擺脫進口依賴國產(chǎn)率超85% 自主創(chuàng)新中國核電技術(shù)超美
摘要: 核電是國之重器,尤其在中美貿(mào)戰(zhàn)中更為關(guān)鍵。今年8月,美國正式發(fā)起對華新一輪制裁,目標(biāo)直指核電。幸運的是,中國在多年前就通過自主研發(fā)、建造實踐,培養(yǎng)人才,徹底擺脫了核電的進口依賴。從1991年首座核電站秦山的并網(wǎng)發(fā)電,“裂變”至如今形成“華龍一號”、“國和一號”兩大三代自主核電型號,達到了85%以上的國產(chǎn)率。
核電是國之重器,尤其在中美貿(mào)戰(zhàn)中更為關(guān)鍵。今年8月,美國正式發(fā)起對華新一輪制裁,目標(biāo)直指核電。幸運的是,中國在多年前就通過自主研發(fā)、建造實踐,培養(yǎng)人才,徹底擺脫了核電的進口依賴。從1991年首座核電站秦山的并網(wǎng)發(fā)電,“裂變”至如今形成“華龍一號”、“國和一號”兩大三代自主核電型號,達到了85%以上的國產(chǎn)率。
美國近期發(fā)布對華“核限令”,將中國最大核企中廣核列入實體名單。事實上,在核電這一重要領(lǐng)域,歷任美國政府都在不斷加強對華管控。因此,中國政府在核電技術(shù)上確定了一條“引進、消化、吸收、再創(chuàng)新”之路。當(dāng)前,中國的兩條自主核電技術(shù)線,“國和一號”、“華龍一號”的國產(chǎn)率均超過了85%,尤其是“國和一號”(CAP1400),超越了2007年引進的美國西屋AP1000技術(shù)所設(shè)置的135萬千瓦技術(shù)門檻,獲得自主知識產(chǎn)權(quán),并取得多項創(chuàng)新。這項技術(shù)將在山東石島灣落地,擬建設(shè)2臺大型先進壓水堆核電機組,設(shè)計壽命60年,單機容量140萬千瓦。
已建成三代核電裝備供應(yīng)鏈
2004年,中國確認(rèn)從美國西屋引進第三代核電技術(shù)AP1000。彼時,中國已經(jīng)具備了二代及二代+核電的批量建設(shè)能力,但在技術(shù)及設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈上仍有一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)被國外壟斷,亟待突破。2007年,中國出臺壓水堆重大專項,為的就是在引進AP1000基礎(chǔ)上,開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的CAP1400大型先進壓水堆核電技術(shù),建成示范電站。
“國和一號”總設(shè)計師、上海核工院院長鄭明光告訴記者,專項實施前,【中國核電(601985)、股吧】產(chǎn)業(yè)一直面臨設(shè)計、材料、關(guān)鍵設(shè)備“卡脖子”的問題?!爸挥羞~過去,完成創(chuàng)新和超越,才能兌現(xiàn)當(dāng)年‘引進技術(shù)以后不再落后’的承諾”。
比如,在蒸汽發(fā)生器690U型管研發(fā)上,國外將相關(guān)的研究數(shù)據(jù)、關(guān)鍵工藝視為核心技術(shù),對中國嚴(yán)格封鎖。鄭明光回憶,項目組最早想去法國采購,多次嘗試都未能成功。“后來,干脆橫下心來自己做。一家能生產(chǎn)還不夠,要幾家都能做才行?!?/p>
這倒逼了產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)各企業(yè)能力的提升。記者在【上海電氣(601727)、股吧】核電設(shè)備有限公司的核島主設(shè)備加工車間看到,“國和一號”的蒸汽發(fā)生器正在進行生產(chǎn)工序?!霸谡羝l(fā)生器直徑6米多的管板組件上要打20050個孔,工藝非常復(fù)雜,體現(xiàn)了我們的核心制造能力?!痹摴窘鸸ぼ囬g主任單杰介紹。
目前,中國已經(jīng)建成面向全球、中外共享的三代核電裝備供應(yīng)鏈體系。每個主設(shè)備都具備有2-5家可生產(chǎn)替補的企業(yè)。
在建機組11臺 更具競爭力
“國和一號”主要的設(shè)計創(chuàng)新還包括,進一步降低堆芯熔化概率、72小時無人工干預(yù)之后補給能力、抗擊大型商用飛機撞擊能力、高可靠性的儀控保護系統(tǒng)、優(yōu)化的放射性廢物處理系統(tǒng)、改善系統(tǒng)總體布置和人機界面等。同時,“國和一號”更具經(jīng)濟優(yōu)勢。鄭明光表示,相比歐洲的EPR、美國的AP1000,“國和一號”批量化后造價至少還能再降低10%以上。
“法國、俄國、韓國現(xiàn)在都有自主技術(shù),中國一定要有吸引力才能真正走出去?!鄙虾k姎夂穗娂瘓F黨委書記何延慶對大公報表示,中國的優(yōu)勢在于,發(fā)達國家核電站已趨飽和,而中國在建核電機組11臺,居世界第一?!叭夹g(shù)能在中國‘走’一遍,所以我們更擁有成本優(yōu)勢?!?/p>
