中国核电“双龙出海”

全球首堆中核集团福清核电5号机组。全球首堆、中核集团福清核电5号机组日前完成装料。这使得我国医用同位素产业走向国际市场。

9月4日，“华龙一号”全球首堆中核集团福清核电5号机组，第1组燃料组件顺利入堆。

位于福建省福清市的“华龙一号”全球首堆、中核集团福清核电5号机组日前完成装料，向并网发电、投入商用迈出了坚实一步。9月2日，国务院常务会议核准海南昌江核电二期工程和浙江三澳核电一期工程，并核准采用“华龙一号”技术。

“华龙一号”是中国核工业人用创新铸就的国之重器，已成为走向世界的“中国名片”之一。

近日，记者来到“华龙一号”的研发地——中国核动力研究设计院采访时了解到，“华龙一号”“玲龙一号”的核电“双龙出海”格局已经形成，核医学技术应用正在走向产业化，我国核工业正向高质量发展稳步推进。

华龙一号：开启核电智能建造新时代

很少有人知道，“华龙一号”的诞生地其实是在距离全球首堆福清核电2000多公里外的一处深山里。在代号为909的基地，研发人员创造性地提出“177堆芯”的概念。这种在国外通用的157组堆芯基础上每边增加5组元件的设计，构成了“华龙一号”区别于国外技术的最主要特点，使得堆芯换料周期由通常的12个月延长至18个月，将电厂可利用率提高至90%以上。

经过20多年的不断探索，“177堆芯”从概念成为现实。从2015年5月全球首堆落地福清，到2015年8月巴基斯坦卡拉奇海外项目开工建设，再到2019年10月漳州核电开启批量化建设，中国核电人在独立自主的基础上，不断地继承、优化与创新。

中核集团“华龙一号”总设计师、中国核电工程有限公司总工程师邢继介绍，海内外建造的“华龙一号”机组，都非常注重经验反馈，连相继开工建设的福清核电5号、6号机组之间也是如此。

从这两台机组的外观上就可以明显感觉到，5号机组的核岛为圆筒形，而6号机组的圆筒外多了三角形斜面，作为外挂水箱的钢结构支撑梁。这一变化，直接可以免除耗时2个多月搭建脚手架的环节，进一步保障了施工安全。

如果说“华龙一号”全球首堆是从无到有，那么漳州核电则是从有到优。

9月初的漳州，仍旧酷热难耐。漳州核电建设现场人流穿梭，但相较于同期福清核电5号机组工程现场上万人的繁忙景象，漳州核电建设现场作业人员数量进一步压减。

对此，中国核建工作人员吴敏介绍，这主要是因为漳州项目在总平面布置阶段就开展智能化、自动化探索与改造设计，钢筋加工实现了自动化，埋件加工实现了机器人作业，许多作业在车间完成。

激光切割、自动弯曲机、爬行机器人……在漳州核电的建设现场，这些智能装备被大量使用。据了解，智能设备的使用，提高了大型钢构件制作安装的自动化程度和效率，提升了产品质量稳定性，精度可达到0.5毫米，效率提高至少2倍。

相对全球首堆福清核电，漳州项目非常突出的特点就是大量应用高效工机具。吴敏说，从安全壳钢衬里到预埋件钢筋、不锈钢水池覆面以及埋件生产线，自动化范围、自动化程度稳步提升，综合应用占比约达30%，局部核心产品如安全壳钢衬里、大型套筒和不锈钢水池覆面的模块化拼装到现场安装，实现全面植入应用。

“漳州核电在智能化、自动化方面投入较大，这是一个好现象，既能保证质量，提高效率，也能降低作业风险，真正开启核电智建新时代。”中核国电漳州能源有限公司总经理宋丰伟表示。

如今，“华龙一号”捷报频传。在全球首堆福清核电5号机组完成装料的同时，9月5日，位于巴基斯坦卡拉奇的“华龙一号”海外首堆卡拉奇核电K2机组完成热试。此外，K3机组也已完成外穹顶吊装。

工作人员告诉记者，一座“华龙一号”机组包含5万多台套设备，涉及设备供应商5300多家。未来的批量化建设将充分发挥规模效应、集成效应，推动国内高端装备制造业的整体转型升级。

玲龙一号：具有更高安全性更短建造周期

除了全球领先的大型三代核电技术“华龙一号”，研发具有更高安全性、适宜经济性、更短建造周期的模块小型堆也是中核集团的主攻方向，它有一个与其特点相贴切的名字——“玲龙一号”。

“玲龙一号”将蒸汽发生器、反应堆、主泵、主管道等集合为一体，能够在工厂内模块化制造，整体运输到现场快速安装，可以通过批量化和快速建造，来实现规模经济效益。

“自主创新研制多用途的模块化小型堆‘玲龙一号’热功率385兆瓦，电功率125兆瓦，与‘华龙一号’这样的1000兆瓦大型堆互补。虽然其功率规模较小，但初始投资相对要少，建造周期更短，选址条件更简化，运行也比较灵活，对周边配套设施的要求相对更低。”中核集团“玲龙一号”总设计师宋丹戎表示。

