查728工程建設(shè)方案及工程設(shè)計任務(wù)書，同意728工程改為30萬千瓦壓水堆方案。至此，秦山確定了其裝機容量。
1980年4月15日，上海市728工程設(shè)備工作會議在友誼電影院舉行，上海市167個單位、900余人出席會議。同年，國家經(jīng)委下達文件，確定廠址定在浙江省海鹽縣秦山。
國家工程設(shè)計大師、上海核工院院長顧問耿其瑞，也就是當時秦山核電站的主要設(shè)計者回憶道，“在潛水艇中，中國采用核動力有了一段時間，但核電站還是頭一回。在核電站快要建成的時候，包括中央的高層領(lǐng)導(dǎo)都在說，到底能不能發(fā)電？所以這是非常不容易的，懷疑態(tài)度非常多。”
1982年，秦山的命運出現(xiàn)了反復(fù)。耿其瑞稱，“（當年）10月份，中央政府已經(jīng)確定在大亞灣引進法國人的核電機組，認為30萬千瓦機組落伍，定了一個基調(diào)，就是核反應(yīng)堆要30萬千瓦起，這就是說30萬（千瓦）不搞了。”
據(jù)一位專家透露，秦山能夠上馬，還要感謝當時中央正確的領(lǐng)導(dǎo)，“曾經(jīng)幾次要‘槍斃’、‘翻船’，但最后還是一次一次過來了。”
核電大協(xié)作
確定上馬后，在1983年3月16日，上海市政府召開728工程干部會議，當時的市長汪道涵動員58個相關(guān)單位、120名代表出席會議。
國家核電技術(shù)公司專家委員會委員、原國家核安全局常務(wù)副局長兼總工程師林誠格回憶道，“秦山核電站的成功得益于大力協(xié)同，不但是一個工程經(jīng)過了檢驗，更重要的是提起了中國人的信心，在技術(shù)完全被封鎖之后，實現(xiàn)了零的突破，不但建成了一個電站，還培養(yǎng)了一支隊伍。這支隊伍不僅是設(shè)計方面的，還包括建造、管理、設(shè)備方面的。”
據(jù)參與秦山核電工程的專家回憶，當時作為主體設(shè)計院的728院的設(shè)計、技術(shù)人員，基本是常駐各個設(shè)備制造企業(yè)，交流各項技術(shù)工作。
上海第一機床廠有限公司執(zhí)行董事孫忠飛稱，由于是從無到有，很多的事情大家都在摸索，都是在728院的指導(dǎo)下完成的，“比如怎么做到這么大的零部件在焊接好了之后，依舊保持精度，這給我們帶來很大的提高。憑借當年參加秦山30萬千瓦核電站的經(jīng)驗，在后來此類堆型的相關(guān)部件上，我們能夠做到全程連續(xù)。作為秦山的參與者，那段經(jīng)歷為上海第一機床廠的核電設(shè)備國產(chǎn)化打下了良好的基礎(chǔ)。”
在整個過程中，上海共有180多家單位參與了秦山核電站的建設(shè)，提供了約50%的國產(chǎn)化設(shè)備。當時秦山的設(shè)備國產(chǎn)化率在70%左右，而上海占了這70%中的70%。
1989年4月15日，時任上海市市長朱镕基視察上海第一機床廠，并參加上海秦山30萬千瓦反應(yīng)堆堆內(nèi)構(gòu)件的國家級驗收。
一位當年參與驗收的專家稱，“當時朱镕基本應(yīng)該去參加上海市政協(xié)的會議，但是他對那邊請了一個假，來參加機床廠的驗收、鑒定會。他在會上講，上海一些老工人能制造出這么好的設(shè)備出來，不容易，上海的老工人很偉大，對秦山方方面面，包括設(shè)備問題都作出了貢獻。”
秦山得以安全運行，核安全監(jiān)管部門的協(xié)作也發(fā)揮了巨大的作用。耿其瑞稱，“在秦山項目上，設(shè)計研究院、設(shè)備廠、建設(shè)公司，這幾個方面的人的合作是非常融洽的。核安全局也起到了非常大的作用，而不是一種對立的關(guān)系。在追溯審查的時候，我的態(tài)度，就是實事求是。你現(xiàn)在能查出哪些問題，我能夠解決的，盡量解決；不能做的，以后再采取補救措施，包括震動檢測等。”
