恰希瑪核電工程的建成，標志著中國跨入了核電站出口國的行列。朱镕基曾贊揚恰希瑪核電站是發(fā)展中國家之間“南南合作”的典范。上圖為C1、C2合照。

“那時晚上出門，得先拿根棍子攆一攆野草叢里的蛇和蜥蜴。”1995年，當呂榮樑作為上海核工程研究設(shè)計院（下稱上海核工院）恰希瑪（Chashma）一期工程的現(xiàn)場經(jīng)理來到巴基斯坦時，由中國成套出口至巴基斯坦的核電工程距離澆筑第一罐混凝土（FCD）已過去近兩年時間。電廠周圍的人工運河邊蘆葦高聳，中方人員的駐地中國村依然很荒蕪。

上世紀90年代開始，來自中國核電設(shè)計院、設(shè)備公司、安裝公司和土建公司的人員分批次來到位于巴基斯坦旁遮普平原柴爾沙漠西北部的恰希瑪核電站。恰希瑪核電項目一期工程（C1）是中國以交鑰匙形式向巴基斯坦提供的一座30萬千瓦壓水堆核電站，以秦山一期核電站為參考，主合同總價（含技術(shù)轉(zhuǎn)讓）5.8億美元、燃料合同總價（含備件）0.42億美元， 由中方全面負責(zé)設(shè)計、設(shè)備采購、土建施工、設(shè)備安裝、人員培訓(xùn)、電站調(diào)試等工作。

“進市區(qū)都不用帶護照，對于巴基斯坦人來說，呶，中國人的臉就是最好的護照。”呂榮樑指了指臉頰，回憶起某次去當?shù)剀娛虏┪镳^參觀，工作人員一看是中國人，熱情地邀請他登上一輛中國制造的坦克車、摟著他的肩膀合影，“這就是中巴友誼。”

此前不久，中國核工業(yè)人剛剛親歷了國內(nèi)民用核能零的突破。1991年12月15日凌晨，在上海以南115公里的浙江海鹽縣，中國大陸第一座30萬千瓦核電站——秦山核電站并網(wǎng)發(fā)電，標志著中國成為繼美、英、法、前蘇聯(lián)、加拿大、瑞典之后，世界上第7個能夠自主設(shè)計、建造核電站的國家。

秦山核電站并網(wǎng)發(fā)電16天后，中巴兩國在北京簽定了合作建設(shè)巴基斯坦恰希瑪核電站的協(xié)議。此后近20年里，雙方又續(xù)簽了同為30萬千瓦的C2、C3、C4核電工程合同。多年來，曾赴恰希瑪核電站現(xiàn)場工作的中方人員親切地互稱為“恰友”，如今他們分布在中國由南至北的各個核電基地，但碰面時還是會習(xí)慣性地行使傳統(tǒng)的巴基斯坦“擁抱”禮儀。

中國巴基斯坦核電站合作合同簽字儀式現(xiàn)場合照

沙漠核電站——軟土地基上的設(shè)計創(chuàng)新

下了飛機，從巴基斯坦首都伊斯蘭堡到恰希瑪核電站的距離約為280公里，一路顛簸，差不多需要6小時方能抵達。一位德國技術(shù)專家在體驗了當?shù)丨h(huán)境條件后說：即使恰希瑪黃金遍地，也不愿意再去了。沙漠地區(qū)人煙稀少，夏季長達7個月之久，極端氣溫高達52攝氏度，且晝夜溫差大，早穿皮襖午穿紗。

“基坑下面，最高溫度67度，手都無法抓住鋼筋，到了中午不得不停止施工。”為了配合恰希瑪核電站現(xiàn)場施工，從1993年3月至2000年9月，呂榮樑及其前后幾任上海核工院現(xiàn)場經(jīng)理，在當?shù)刎撠?zé)處理電站施工和調(diào)試過程中出現(xiàn)的與設(shè)計相關(guān)的技術(shù)問題。