“为偏远地域供电、为城市供热、为工业供汽、为沿海缺水城市海水淡化……”在中国核动力研究设计院，记者看到，“玲龙一号”在功能上较大型核电堆更为丰富，除了核能发电，还可根据用户负荷需求，灵活组合规模，滚动开发建设，有效降低了模块式小型堆的投资成本，确保了经济效益。

宋丹戎举例说，在北方很多地区，两个“玲龙一号”正好能替代一个200兆瓦左右的供热火电站。此外，还可应用于中小电网和区域电网，虽然这在国内需求量可能不大，但在美英等国或者中东、非洲国家，以及领土、人口较少的中小国家，“玲龙一号”具有较强的市场优势。

从“华龙一号”到“玲龙一号”，中国核电“双龙出海”格局正在形成。

不止如此，“玲龙一号”在现有成熟压水堆核电技术基础上，采用“一体化”反应堆设计和“非能动”安全系统，其安全性能达到第三代核能系统技术水平。国际原子能机构审查认为，“玲龙一号”是个创新的小型压水堆设计，采用的“固有安全+非能动”的安全设计，能够处理极端环境条件和多种故障，达到国际和国内先进水平。

这样的优势为“玲龙一号”的建设带来更多便利。“应用推广可以满足不同领域、用户能源需求，对我国经济可持续发展具有重要意义。”中核集团“玲龙一号”副总设计师秦忠介绍。

2019年7月18日，中核集团宣布启动我国多功能模块化小型堆（玲龙一号）示范工程。“该示范工程是商业性示范工程，用以验证设计、制造、建造和运行技术，积累小型核电站的宝贵经验，在未来能源市场上作为其它能源以及大型核电站的有力补充，逐步开辟小型反应堆的商用市场。”秦忠说。

核技术应用：解决核医学发展的卡脖子问题

“别看这小小一瓶溶液，却是我国首个用于类风湿关节炎临床治疗的核素药物。”在中国核动力研究设计院孵化出的云克药业，记者了解到，这里生产出的“云克”注射液，对类风湿性关节炎总有效率达85%以上，可以减轻数百万患者的病痛。

医用同位素是多种癌症、疑难病症的特效治疗药物。据了解，我国堆照医用同位素市场上，钼-99、碘-125、镥-177等用量大的医用同位素全部依赖进口，碘-131等少部分同位素实现国产化，但无法满足国内医疗市场需求。

未来几年，全球医用同位素的主要生产堆面临退役，医用同位素产能将大幅萎缩，全世界同位素供应将面临紧张局面。这使得我国医用同位素产业走向国际市场，占领科研产业高地迎来机遇期和窗口期。

“核技术应用是‘健康中国’的推进器。”中核集团党组书记、董事长余剑锋表示，中核集团正全力进军核技术应用领域，以服务健康中国和精准医疗战略为使命，彻底解决我国核医学发展严重依赖进口的“卡脖子”问题，打造我国“医用同位素及药物”新的国家名片。

锶-89核素是氯化锶注射液的主要原料，该药品对于治疗前列腺癌和乳腺癌骨转移痛有着疗效好、毒性轻等特点。国内锶-89年需求量达50居里，在今年以前，锶-89原料完全依赖国外进口，市场供应不稳定，严重受制于人。

为实现生产国产化，打破国外的技术垄断，中核集团利用丰富的堆照资源，研发团队以新技术、新工艺开展包括锶-89在内的急需医用同位素生产技术研发工作。

“今年4月，首批国产锶-89正式交付，并经专家验证相关指标达到国际先进水平。本次产品交货意味着我国在该领域成功打通了研发、堆运行、辐照、产品生产全流程关键技术，解决了医用同位素严重依赖进口、核心原料‘卡脖子’的困境，正式具备氯化锶供货能力。”中国核动力研究设计院院长助理姚维华表示。

除了药物，核医学还涉及前沿医疗装置和医疗手段。利用质子束治疗癌症是目前最先进的医学手段，质子射线在轰击癌细胞的过程中能最大限度保护人体正常组织。“如深水炸弹一般，到达一定深度接近目标时进行定点爆破，能够精准杀敌。”姚维华说，但是，由于整套设备的核心技术此前全部为国外引进，接受质子束治疗的患者往往要承担很高的费用。

经过多年攻关，中核集团自主研制成功100兆电子伏特质子回旋加速器，使中国成为拥有新一代放射性核束加速器的国家。2018年9月，中核集团首个质子治疗示范工程项目在天津滨海正式开工建设，计划于2021年具备临床试验条件。建成后，将对头颈部肿瘤、前列腺癌、乳腺癌、肝癌、肺癌、儿童肿瘤等恶性肿瘤的治疗起到有效作用，同时可以降低医疗成本、减轻病患者负担，具有显著的社会效益。

“解决医学‘卡脖子’难题，实现自主化、国产化的最终目的，是让普通老百姓能从中获益。”中核集团相关负责人在采访结束时表示。（本报记者 薛鹏 姜永斌）