▲“国和一号”
在我国核电事业发展迎来50周年之际，国家电力投资集团有限公司今天在沪发布我国三代核电自主化标志性成果——中国自主核电技术品牌、世界先进三代核电型号“国和一号”。这标志着该技术已完成研发，我国牢牢掌握了第三代非能动核电技术。
记者从主要研发平台上海核工程研究设计院有限公司了解到，“国和一号”能够为社会提供强大的电力。据了解，单台机组年发电量可达114亿千瓦时，可满足2280万居民的用电需求，每年可减少二氧化碳等温室气体排放超过900万吨。另外，“国和一号”核电机组设计寿命达60年，安全性能较二代核电机组提高100倍。
设备整体国产化率达90%以上
▲“国和一号”
“国和一号”的开发，集我国三代核电技术和产业创新之大成。其研发工作从2008年正式启动，历时12年科研攻关，477家单位、26000余名技术人员参与其中。依托自主研发、自主设计、自主制造、自主运维，推动我国核电行业和技术整体升级换代，实现从“二代”到“三代”的跨越。
上海核工程研究设计院有限公司以压水堆重大专项总设计师郑明光为代表的技术团队，对“国和一号”顶层设计方案进行了全局性创新，包括增加钢制安全壳的厚度和直径以扩大核岛空间，重新设计研制蒸汽发生器，大幅度优化主泵流量、主管道流通截面等，实现型号总体性能和效率的全面提升。2014年1月，“国和一号”初步设计通过国家能源局评审；2016年2月，通过我国史上范围最广、内容最深的联合安全审评；2016年4月，通过国际原子能机构通用安全审评，获得国际认可。目前，“国和一号”示范工程施工设计已完成99.2%。
▲“国和一号”示范工程效果图
在安全性上，“国和一号”基于多层防御体系并系统性地应用“非能动”和“简化”理念，经过了完整的试验验证，包括新建22个台架，完成17项试验共887个工况，完成了堆芯熔融、安全壳冷却等6大试验课题，建成了一批具有世界先进水平的综合配套试验设施，支撑型号安全审评，确保安全。
▲690合金U形管
在经济性方面，“国和一号”具有明显竞争优势，且打破多项技术垄断，主泵、爆破阀、压力容器、蒸汽发生器、堆内构件、控制棒驱动机构、大锻件、核级焊材、690U型管等关键设备、关键材料全部实现自主化设计和国产化制造，设备整体国产化率达到90%以上，批量化后工程造价还能再降低20%左右，具有国际竞争力。
▲钢制安全壳顶封头
另外，“国和一号”在创新性上也取得多项成果。压水堆重大专项累计形成知识产权成果6513项，获得国家授权专利1052项，形成新产品、新材料、新工艺、新装置、新软件392项。2016年，“国和一号”通过中国专利保护学会专家评审，认为“具有自主知识产权和出口权”，为我国三代先进核电的规模化、批量化发展与“走出去”提供了有力保障。
▲锆管
践行国家能源战略从核电迈向核能
“国和一号”为世界核电技术创新提供中国智慧，也让上海核工院等一些老牌产学研机构，走出了一条中国特色的核电自主化发展之路。
▲首台国产AP1000反应堆压力容器——三门2号机组压力容器出厂
上海核工院从1970年蹒跚起步，伴随着改革开放和我国核电发展进程一步步成长壮大起来。从秦山核电实现中国大陆核电“零的突破”，到巴基斯坦恰希玛核电站实现“走出去”，再到技术总体支持中国第一座重水堆核电站，创国内大型核电站工程设计和项目管理与国际接轨的先例，上海核工院奠定了其作为我国核电自主化关键力量的历史地位。
▲海阳一期工程全景。汪映荣
▲海阳一期工程全景。张晓辉
上海核工院相关负责人表示，站在新的发展起点，上海核工院将加快“三个拓展”——由核电向核能拓展，单一核能向多能综合利用拓展，核能向核技术利用和核环保拓展，从而实现核能创新发展向多领域、“深水区”“无人区”迈进，全力开拓一体化供热堆项目落地、深化四代堆的研究，成为“世界一流核能成套技术开发商”和“世界一流核能整体解决方案提供商”。
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数说“国和一号”
一、数说安全
对于民众来说，核电安全是普遍关注的问题。核安全最核心的问题便是不断提高和完善核电站的“本质安全水平”。本质安全，即不依靠人，而是靠核电站本身的设计和设施来杜绝事故发生，相对大部分二代、二代+机组来说，“国和一号”在安全方面有显著提升，下面通过三组数据变化，说一说它的安全性。
0.5小时→72小时——指非人工干预时间由0.5小时延长到72小时。 “国和一号”采用非能动安全系统，在电厂断电状况下，反应堆可在事故发生72小时内无须人工干预自动保证安全。
40年→60年——指电站整体和主体设备寿命由40年提高到60年，设备易于运行操作与维修。
10-5→10-7、100倍——指国和一号采用非能动安全系统，增加电站抗击地震、外部水淹等极端自然灾害的能力，使反应堆堆芯损害频率从5×10-5降低至5×10-7，抵抗严重事故安全能力提高100倍。
二、数说环保
核能做为一种清洁能源，高效、安全。1500MW级机组与同等规模燃煤电站相比：
减排CO2气体900万吨/年
减排SO2气体3.9万吨/年
减排NOx气体2.1万吨/年
减排烟尘0.5万吨/年。
减排气体量相当于种植1470平方公里森林
三、数说效能
56个月——指电站建造周期，采用模块化建设、批量化建造后，核电项目建造周期可至56个月。根据世界核能协会《世界核能绩效报告2016》中引用的数据，自从第一台民用核电机组建成以来的60年中已经有600台核电机组投入运行，建设周期平均为82.5个月（6.88年）。 “国和一号”建造周期与平均建设周期相比时间缩短，进而节省人力与建设成本。
50%、80%、85%、35%、70%和45%——指非能动技术的应用使得电厂设计简化，提高了可建造性、可运行性和可维修性，相比传统电厂，安全级阀门、管道、电缆、泵、控制装置、抗震厂房总量分别约减少50%、80%、85%、35%、70%和45%。
114亿千瓦时——指单机组年发电量。单机组输出功率150万千瓦，年可用率≥93%，年发电量114亿千瓦时。根据国家能源局预测数据，2020年全国年人均用电量预计将达5000千瓦时，按此数据计算“国和一号”单台机组年发电量可满足2280万居民的用电需求。
作者：史博臻
图：上海核工院
编辑：唐玮婕
责任编辑：戎兵
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