“我想打開歷史塵封的一角，緬懷一個已經(jīng)故去的核工程專家——當時第二機械工業(yè)部副部長兼科技委主任姜圣階。他被任命為1984年10月份成立的國家核安全局第一任局長，這時他還兼著科技委主任。他的功績就是，把國際上最先進的審評體系和標準引入到了中國，并用在了秦山核電站。”
這在當時是一個非常大膽的決定。姜圣階首先提出了對秦山從1985年的建造過程中進行追溯性審評，組織了100多人的隊伍，進行了為期三年多的、徹底的技術(shù)上的審查。審查的標準就是美國核管會非常具體的規(guī)范，使用的是RG1.70的安全分析報告。這是姜圣階堅決要求使用這一中國之前從未使用過的美國安全分析報告。這個報告使得整個設(shè)計提高了一大截，徹底與國際接上了軌道。現(xiàn)在中國所有建造中的核電站在安全報告上依舊沿用這種格式和模型。這個安全分析報告在內(nèi)容上數(shù)量巨大，有19個分冊。當時國家核安全局還沒有自己的隊伍，所有人均來自中國核工業(yè)集團。這開創(chuàng)了中國之后所有核電站的安全規(guī)范。
“這為中國核電運行20年的安全奠定了基礎(chǔ)，也為未來的國家核安全局奠定了基礎(chǔ)。”林誠格如是稱。
啃下T4“硬骨頭”
秦山核電站并網(wǎng)運行之后并非一帆風(fēng)順，此后的運行則考驗著中國核電人的運營能力。
1992年8月，秦山核電廠安全殼內(nèi)N16探測器報警。此時，反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)不可識別的泄漏量約為0.6m3/小時，相當于10升/分 。運行規(guī)格書規(guī)定：運行時，反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)允許的不可識別泄漏量為≤3.8升/分。
據(jù)當時的專家會議，核電廠發(fā)生了這個事件之后馬上停堆檢查，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)安全殼內(nèi)主設(shè)備安裝平面的地面上有水跡和硼酸結(jié)晶，為反應(yīng)堆冷卻劑，其來源為反應(yīng)堆壓力容器頂蓋上有4組控制棒驅(qū)動機構(gòu)在下密封環(huán)焊附近有滲漏，這就是在核工業(yè)界引起廣泛影響的“T4”問題。這是中國核電廠首次出現(xiàn)的反應(yīng)堆承壓邊界部件破損事件，當時由于控制棒驅(qū)動機構(gòu)這一重要部件的資料、數(shù)據(jù)缺乏，設(shè)備制造工藝能力不足等原因，事故處理存在極大的困難。
當時專家們對滲漏的原因有不同的判斷，一種只是建議在控制棒驅(qū)動機構(gòu)下密封環(huán)附近滲漏處采用焊接方式堵漏，即接縫處增加一條環(huán)形焊縫，修復(fù)后核電廠可繼續(xù)運行。還有一種意見認為是控制棒驅(qū)動機構(gòu)的耐壓殼（密封殼）破裂，使反應(yīng)堆冷卻劑泄漏到控制棒驅(qū)動機構(gòu)下密封環(huán)附近滲出。在核工業(yè)部的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，上海核工院的專家組根據(jù)多年的技術(shù)經(jīng)驗以及對控制棒驅(qū)動機構(gòu)的深入研究傾向于后者。為尋找損壞的根本原因，在該院的建議和堅持下，核電廠營運單位對全部37組控制棒驅(qū)動機構(gòu)進行了拆檢，拆檢后發(fā)現(xiàn)4組控制棒驅(qū)動機構(gòu)的耐壓殼同一部位存在環(huán)向穿透性裂紋，與之前的判斷相符合。
