中國(guó)核電技術(shù)國(guó)產(chǎn)率超85%，徹底擺脫進(jìn)口依賴

核電是國(guó)之重器，尤其在中美貿(mào)戰(zhàn)中更為關(guān)鍵。今年8月，美國(guó)正式發(fā)起對(duì)華新一輪制裁，目標(biāo)直指核電。幸運(yùn)的是，中國(guó)在多年前就通過自主研發(fā)、建造實(shí)踐，培養(yǎng)人才，徹底擺脫了核電的進(jìn)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(hào)”、“國(guó)和一號(hào)”兩大三代自主核電型號(hào)，達(dá)到了85%以上的國(guó)產(chǎn)率。

美國(guó)近期發(fā)布對(duì)華“核限令”，將中國(guó)最大核企中廣核列入實(shí)體名單。事實(shí)上，在核電這一重要領(lǐng)域，歷任美國(guó)政府都在不斷加強(qiáng)對(duì)華管控。因此，中國(guó)政府在核電技術(shù)上確定了一條“引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新”之路。當(dāng)前，中國(guó)的兩條自主核電技術(shù)線，“國(guó)和一號(hào)”、“華龍一號(hào)”的國(guó)產(chǎn)率均超過了85%，尤其是“國(guó)和一號(hào)”(CAP1400)，超越了2007年引進(jìn)的美國(guó)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(shí)產(chǎn)權(quán)，并取得多項(xiàng)創(chuàng)新。這項(xiàng)技術(shù)將在山東石島灣落地，擬建設(shè)2臺(tái)大型先進(jìn)壓水堆核電機(jī)組，設(shè)計(jì)壽命60年，單機(jī)容量140萬千瓦。

已建成三代核電裝備供應(yīng)鏈

2004年，中國(guó)確認(rèn)從美國(guó)西屋引進(jìn)第三代核電技術(shù)AP1000。彼時(shí)，中國(guó)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(guó)外壟斷，亟待突破。2007年，中國(guó)出臺(tái)壓水堆重大專項(xiàng)，為的就是在引進(jìn)AP1000基礎(chǔ)上，開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CAP1400大型先進(jìn)壓水堆核電技術(shù)，建成示范電站。

“國(guó)和一號(hào)”總設(shè)計(jì)師、上海核工院院長(zhǎng)鄭明光告訴記者，專項(xiàng)實(shí)施前，中國(guó)核電產(chǎn)業(yè)一直面臨設(shè)計(jì)、材料、關(guān)鍵設(shè)備“卡脖子”的問題。“只有邁過去，完成創(chuàng)新和超越，才能兌現(xiàn)當(dāng)年‘引進(jìn)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(guó)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(duì)中國(guó)嚴(yán)格封鎖。鄭明光回憶，項(xiàng)目組最早想去法國(guó)采購(gòu)，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。”

這倒逼了產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)各企業(yè)能力的提升。記者在上海電氣核電設(shè)備有限公司的核島主設(shè)備加工車間看到，“國(guó)和一號(hào)”的蒸汽發(fā)生器正在進(jìn)行生產(chǎn)工序。“在蒸汽發(fā)生器直徑6米多的管板組件上要打20050個(gè)孔，工藝非常復(fù)雜，體現(xiàn)了我們的核心制造能力。”該公司金工車間主任單杰介紹。

目前，中國(guó)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(gè)主設(shè)備都具備有2-5家可生產(chǎn)替補(bǔ)的企業(yè)。

在建機(jī)組11臺(tái)更具競(jìng)爭(zhēng)力

“國(guó)和一號(hào)”主要的設(shè)計(jì)創(chuàng)新還包括，進(jìn)一步降低堆芯熔化概率、72小時(shí)無人工干預(yù)之后補(bǔ)給能力、抗擊大型商用飛機(jī)撞擊能力、高可靠性的儀控保護(hù)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(jī)界面等。同時(shí)，“國(guó)和一號(hào)”更具經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。鄭明光表示，相比歐洲的EPR、美國(guó)的AP1000，“國(guó)和一號(hào)”批量化后造價(jià)至少還能再降低10%以上。

