作為十六個國家科技重大專項之一，大型先進壓水堆及高溫氣冷堆核電站專項與大型飛機、載人航天與探月等工程一起，承擔著以科技發(fā)展的局部躍升帶動生產力跨越發(fā)展，并填補國家戰(zhàn)略空白的重大使命，是我國科技發(fā)展的重中之重。其中，高溫氣冷堆示范工程的目標，是建設一座20萬千瓦的模塊式高溫氣冷堆核電站，為我國發(fā)展第四代核電技術奠定基礎。
位于山東榮成的高溫氣冷堆示范工程于2012年12月開建，由華能集團（以下簡稱“華能”）旗下華能山東石島灣核電有限公司負責建設與運營。該工程采用我國自主研發(fā)的高溫氣冷堆技術，被行業(yè)公認為是全球首個將四代核電技術特征商業(yè)化的示范項目。今年7月，工程進入全面調試階段，距并網(wǎng)發(fā)電僅有“最后一公里”。
高溫氣冷堆示范工程不僅是我國核電自主創(chuàng)新的重大標志性工程，也是華能主導落地的首個核電項目，涉及面廣、要求高、難度大。對此，華能集團黨組書記、董事長舒印彪8月28在該集團主辦的“華能石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程現(xiàn)場報告暨研討會”上坦言：“在示范工程最后沖刺期，華能將切實履行業(yè)主主體責任，舉全集團之力推進示范工程建設，加快關鍵核心領域‘卡脖子’技術攻關，全力打造以標準、專利為核心的完整自主知識產權體系，加快商業(yè)化推廣應用，搶占第四代核電技術競爭的制高點。同時，一體推進石島灣核電基地開發(fā)建設，全力打造千萬千瓦級三大核電基地?！?
舒印彪全程主持了當天下午的研討會，這是他掌舵華能20個月來第二次邀請能源動力領域的院士共商華能核電發(fā)展。14位院士及核能行業(yè)專家參加會議，并圍繞示范工程調試、經濟性和推廣應用提出了建議。
攻堅調試——
2021年首次并網(wǎng)發(fā)電
進入調試階段，意味著高溫氣冷堆示范工程已安裝就位的部件和系統(tǒng)將進行各種無核和帶核反應試驗，土建安裝質量、核電廠構筑物、系統(tǒng)和設備性能是否達到正常和事故工況下設計要求，都將接受全面“體檢”，因此工程完成度和建造質量至關重要。
報告會上，華能副總工程師、華能核電公司執(zhí)行董事張濤介紹，目前示范項目一回路核心反應堆系統(tǒng)已安裝完成，并形成整個回路；30%的系統(tǒng)已完成調試并投入運行，具備全面調試的基礎條件；90%的系統(tǒng)已完成安裝并移交調試生產，具備系統(tǒng)聯(lián)動調試條件?！翱傮w看，核島、常規(guī)島，包括BOP的土建已基本完成，整個安裝進度達到98%以上?！?
張濤介紹，按計劃，高溫氣冷堆示范工程將于今年下半年實現(xiàn)冷試和熱試明年實現(xiàn)反應堆首次裝料、臨界和并網(wǎng)發(fā)電?！澳壳?，整個生產準備持有操縱員執(zhí)照65人，能夠保證整個生產體系正常運轉?！?
作為技術原創(chuàng)方，清華大學研發(fā)團隊親歷了這項技術從實驗堆走向工程示范的全過程。對于并網(wǎng)前的攻堅，清華大學黨委書記陳旭表示，要清醒認識到世界首堆在調試過程中可能會出現(xiàn)的問題，做好充分準備，全力克服困難。
對此，中國科學院院士王大中、中國工程院院士葉奇蓁表示贊同。葉奇蓁指出，根據(jù)以往經驗，首堆綜合調試相當困難?！耙驗闆]有可參考的過往經驗，另外包括設計、設備、施工等很多問題都會在綜合調試中暴露出來。所以，一定要認真編制每個調試大綱，同時對可能出現(xiàn)的故障做好預案?！?
