人类100多万年进化发展过程，就是一部不断向自然索取更多能源的历史，在现代社会中能源的人均消耗已成为衡量一个国家生产水平和生活水平的重要标志之一。我国的煤、石油、水力等虽然丰富，但是人口众多，人均占有量不到世界平均值的二分之一。 科学家们经过多年研究，他们认为除了煤、石油、天然气等燃料以外，还有很多可以利用的能源。比如风能、太阳能、地热能、潮汐能、生物质能、海水温差等等。但是，以上这些能源很难在短期内实现大规模的工业生产和应用。只有核能，才是一种可以大规模使用的安全的和经济的工业能源。
随着我国经济的快速发展，对电力的需求不断攀升。现代电力工业的发展状况是一个国家是否发达的重要标志之一，而核电技术的发展程度则在一定意义上反映了国家高新技术水平的高低。
中国的核电事业一步步成长,在其发展之路上沧桑无数亦荣光相随。本刊记者特别采访了江苏核电有限公司原总工程师、核工业第二研究设计院高级技术顾问马一教授,近半个世纪不平凡的岁月里,他将半生心血奉献给了我国核工业事业的发展。
在此,我们将视点聚焦在这位敏于行,成于思的马一教授身上。
“江南古镇” 华彩人生的开端
1938年5月马一出生于江苏省江阴市长泾镇。长泾镇历史悠久，是闻名 遐迩的江南古镇。这里的每一方土地，都彰显着魅力的光华、实力的底蕴、活力的风姿。
1962年2月马一毕业于原苏联莫斯科动力学院核能动力装置专业，同年就分配到二机部二院工作。自1987年6月至2002年７月任核工业第二研究设计院总工程师。
六十年代和七十年代马一教授曾长期从事石墨水冷生产堆的设计、调试启动和技术改造工作，为我国自力更生建成第一套和第二套军用钚生产堆，并安全、可靠的在高功率下稳定运行提供了技术支持。他所主持的“石墨水冷生产堆提高生产能力和经济效益的技术开发”专项获1987年国家科学进步二等奖。
作为核工业二院石墨水冷生产堆技术改造的技术负责人，马一教授主持参加801反应堆全厂断电试验和三回路综合试验这两项大型试验工作，从试验方案的制定和试验的组织实施，直到分析总结工作。801反应堆由于后备反应性不足，加上主热交换器的传热面不足，致使反应堆长期达不到设计功率，首先遇到的就是全厂断电事故下的沸腾后备问题。通过1975年的全厂断电试验，取得了大量试验数据，并在分析试验数据的基础上进行了计算分析，对余热曲线、非工作块和下部水的热容量在全厂断电事故下的作用有了明确认识，搞清了该堆的沸腾后备，不但为提高单管功率和反应堆总功率创造了条件，而且为减少一台主泵运行提供了可靠的技术依据，仅此一项每年可节电一千万千瓦小时。1976年以后801堆成功的经受住了高功率下全厂断电事故的考验。1978年进行的“801”反应堆三回路系统综合试验，搞清了循泵、冷却水塔、三回路阻力和改进型主热交换器的特性，并制定了合理的操作运行方式，既满足了提高功率运行的要求，又节省了循泵的用电量。上述两项综合试验，加上燃料元件随堆加强功率考验等工作的成果，使801反应堆由以前长期达不到设计额定功率，转为超出设计额定值的20%。
他主持和参加821反应堆综合试车和首次提升功率。1973年底，在821反应堆完成物理启动达到临界后，主持和参加了整个调试启动工作。通过工艺管成群流量调节，整治了该系统中出现的数以百计的异常和故障，确定了相应的流量分区定值和警告、事故信号整定值；通过主泵出口阀的旁通阀的采用及其调节性能的改进，保证了在电网周波不稳定条件下工艺管成群流量系统仍能正常工作，反应堆仍能稳定运行。通过试验分析，制定了三回路操作程序，满足了直流工况下短期停堆时一回路水温不致下降太低和全厂断电事故时合理使用隧道贮水量的要求。从而为821反应堆长期稳定高负荷运行打下了基础。
1981年至1983年间，作为设总，马一教授组织核工业二院各专业工种编制完成了“90万千瓦压水堆核电站核岛第一版工艺初步设计”，85年又组织完成了第二版初步设计，为核工业二院承担大型压水堆电站的设计任务并成为秦山核电二期工程设计与技术服务总包院作了技术准备。
“国之光荣” 胸怀科学报国之志
秦山核电站是我国大陆第一座核电站。它是我国自行设计建造的30万 千瓦原型压水堆核电站，于1985年开工建设，1991年12月15日首次并网发电，1994年投入商业运行，已有十多年安全运行的良好业绩，被誉为“国之光荣”。
