第四代核電背后的創(chuàng)新體系探索

9月，山東榮成?！秶?guó)資報(bào)告》記者穿戴好防護(hù)裝備，經(jīng)過(guò)層層安檢，終于走進(jìn)了高溫氣冷堆示范工程建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)，幾座正在建設(shè)中的灰色方形建筑映入眼簾。中核能源科技有限公司總工程師陳景指著這些建筑，向記者逐一介紹反應(yīng)堆廠房、乏燃料廠房、汽輪機(jī)廠房等核島和常規(guī)島廠房的布局。

2006年，《國(guó)家科技中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020)》提出建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家戰(zhàn)略，確定了16個(gè)國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)，高溫氣冷堆核電站是“大型先進(jìn)壓水堆及高溫氣冷堆核電站”重大專(zhuān)項(xiàng)的重要組成部分。2008年2月，國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議批準(zhǔn)高溫氣冷堆重大專(zhuān)項(xiàng)總體實(shí)施方案。

記者在現(xiàn)場(chǎng)了解到，目前，高溫氣冷堆示范工程進(jìn)展順利，已經(jīng)進(jìn)入安裝調(diào)試沖刺階段，將于2019年底前后建成，屆時(shí)，將成為世界首座球床模塊式高溫氣冷堆商用核電站示范工程。而在這背后，是中核能源和整個(gè)產(chǎn)業(yè)化團(tuán)隊(duì)十多年以來(lái)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合自主創(chuàng)新的不懈探索和創(chuàng)造性實(shí)踐。

打造創(chuàng)新體系

在科技創(chuàng)新過(guò)程中，最難啃的“硬骨頭”，當(dāng)數(shù)原始創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化這兩個(gè)環(huán)節(jié)。因此，《國(guó)家科學(xué)和技術(shù)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020)》提出，建設(shè)以市場(chǎng)為導(dǎo)向、以企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的自主創(chuàng)新體系。高溫氣冷堆作為我國(guó)領(lǐng)跑世界的第四代核電技術(shù)，本身就具有極強(qiáng)的代表性。作為高溫氣冷堆產(chǎn)業(yè)化平臺(tái)的中核能源科技有限公司，也是我們國(guó)家在戰(zhàn)略高科技領(lǐng)域以企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的一個(gè)典型。

在實(shí)踐過(guò)程中，高溫氣冷堆的自主創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化，面臨著諸多現(xiàn)實(shí)的難題。中核能源科技有限公司黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)張國(guó)華告訴記者，首先，按照“創(chuàng)新隧道”規(guī)律，大約700個(gè)創(chuàng)新理念進(jìn)入隧道，只能形成125個(gè)小項(xiàng)目，其中有2個(gè)能夠成為真正發(fā)起的項(xiàng)目，而最終的成功產(chǎn)品只有1個(gè)。其次，高溫氣冷堆是一套復(fù)雜的技術(shù)體系，需要反應(yīng)堆工程、熱能、設(shè)備制造、材料、電氣、建筑、工程建造等多門(mén)類(lèi)技術(shù)的集成。第三，研發(fā)創(chuàng)新周期長(zhǎng)、投入巨大，時(shí)間跨度達(dá)40年以上。最后，大學(xué)、科研院所、企業(yè)、個(gè)人、政府等跨行業(yè)、跨國(guó)界眾多創(chuàng)新主體參與，利益機(jī)制非常復(fù)雜?？萍紕?chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化要獲得成功，必須形成一套資源集聚、利益平衡的有效機(jī)制。

面對(duì)上述難題，2003年，原中核建設(shè)集團(tuán)與清華大學(xué)聯(lián)合組建了產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的科技成果轉(zhuǎn)化平臺(tái)——中核能源科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)中核能源)，并以它作為主體和基點(diǎn)，逐步形成了以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)、以產(chǎn)權(quán)為紐帶的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)是以市場(chǎng)為導(dǎo)向，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，不是“拉郎配”，因此具有生命力，發(fā)揮了巨大的作用。