這是中國自行設(shè)計建造、首次出口商用核電工程，也是當時全國最大、最復(fù)雜、高新技術(shù)含量最高的成套出口項目。作為友好邦鄰，中巴雙方圍繞和平利用核能的交流始于上世紀70年代。1986年9月，中巴兩國政府簽署和平利用核能合作協(xié)議。在此基礎(chǔ)上，巴方通過組團來華調(diào)研和培訓(xùn)、聯(lián)合研究等方式了解了秦山核電廠的建設(shè)情況，及中方的核電設(shè)計、設(shè)備制造和工程施工能力，提出了在巴基斯坦合作建設(shè)核電廠的意向。

其實，巴基斯坦民用核能的起步早于中國。1972年，采用加拿大重水堆技術(shù)的巴基斯坦第一座核電站——設(shè)計電功率為13.7萬千瓦的坎努普核電站投入商運。但對于相對主流的輕水堆核電廠，巴方缺乏如中國在秦山核電上積累的工程經(jīng)驗。在油氣等資源匱乏的巴基斯坦，拉閘限電是家常便飯，伊斯蘭堡每日定時停電，一些農(nóng)村地區(qū)每天僅能維持兩至四小時電力。

頻繁互訪后，巴方于上世紀80年代末向中國提出援建一座60萬千瓦級壓水堆核電站的要求。當時的中國核工業(yè)總公司（中國核工業(yè)集團公司前身，下稱中核總）明確表示，中國尚在研究60萬千瓦壓水堆核電技術(shù)，秦山30萬千瓦壓水堆核電工程即將建成，技術(shù)上比較有把握。屢次磋商后，1990年，中核總確定，中方技術(shù)方案以秦山一期為基礎(chǔ)，根據(jù)巴方廠址作適應(yīng)性改進。

秦山一期核電站

以秦山為參考電站，不等于簡單的工程翻版。對于核工程設(shè)計總包方來說，最苛刻的，首先是當?shù)氐姆菐r性砂土地基。

正在開挖施工的C1核島基礎(chǔ)

“秦山廠址是巖石地基，幾十萬噸重的核電廠造在巖石上，沉降條件非常理想。恰希瑪廠址的砂土地基就不一樣了，廠址勘探深達200米還是砂土，當時非常擔心砂土地基上核島廠房沉降的不均勻性。核島廠房（注：包括核反應(yīng)堆裝置和一回路系統(tǒng)）基礎(chǔ)比壓高，而常規(guī)島廠房（注：包括汽輪發(fā)電機組及其配套設(shè)施）基礎(chǔ)比壓低，如果核島廠房和常規(guī)島廠房的沉降量出現(xiàn)差異，造成主蒸汽管道和主管道的破裂就麻煩了。” 呂榮樑對澎湃新聞（www.kxwhcb.com）說，這是設(shè)計過程中遇到的最大挑戰(zhàn)，不僅國內(nèi)從未有過在砂土地基上建造核電站的先例，在國際上也很罕見，難度大、可供借鑒的經(jīng)驗很少，只能重新摸索。

經(jīng)過兩年的科研攻關(guān)，上海核工院的設(shè)計團隊最終決定保持秦山的工藝應(yīng)用系統(tǒng)不變，重新設(shè)計廠房布置。為了減少不均勻沉降的影響，設(shè)計中把反應(yīng)堆廠房、核輔助廠房、電氣廠房和核燃料貯存廠房構(gòu)成一個整體的核島建筑群，坐落在同一個85mX87m方形底板上，反應(yīng)堆廠房位于核島中央位置，盡可能使核島重心與底板幾何中心重合，使底板受載均勻。“ 形心和重心相結(jié)合，那么沉降就均勻了。恰希瑪?shù)牟贾茫蛧鴥?nèi)核電站的布置都不一樣。到了核島工程施工末期，整個核島沉降了5.8厘米，基本均勻。” 呂榮樑稱。