1987年至1995年期间，马一教授担任秦山核电站二期工程设计与技术服务总包院的设计总工程师，对本工程的重大技术决策负责。该工程是我国贯彻“以我为主，中外合作”方针，通过技术引进和技术咨询，自主设计的第一座商用核电站。它以大亚湾核电站为参考，但由三环路改为二环路，使堆芯、主回路、专设工程安全系统等的设计均作了重大变化。由于厂址处海水含沙量大，为了防止泥沙淤积，对安全厂用水系统的设计也作了特殊考虑。主持和领导核二院及分包院中国核动力院、华东电力设计院共同完成了自主方案的总体设计、初步设计和初步安全分析报告，并获国家计委和国家核安全局审批通过。随后又主持和领导了施工图设计。上述工作为1996年6月浇灌第一罐混凝土创造了必要的条件。两台核电机组的电功率均为65万千瓦，1号和2号机组已分别于2002年4月和2004年4月投入商业运行。
89年以来，马一教授先后主持和参加了辽宁核电站预可研报告中核岛部分修改补充报告的编制，与苏联核电代表团进行了较为全面的技术交流，并参加了对苏联核电的考察，对中俄联合编写的辽宁核电站可行性研究报告中俄方编写的部分进行了技术审查。96年兼任辽宁核电站筹备处的技术总负责人，对俄WWER-1000/V428AES-91的技术方案组织中方专家进行研究，对采用双层安全壳、四系列专设工程安全设施及防严重事故措施等的合理性和可行性进行分析。对与参考电站相比的重大改进部分，如全锆组件、改进的蒸汽发生器和主循环泵等进行专题分析研究。移址江苏后作为二院江苏田湾核电站设计总工程师，主持完成了可行性研究报告，和俄方共同完成了初步安全分析报告，自主完成了设计阶段环境影响报告书的编写工作，并完成了初步设计。1号和2号机组分别于1999年10月和2000年9月浇灌了第一罐混凝土。
2002年5月至2007年12月马一教授被聘任为江苏核电有限公司任总工程师，对设计、施工、安装和调试中的重大技术问题的决策负责。 虽然田湾核电站二台机组的设计理念比较先进，在不少方面已接近国际上称之为第三代核电站的性能，但由于俄罗斯正值转型时期，加上多年来未建新的核电站，其科研、设计、设备制造单位之间的分工协调和责任划分显得比较混乱，质保体系不完善、监督管理不到位，致使提供的一部分设备质量有问题，在现场的安装和调试阶段也产生了一些问题。如蒸汽发生器传热管的应力腐蚀，主泵叶片的焊接，主泵水润滑推力轴承的工作性能，稳压器波动管的焊接，反应堆压力容器焊缝的超标显示，控制棒延时下落，励磁机故障和支吊架变形等。对这些问题的处理都比较棘手和费时间，因为必须对问题进行原因分析，并找出其中的根本原因，明确应采取的措施，还要力求做到举一反三，在类似的地方也进行整改。而俄方的专家遇到问题时往往习惯于就事论事，简单地凭他们的经验拍板做技术决定。也常常因为两国规范、标准的不同或俄方与国际通用标准的不同而使问题复杂化。我们常讲应采用成熟技术和经实践验证过的新技术，但是对一些新技术，往往不可能做到百分之百的经过验证，因为试验台架上的情况不可能与实际使用的条件完全一样，主冷却剂循环泵的水润滑轴向推力轴承就是一个很好的例子。以水代替油进行润滑和冷却可以极大地减小引起火灾的风险，这是一项重大的技术革新，为此俄方在试验台架上进行了5000多小时的试验，在试验过程中主要模拟了渗硅石墨在正常运行工况下的受力和耐磨情况。现场的轴承冷却水回路由高位水箱补水，而试验台架上由一个独立的小回路补水，两者的压力不同。尽管稳定运行时两者几乎完全一样，但在启动和停止时就有明显差别，而恰恰这个启动和停止，对轴承可能造成损伤的危险性最大，加上还有部件的制造质量问题就使得问题更加复杂。通过近二年来的调试和运行实践，目前已基本掌握了它的规律，可以及时发现它的异常，并根据需要更换相关部件。虽然田湾核电站的建设工期比预定的滞后工期近二年时间，但在中俄专家的共同努力下，在建造和调试过程中所出现的问题都逐一得到了妥善的解决。1号和2号机组分别于2007年5月17日和8月16日相继投入商运。1号机组已于2007年11月25日首次停堆换料，自商运以后不停堆连续高功率运行了191天，2号机组也于2008年5月1日首次停堆换料，自商运后不停堆连续高功率运行了259天，创造了国内第一燃料循环的最好运行业绩。