從秦山的30萬千瓦起步,“華龍一號”、“國和一號”是中國核電研發(fā)從引進、吸收和再創(chuàng)新的產(chǎn)物。如今,中國核電潮以秦山為“引擎”,田灣、福清、石島灣等核電站相繼發(fā)展,星羅棋布,在東南沿海強勁地顯現(xiàn)出來。
超越美紅線 “盡信屋不如無屋”
2007年,中國從美國西屋公司引進三代非能動先進核電技術(shù)AP1000,在此基礎(chǔ)上,啟動了三代核電完全自主化的道路。西屋公司在技術(shù)轉(zhuǎn)讓時劃了一條紅線,即:中國在引進AP1000核電技術(shù)基礎(chǔ)上,只有開發(fā)出凈電功率大于135萬千瓦的大型先進非能動核電站,才能擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。
其中,“軟土地基”和“飛機撞擊”是中國土建領(lǐng)域的兩個核心技術(shù)。西屋公司在技轉(zhuǎn)中對這兩個課題進行了全面的技術(shù)封鎖。為此,核工業(yè)土建方面知名專家夏祖諷便帶領(lǐng)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新團隊的同事們研究軟土地基上的核島結(jié)構(gòu)分析技術(shù)、拓展標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的廠址適宜性;自主開展核電廠抵抗商用大飛機撞擊研究,有效支撐了相關(guān)安全評審。
夏祖諷認(rèn)為,技轉(zhuǎn)是個好事,但絕不能一味“復(fù)制西屋”,否則便是“一直在學(xué)習(xí),永遠沒超越”。因此,在西屋技轉(zhuǎn)期間,以夏祖諷為首的核電人一方面抓緊時間學(xué)習(xí)西屋技術(shù),另一方面也一再強調(diào)“盡信屋不如無屋”。這里的“屋”,自然就是西屋。
2016年,“國和一號”通過國際原子能機構(gòu)(IAEA)的通用安全審評,獲得國際認(rèn)可。曾經(jīng)西屋劃的那條“紅線”已被突破?!皣鸵惶枴贝笮拖冗M非能動壓水堆,功率達到1500兆瓦,超越了AP1000技術(shù)引進合同設(shè)置的1350兆瓦的技術(shù)門檻。
華龍一號雙層安全殼可抵御撞機
距離福建福清市32公里遠,福清核電5號機組一處高達73.98米的外穹頂高聳入天。這一有望于明年商用的機組,可全面驗證具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)“華龍一號”的核電技術(shù)水平。
“華龍一號”是中國另一條三代核電自主技術(shù)線。中核集團福清核電副總工程師周賽軍坦言,其中最難的就是整體的設(shè)計方案,而“華龍一號”的核電的自主性體現(xiàn)在自主知識產(chǎn)權(quán)覆蓋了設(shè)計、燃料、設(shè)備、建造、運行、維護全流程,更是在安全性上提高了兩個數(shù)量級。
目前中國大多核電站是二代或二代+技術(shù),中核集團福清核電黨委宣傳部部長成利介對大公報表示,“華龍一號”作為三代技術(shù)的先進性就在于安全性能的提升。不僅能夠全面滿足福島核事故后核電廠改進行動通用技術(shù)要求,采用的雙層安全殼還能抵御大飛機的碰撞。
“我們自主開發(fā)了核電專用軟件,形成了完整的知識產(chǎn)權(quán)體系,完全不受進口依賴?!敝苜愜娊榻B,2015年,中核集團發(fā)布了中國首套自主核電軟件包和一體化軟件集成平臺(NESTOR),目前已應(yīng)用于福清5、6號的反應(yīng)堆工程設(shè)計工作中。
自主之路始秦山 援建巴基斯坦
中興禁運令事件刺痛了國人,引發(fā)社會各界對國家科技基礎(chǔ)實力的熱議。中國的核電也曾經(jīng)歷受制于人的局面,在幾代核電人的堅守和努力下,第一座核電站秦山已建成9臺機組,總裝機容星660.4萬千瓦,年發(fā)電量約500億千瓦時,是目前中國核電機組數(shù)雖最多、堆型品種最豐富的核電基地。
走進秦山核電站,整潔干凈的廠區(qū),經(jīng)典的壓水堆外殼,無不展現(xiàn)著它歷史的沉淀和驕傲。而彼時,秦山核電站的設(shè)計和建設(shè)在當(dāng)時中國沒有任何先例可循?!爸袊鴦傞_啟核電技術(shù)時曾確認(rèn)以壓水堆為主的發(fā)展路線,但由于西方的封鎖,便以經(jīng)濟合作的方式曲線突破,在秦山三期確立了與加拿大的重水堆堆型合作?!鼻厣胶穗姸麻L吳崗對大公報表示。
在秦山一期30萬千瓦級機組實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電僅15天后,中國便與巴基斯坦簽訂建造同樣堆型的兩臺30萬千瓦級機組合同。目前,由秦山核電負(fù)責(zé)調(diào)試運行的巴基斯坦恰?,敽穗娀?臺30萬千瓦機組已投入運行。
中國核電,自主創(chuàng)新,中美貿(mào)戰(zhàn)