除了砂土地基外，由于恰希瑪廠址位于地震多發(fā)區(qū)域，其地震加速度為0.25g（SSE），高于秦山地區(qū)的0.15g（SSE）。如果采用按秦山核電站抗震要求設(shè)計制造的核級設(shè)備，絕大多數(shù)設(shè)備設(shè)計將無法滿足核安全評審要求。因此，所有與核安全相關(guān)的廠房、管道、設(shè)備等都需重新設(shè)計、重新分析和計算。

中巴合作施工現(xiàn)場

整個C1工程包括設(shè)備2萬余臺件，儀表和控制平臺1萬余臺套，閥門1萬余個，相互用管線連接，組成200多個系統(tǒng)。1993年8月1日上午8時30分，C1澆筑第一罐混凝土，進入施工建造階段。2002年6月13日并網(wǎng)發(fā)電，當年8月21日反應(yīng)堆達到滿負荷運行。2000年9月，臨時驗收并交付巴方管理運行。2001年3月，恰希瑪一期核電工程組通過最終驗收。 國際原子能機構(gòu)對恰希瑪核電站進行了審查，認為這個核電站符合國際標準，運行安全可靠。

但電站交付巴方運行后，平均負荷因子卻不到80%。負荷因子是指一座核電站實際發(fā)電量占額定發(fā)電量的比例，這其中涉及到設(shè)備成熟度、操作熟練程度等方面的原因。隨后，中巴雙方又簽訂了技術(shù)支持合同，巴方不斷將運行參數(shù)報送給中方，由中方技術(shù)團隊反饋技術(shù)意見、制定設(shè)備維修保養(yǎng)大綱，這使得機組的運行越來越順利，電廠可利用率高達90%以上。

C1投運后的表現(xiàn)，為后續(xù)合作奠定了基礎(chǔ)。2003年，C2項目啟動第一輪技術(shù)談判。2005年12月28日，C2澆灌第一罐混凝土 。2011年3月14日，C2并網(wǎng)成功。

C1的”孿生版”，恰希瑪二號核電機組穹頂?shù)跹b

從中方培訓(xùn)走出去的巴基斯坦工程師

在恰希瑪四臺30萬千瓦核電機組的設(shè)計、建造、調(diào)試過程中， 中國為巴方培養(yǎng)了一大批高級核電技術(shù)及管理人員，這也成為中巴友誼之橋的樞紐。

當時來中國接受培訓(xùn)的巴基斯坦工程師，都具備高學(xué)歷，很多有歐美留學(xué)背景，也有部分中國留學(xué)生。除上海核工院外，巴方人員來華培訓(xùn)的另一個流向是電廠。巴基斯坦首批核電操作員就是中國秦山核電廠培訓(xùn)出來的。這些從恰希瑪項目成長起來的巴方人員，如今大多都已成為巴基斯坦核工業(yè)體系中的骨干力量。

夜色中的C1

曾擔任上海核工院C2項目現(xiàn)場經(jīng)理的王國英介紹說，從C2開始，巴基斯坦方面形成了一套外派聯(lián)絡(luò)官機制。駐上海的聯(lián)絡(luò)官每4-6個月更換一次，除了核工院外，該聯(lián)絡(luò)官還負責(zé)與項目總承包商中原對外工程公司及核電設(shè)備制造商的駐滬人員對接。迄今為止，巴方為恰希瑪工程總共派出過36位駐上海聯(lián)絡(luò)官。巴基斯坦原子能委員會的現(xiàn)任總工程師，就是當初來滬的第一任聯(lián)絡(luò)官。

“能夠外派到中國來當聯(lián)絡(luò)官的都是非常優(yōu)秀的工程師，回到巴基斯坦后，基本都會被任命到更重要的崗位上。”據(jù)王國英介紹，聯(lián)絡(luò)官對接設(shè)計、采購、施工、運行等全產(chǎn)業(yè)鏈，會在該職位上經(jīng)受全方位的歷練。