核安全审评是保证核电站安全的基础性工作。早在国家核安全局成立之初，受国家核安全局委托由核工业二院抽调各专业人员组建了“北京核安全审评中心”成为国家核安全局最早的技术支持单位。作为核二院的总工程师，参于了审评中心的组建工作。
86年至87年马一教授在法国核安全和防护研究院进修核电站安全审评工作，随后参加组织了对广东大亚湾核电站初步安全分析报告的审评工作，负责对北京核安全审评中心提出的问题和法方的回答作技术审查，对北京核安全审评中心编写的审评报告进行审查，该报告为国家核安全局88年1月7日向大亚湾核电站颁发建造许可证提供了依据。此外还参加组织了对秦山一期安全分析报告的追溯性审评、5兆瓦供热堆和其它试验堆的安全审评工作。作为国家核安全局历届核安全专家委员会委员，参加了大量的核安全审评工作。
由于马一教授的特别贡献, 1988年获中国核工业总公司有突出贡献中 青年专家称号，1991年获政府特殊津贴，2000年被授予中国工程设计大师称号。至今他仍在核工业领域辛勤耕耘,让我们心生敬仰的,除了他的斐然成绩,更是他情系祖国的赤子情怀。
链接 马一教授谈我国核电发展:
虽然我国的核能工程早在上世纪五十年代就已开始，并在六十年代已具有一定的规模，但核电的起步较晚，1974年才开始建设秦山核电站。这是我国自主设计、自主建设的第一座核电站，至1983年基本完成研究开发和工程设计，1985年正式开工建设，1991年年底并网发电。从法国成套进口的两台98万千瓦的核电机组于1987年在广东大亚湾开工建设，两台机组分别于1993年和1994年并网发电。秦山二期2x65万千瓦的压水堆核电机组是我国以大亚湾核电机组为参考，消化吸收其技术和经验，采取“以我为主，中外合作”的方式自主设计、建造的，于1995年开工建设，两台机组分别于2002年和2004年投入商运，这是继秦山核电站后我国自主建设核电站的一个新的里程碑。随着秦山三期2x72万千瓦重水堆核电站、岭澳一期2x99万千瓦压水堆核电站和田湾核电一期工程2x106万千瓦压水堆核电站的建成投入商业运行，目前我国大陆已有911万千瓦的核电装机容量在运行。现在，已有12台机组，总装机容量1234万千瓦已被批准开工建设。除秦山二期扩建的两台65万千瓦压水堆核电机组外，其余10台均为岭澳核电二期工程的翻版，即二代加。估计今后还会有一批这样的核电机组要建，因为它技术成熟，我国已能自主设计、建造和运行，大部分设备可自主制造。同时我们已从美国西屋公司引进了目前世界上最先进的第三代压水堆核电机组AP1000，并以浙江三门和山东海阳两个核电工程项目作为第三代核电自主化的依托项目，通过建成、消化吸收，在国内批量建造。与此同时，还将以此为基础而发展和改进的功率更大的机组， 作为“大型先进压水堆和高温气冷堆核电站”专项列入了我国中长期科技发展纲要。
2006年国务院审议通过了“核电中长期发展规划（2005—2020）”，到2020年我国大陆核电装机容量将达4000万千瓦，在建容量1800万千瓦。经历了今年年初南方冰雪低温的冲击，以及为了进一步减少对环境的影响，目前对核电的需求有了进一步的提高，到2020年建成的核电装机容量可能会超过6000万千瓦。面对如此宏伟的核电规划和巨大的核电市场，我们必须保持十分清醒的头脑，对任何工作，必须始终坚持安全第一的思想。当前应首先确保将已投入运行的核电机组安全可靠地运行好，同时，还要增大对关键技术的研究开发力度，特别要在我们的弱项和短缺的项目上下功夫。通过核电项目的建设，使我国具有一批较为配套的设备加工基地，材料的供应基地，使绝大部分的设备、特别是一些关键的材料和设备能够自主生产和加工制造。对人员的培养应是全方位的，既要在学校学习培养，更要通过工程的实践培养出一批又一批既懂业务、又有工程实践经验、还具备很好的组织管理能力，技术精、素质好、责任性和事业心强的各个层次的人才。我们完全有能力通过这些核电项目的建设，把我国核电站的设计、制造、建造和运行水平提高到世界核电的先进水平，为我国的电力供应提供可靠的保证。 （出处：《科学中国人》2008年第八期） [推荐给朋友] [关闭窗口]
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