協(xié)同創(chuàng)新——
設備國產化率達93.4%
高溫氣冷堆示范工程于2006年列入國家科技重大專項，彼時便明確了設備國產化率75%的目標。那么開工近八年后，這個目標是否完成？
據(jù)了解，示范工程核島設備大概有15000件，常規(guī)島設備12000件，首次使用設備2200余臺套，創(chuàng)新型設備660余臺套?！笆蠛诵脑O備和系統(tǒng)包括燃料元件、壓力容器、主氦風機、蒸汽發(fā)生器、堆內金屬構件、控制棒、吸收球、燃料裝卸系統(tǒng)、氦凈化系統(tǒng)以及乏燃料干式儲存等，進口設備主要涉及核級石墨、氦氣閥門和電磁軸承?！鼻迦A大學核研院院長、高溫氣冷堆專項總師張作義介紹。
“從設備制造國產化情況看，示范工程國產化率已達93.4%，遠超重大專項預設目標，是目前國產化率最高的核電項目。另外，氦氣閥門和電磁軸承國產化研究已取得基礎性進展，核級石墨國產化也在積極研究推進。”張濤稱。
高溫氣冷堆是創(chuàng)新型核電工程，其設備國產化率大幅躍升，關鍵得益于以企業(yè)為主體、市場為導向、產學研深度融合的技術創(chuàng)新體系。正如張作義此前所感慨，“如果沒有華能十幾年的支持，沒有各合作方的協(xié)同，這項技術走不到工程實施?！?
對于核電科技領域的持續(xù)創(chuàng)新，華能也提出了相應規(guī)劃，即通過“小核心、大協(xié)作”技術平臺，聯(lián)合高校、科研院所、制造廠以及設計院，形成核安全、項目開發(fā)建設和運營三大體系，以及管理和技術兩套標準，并力爭形成一批相應的國際標準?！拔磥砣A能核電科技創(chuàng)新要具備五種能力，即高溫堆綜合應用、火電廠址替代、核電廠智慧運行、建立項目建設四大管控平臺、形成核電集約化的技術支持平臺。”張濤解釋。
加碼布局——
鎖定三大核電基地
作為綜合性能源集團，華能近年來加快轉型步伐，持續(xù)發(fā)力清潔能源產業(yè)，目前清潔能源裝機占比達33.83%?！凹涌彀l(fā)展核電，打造重要的新興戰(zhàn)略產業(yè)，是推進華能轉型升級的重要方向和戰(zhàn)略選擇?！笔嬗”氡硎?，“十四五”期間，華能將全面開發(fā)建設石島灣、昌江、霞浦三大核電基地，核電產業(yè)進入規(guī)?；l(fā)展階段。
據(jù)了解，上述三大核電基地中，石島灣基地目前在建一臺高溫氣冷堆，四臺百萬級壓水堆電站正在積極推進；海南昌江基地兩臺百萬級壓水堆9月2日獲國家核準；福建霞浦基地已列入國家規(guī)劃。
對于中遠期發(fā)展，華能今年8月發(fā)布的《中國華能集團有限公司核電產業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃（2011-2035）》對高溫氣冷堆和壓水堆做出了相應安排。其中，高溫氣冷堆實現(xiàn)從優(yōu)化完善到提升發(fā)展和規(guī)模發(fā)展，并實現(xiàn)在中國內陸和海外市場的突破，同時在制氫、高溫化工、核能供熱、海水淡化、氦氣透平等領域實現(xiàn)多元化產業(yè)應用；壓水堆在三大核電基地建設基礎上，實現(xiàn)規(guī)模發(fā)展和高效發(fā)展，規(guī)劃在2035年達到兩個15%，即在國內核電新增裝機中占比15%，同時核電發(fā)電量在華能總發(fā)電量中占比15%。
針對高溫堆產業(yè)化，多位院士和核能行業(yè)專家建議，在建好示范工程基礎上，應集中力量開展以提高運行可靠性和經濟性為目標的技術完善和優(yōu)化，并明確技術市場定位，為多元化市場推廣打好基礎。