除核電專業(yè)人員的培養(yǎng)、能源結(jié)構(gòu)改善之外，巴基斯坦的工業(yè)制造水平，也在恰希瑪工程中大為提升。在C1工程建造階段，巴基斯坦使用的還是單一的手工機床，沒有大型開挖機和運輸卡車，全靠人力和毛驢頂上。中國分包給巴方的施工任務(wù)，均存在拖遲現(xiàn)象。

到了C2項目上，巴方提出了裝備國產(chǎn)化要求。為此，中方從中挑選出一批技術(shù)要求和制造難度相對較低的設(shè)備，先由中方提供技術(shù)設(shè)計圖紙，再交給巴方的重型工業(yè)機械公司進行詳圖設(shè)計和制造，同時由中方人員駐廠監(jiān)制。從C2到C3、C4項目，巴制設(shè)備的比例有了很大提升。

中國核工業(yè)體系的完善與提升

從秦山核電站到C1，再到在C1基礎(chǔ)上作出概率安全評價系統(tǒng)應(yīng)用、最終熱阱冷卻塔設(shè)計、內(nèi)陸核電廠閉式冷卻循環(huán)、嚴重事故預(yù)防與緩解等11項重大項目改進的C2，繼而C3、C4，恰希瑪電站的安全性和經(jīng)濟性逐漸提升，中國自主設(shè)計的30萬千瓦核電站的核電安全設(shè)計技術(shù)達到了“二代加”標準，中國核電站技術(shù)品牌又上了一個臺階，包括研發(fā)系、設(shè)計標準、設(shè)計管理、核電審評、核電材料、核電燃料、設(shè)備制造、核電人才在內(nèi)的中國核工業(yè)“八大體系”，都有了大幅提升。

當時，由于西方工業(yè)國家對巴基斯坦實行核電設(shè)備禁運，導(dǎo)致部分國外訂貨無法落實。通過恰希瑪工程，中國自主設(shè)計、自主制造核電設(shè)備的能力與水平全面提高。資料顯示，C1和C2兩座核電站絕大部分設(shè)備材料都實現(xiàn)了國產(chǎn)化，國內(nèi)主要核設(shè)備制造廠為項目提供設(shè)備材料，C2項目的國產(chǎn)化率達到86%，電氣貫穿件、非能動氫氣復(fù)合器、主給水泵等一些原本只能進口的設(shè)備通過了國產(chǎn)化。

此外，恰希瑪項目作為中國第一座出口核電站，為了與國際接軌，中方大量采用了國際/國外標準和規(guī)范，逐步建立起與國際/國外標準接軌的、適應(yīng)本國特點的核電廠設(shè)計、建造標準體系。與此同時，中方的國際技術(shù)談判和商務(wù)談判能力也在實踐中得到了很好的鍛煉和經(jīng)驗積累。恰希瑪工程，促使中國核電完成了從原型堆到商用堆的轉(zhuǎn)變。

C1壓力容器吊裝就位

C1首次達到滿功率

從時間軸上回過頭看，秦山核電站建成后，國內(nèi)培養(yǎng)出了一大批技術(shù)骨干和專家。緊接而來的恰希瑪項目，則匯聚了中國各家核電企業(yè)的技術(shù)骨干力量。如今，這群在恰希瑪沙漠中，曾歷經(jīng)烈日和沙塵考驗的人員，不斷分赴國內(nèi)各個核電站，成為了中國核電事業(yè)的主力。

截至目前，中國已向巴基斯坦出口了4臺30萬千瓦級核電機組、2臺百萬千瓦級核電機組，C4預(yù)計于2017年中成功投運。如今，仍有一大批工程建造、技術(shù)服務(wù)人員奮戰(zhàn)在柴爾沙漠中。