關(guān)于創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的組成，首先是由技術(shù)研發(fā)單位(清華大學(xué))，核工業(yè)體系(原中核建集團(tuán))，發(fā)電企業(yè)(華能集團(tuán))組成的第一層級(jí)的戰(zhàn)略聯(lián)盟，并通過(guò)產(chǎn)權(quán)的方式，把各方連接在一起。第二層級(jí)，也是創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)落地的核心主體，就是EPC總承包公司中核能源、技術(shù)研發(fā)單位清華大學(xué)核研院，以及示范工程業(yè)主公司。另外，通過(guò)高溫氣冷堆示范工程從更大范圍上把設(shè)備制造商、燃料供貨商、土建安裝施工單位等聯(lián)合在了一起。最后，政府在整個(gè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)形成過(guò)程中，起到的是政策引導(dǎo)和支持的作用，國(guó)家重大科技專(zhuān)項(xiàng)的實(shí)施方案則把創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)各方的作用固化下來(lái)，在國(guó)家政策上正式確立和形成了真正的創(chuàng)新體系。

關(guān)于創(chuàng)新體系的運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力和機(jī)制，首先是各方內(nèi)在的利益驅(qū)動(dòng)和戰(zhàn)略目標(biāo)的高度一致。原中核建設(shè)集團(tuán)積極推進(jìn)轉(zhuǎn)型升級(jí)，希望擁有自己的核心技術(shù)。清華大學(xué)希望將實(shí)驗(yàn)堆技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化、實(shí)現(xiàn)核能報(bào)國(guó)理想。華能集團(tuán)則敢于第一個(gè)“吃螃蟹”投資示范工程，體現(xiàn)了央企的戰(zhàn)略眼光和責(zé)任擔(dān)當(dāng)。在合作過(guò)程中，各方在利益共享機(jī)制方面也體現(xiàn)了坦誠(chéng)的態(tài)度。包括技術(shù)推廣權(quán)益，股權(quán)利益等，都談得非常清楚，多年來(lái)合作非常順暢。

在創(chuàng)新體系運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，人的作用不容忽視。除了戰(zhàn)略目標(biāo)和體制機(jī)制，還必須要有一個(gè)團(tuán)隊(duì)，將高溫氣冷堆作為自己的事業(yè)。張國(guó)華向記者感慨道，“核能產(chǎn)業(yè)周期這么長(zhǎng)，如果不作為一個(gè)事業(yè)來(lái)做，而是僅僅作為工作、飯碗，那是很可能做不成的。幸運(yùn)的是，我們有一個(gè)核心的產(chǎn)業(yè)化團(tuán)隊(duì)，雖然收入不算高，但大家都克服了很多困難，十多年一門(mén)心思做一件事情，最終走到了今天。”

發(fā)揮企業(yè)主體作用

在各方努力之下，高溫氣冷堆不斷取得積極進(jìn)展：2003-2008年，完成了20萬(wàn)千瓦級(jí)模塊式高溫氣冷堆核電廠標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型設(shè)計(jì)與安全分析;2008年10月，高溫氣冷堆示范工程揭牌，并簽訂總承包協(xié)議、主設(shè)備供貨同;2010年2月，高溫氣冷堆國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)的科研任務(wù)正式啟動(dòng);2012年12月9日，高溫氣冷堆示范工程正式開(kāi)工建設(shè)。

2017年9月，科技部舉行大型先進(jìn)壓水堆及高溫氣冷堆國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)新聞發(fā)布會(huì)。高溫堆分項(xiàng)總師張作義介紹說(shuō)，專(zhuān)項(xiàng)在高性能核燃料，工業(yè)放大與工程技術(shù)試驗(yàn)驗(yàn)證，以及主要關(guān)鍵設(shè)備的研制方面，均取得創(chuàng)新進(jìn)展，并揭示了這個(gè)項(xiàng)目的重大意義或應(yīng)用前景。“這是世界上示范工程最接近完成，因此也最接近商業(yè)化，安全性最高的四代核電技術(shù)。”張作義說(shuō)。

據(jù)張作義介紹，下一步，可以利用示范工程已經(jīng)驗(yàn)證的技術(shù)，在保持主要設(shè)備及系統(tǒng)不變的情況下，多個(gè)模塊組合，形成60萬(wàn)千瓦的核電機(jī)組，用來(lái)替代同等功率的燃煤發(fā)電機(jī)組，實(shí)現(xiàn)高效發(fā)電。另外，示范工程的反應(yīng)堆出口溫度是750℃，在同樣的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)及使用同樣材料情況下，可以實(shí)現(xiàn)950-1000℃的高溫供熱。利用這種高溫能量，可以用來(lái)大規(guī)模高效率制氫，為從鋼鐵工業(yè)到汽車(chē)交通等各種領(lǐng)域提供新型能源，推動(dòng)這些領(lǐng)域的跨越式發(fā)展。