在之后的一年時間內(nèi)，上海核工院又先后組織了5項試驗和3項分析工作，編寫了有關(guān)試驗、計算和論證報告共計26篇，為控制棒驅(qū)動機構(gòu)改進設(shè)計、制造提供了嚴格的科學(xué)依據(jù)。通過試制的模擬件的應(yīng)力、疲勞、斷裂、腐蝕等方面詳細的試驗和計算，論證了新設(shè)計的設(shè)備能應(yīng)對壽期內(nèi)各種載荷。最終，在各方的努力和配合下，啃下了“T4”這塊“硬骨頭”，并順利通過了國家核安全局的安全評審。
除了T4外，T6也極大地考驗了中國的核電技術(shù)。秦山核電有限公司副總經(jīng)理馬明澤是中國大陸第一批35個核電反應(yīng)堆操縱員之一，到現(xiàn)在他還在主管生產(chǎn)。
“1998年第四次換料檢修，我們遭遇了T6，整個電廠停了430天。我從運行走到前臺，也就是T6那個時候，我是公司的第一屆計劃經(jīng)理，參與到了公司換料檢修項目組里面。”馬明澤稱，“結(jié)果第一次就遇到了這么個事，不過這430天里面我們沒有一天是休息的。國家核安全局，我也不停地在跑。”
馬明澤稱，T6以后，電廠在技術(shù)改造方面的投入開始變大，管理的改進交流也在加強。特別是跟國外，“我們敞開國門，跟他們虛心學(xué)習(xí)，對內(nèi)我們苦練內(nèi)功。此后，我們的最近幾個換料循環(huán)都是不錯的。T6之前我們有一個連續(xù)運行188天，2002年之后，6、7、8這三個循環(huán)，從一開始的331天，到我們第九個循環(huán)，469天。這個469天，我們是全循環(huán)，全功率運行，中間沒有一次停堆，一次檢修。這說明我們的機組還是設(shè)計得很好的。”
奠定核電工業(yè)基礎(chǔ)
秦山項目完成后，728院繼續(xù)發(fā)揮著其在設(shè)計領(lǐng)域的優(yōu)勢，并將秦山30萬千瓦堆型出口到了海外。
鄭明光稱，“728院完成我國第一個出口核電站巴基斯坦恰希瑪（C1）及其后續(xù)項目的研究設(shè)計。這是在秦山一期基礎(chǔ)上的再設(shè)計、再創(chuàng)新，是提升能力、走向國際的項目，也是當時中國最大的綜合性、高技術(shù)出口項目，被譽為‘南南合作的典范’。”
劉偉瑞稱，上海核電產(chǎn)業(yè)從728工程起步，并在此后的20年得到了大發(fā)展，成為中國核電產(chǎn)業(yè)的重要基地，已經(jīng)建立起核電科研、工程設(shè)計、系統(tǒng)集成、設(shè)備成套、電站運行服務(wù)、測試認證標準認定等各條核電產(chǎn)業(yè)鏈。近幾年，僅設(shè)備制造企業(yè)承接的合同便超過了600億元。其中29家單位，取得國家核安全局頒發(fā)的設(shè)計、制造、安裝等許可證48張。并為國內(nèi)幾乎所有的核電項目提供設(shè)備和服務(wù)。
上海電氣集團副總裁呂亞臣稱，“在秦山一期的時候，我們參與的設(shè)備很多，在大家的合作下，我們攻克出了最早的一套核設(shè)備。壓力容器、蒸汽發(fā)生器還有汽輪機、發(fā)電機，這些都是大家一起參加研發(fā)的。”目前，在核電裝備制造業(yè)中，已形成了以上海電氣為主的，臨港重裝備的制造基地、閔行熱加工制造基地和寶山的核電材料基地。
從30萬千瓦，到百萬，從二代到三代，從壓水堆到快堆、高溫氣冷堆等等，秦山都是起點。
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