在自主創(chuàng)新過(guò)程中，作為產(chǎn)學(xué)研結(jié)合平臺(tái)和科技成果轉(zhuǎn)化公司的中核能源，也充分發(fā)揮了企業(yè)主體作用，并體現(xiàn)了多方面的價(jià)值。比如，在產(chǎn)業(yè)化推廣方面，中核能源與清華大學(xué)核研院聯(lián)合開(kāi)展研發(fā)設(shè)計(jì)和科研攻關(guān)，在原國(guó)防科工委支持下完成了20萬(wàn)千瓦級(jí)模塊式高溫氣冷堆核電廠標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型設(shè)計(jì)與安全分析，同時(shí)，發(fā)揮產(chǎn)業(yè)化平臺(tái)和總承包作用，推動(dòng)形成創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)鏈的形成。目前，中核能源還在積極推進(jìn)60萬(wàn)千瓦高溫氣冷堆項(xiàng)目和高溫氣冷堆的“走出去。”

在工程化研究方面，中核能源作為工程實(shí)施主體，和研發(fā)設(shè)計(jì)方清華核研院形成了一個(gè)高度互補(bǔ)、高度融合的聯(lián)合體，在主要設(shè)備、系統(tǒng)工業(yè)放大、工程驗(yàn)證，和優(yōu)化制造工藝、建造技術(shù)、縮短工期等方面，做了大量工程化研究，并承擔(dān)了數(shù)百項(xiàng)科研項(xiàng)目，形成了一大批科技成果和產(chǎn)權(quán)成果。

此外，中核能源還形成了精干高效的高溫氣冷堆EPC總承包人才隊(duì)伍。之所以能實(shí)現(xiàn)人才隊(duì)伍的精干高效，首先得益于產(chǎn)學(xué)研的緊密結(jié)合，使得中核能源可以與技術(shù)研發(fā)設(shè)計(jì)單位清華大學(xué)共同組建聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，并在專(zhuān)業(yè)力量方面實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)、融合。其次是采用了先進(jìn)的工程信息化手段，形成了以三維設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)、與清華大學(xué)核研院數(shù)據(jù)一體化的設(shè)計(jì)平臺(tái)。在三維設(shè)計(jì)的環(huán)境下，各個(gè)專(zhuān)業(yè)互相的影響，和碰撞檢查，都可以通過(guò)信息平臺(tái)完成。同時(shí)，設(shè)計(jì)平臺(tái)還與設(shè)備制造和采購(gòu)平臺(tái)連接在一起，實(shí)現(xiàn)了信息的共享，大大提高了總承包管理的效率。

未來(lái)更美好

回顧過(guò)去十幾年的自主創(chuàng)新歷程，中核能源的定位和目標(biāo)非常明確，就是高溫氣冷堆重大專(zhuān)項(xiàng)的工程實(shí)施主體，高溫氣冷堆技術(shù)創(chuàng)新的企業(yè)主體。中核能源通過(guò)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，集聚股東優(yōu)勢(shì)資源，已經(jīng)成為擁有核心技術(shù)的核電工程公司。中核能源的角色，就是負(fù)責(zé)把實(shí)驗(yàn)室技術(shù)通過(guò)工程轉(zhuǎn)化變成可以商業(yè)化應(yīng)用的成熟產(chǎn)品，同時(shí)以總承包的方式建成核電站，把最終產(chǎn)品賣(mài)給投資者。

2015年1月，在我國(guó)核工業(yè)創(chuàng)建60周年之際，習(xí)近平總書(shū)記做出重要批示：核工業(yè)是高科技戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，是國(guó)家安全重要基石。要堅(jiān)持安全發(fā)展、創(chuàng)新發(fā)展，堅(jiān)持和平利用核能，全面提升核工業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，續(xù)寫(xiě)我國(guó)核工業(yè)新的輝煌篇章。