“法國(guó)、俄國(guó)、韓國(guó)現(xiàn)在都有自主技術(shù)，中國(guó)一定要有吸引力才能真正走出去。”上海電氣核電集團(tuán)黨委書記何延慶對(duì)大公報(bào)表示，中國(guó)的優(yōu)勢(shì)在于，發(fā)達(dá)國(guó)家核電站已趨飽和，而中國(guó)在建核電機(jī)組11臺(tái)，居世界第一。“三代技術(shù)能在中國(guó)‘走’一遍，所以我們更擁有成本優(yōu)勢(shì)。”

從秦山的30萬千瓦起步，“華龍一號(hào)”、“國(guó)和一號(hào)”是中國(guó)核電研發(fā)從引進(jìn)、吸收和再創(chuàng)新的產(chǎn)物。如今，中國(guó)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(qiáng)勁地顯現(xiàn)出來。

超越美紅線“盡信屋不如無屋”

2007年，中國(guó)從美國(guó)西屋公司引進(jìn)三代非能動(dòng)先進(jìn)核電技術(shù)AP1000，在此基礎(chǔ)上，啟動(dòng)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(shí)劃了一條紅線，即：中國(guó)在引進(jìn)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(jìn)非能動(dòng)核電站，才能擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

其中，“軟土地基”和“飛機(jī)撞擊”是中國(guó)土建領(lǐng)域的兩個(gè)核心技術(shù)。西屋公司在技轉(zhuǎn)中對(duì)這兩個(gè)課題進(jìn)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(tuán)隊(duì)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(jì)的廠址適宜性;自主開展核電廠抵抗商用大飛機(jī)撞擊研究，有效支撐了相關(guān)安全評(píng)審。

夏祖諷認(rèn)為，技轉(zhuǎn)是個(gè)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(yuǎn)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(shí)間學(xué)習(xí)西屋技術(shù)，另一方面也一再?gòu)?qiáng)調(diào)“盡信屋不如無屋”。這里的“屋”，自然就是西屋。

2016年，“國(guó)和一號(hào)”通過國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)的通用安全審評(píng)，獲得國(guó)際認(rèn)可。曾經(jīng)西屋劃的那條“紅線”已被突破。“國(guó)和一號(hào)”大型先進(jìn)非能動(dòng)壓水堆，功率達(dá)到1500兆瓦，超越了AP1000技術(shù)引進(jìn)合同設(shè)置的1350兆瓦的技術(shù)門檻。

華龍一號(hào)雙層安全殼可抵御撞機(jī)

距離福建福清市32公里遠(yuǎn)，福清核電5號(hào)機(jī)組一處高達(dá)73.98米的外穹頂高聳入天。這一有望于明年商用的機(jī)組，可全面驗(yàn)證具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)“華龍一號(hào)”的核電技術(shù)水平。

“華龍一號(hào)”是中國(guó)另一條三代核電自主技術(shù)線。中核集團(tuán)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(jì)方案，而“華龍一號(hào)”的核電的自主性體現(xiàn)在自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)覆蓋了設(shè)計(jì)、燃料、設(shè)備、建造、運(yùn)行、維護(hù)全流程，更是在安全性上提高了兩個(gè)數(shù)量級(jí)。

目前中國(guó)大多核電站是二代或二代+技術(shù)，中核集團(tuán)福清核電黨委宣傳部部長(zhǎng)成利介對(duì)大公報(bào)表示，“華龍一號(hào)”作為三代技術(shù)的先進(jìn)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(jìn)行動(dòng)通用技術(shù)要求，采用的雙層安全殼還能抵御大飛機(jī)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(shí)產(chǎn)權(quán)體系，完全不受進(jìn)口依賴。”周賽軍介紹，2015年，中核集團(tuán)發(fā)布了中國(guó)首套自主核電軟件包和一體化軟件集成平臺(tái)(NESTOR)，目前已應(yīng)用于福清5、6號(hào)的反應(yīng)堆工程設(shè)計(jì)工作中。

自主之路始秦山援建巴基斯坦

中興禁運(yùn)令事件刺痛了國(guó)人，引發(fā)社會(huì)各界對(duì)國(guó)家科技基礎(chǔ)實(shí)力的熱議。中國(guó)的核電也曾經(jīng)歷受制于人的局面，在幾代核電人的堅(jiān)守和努力下，第一座核電站秦山已建成9臺(tái)機(jī)組，總裝機(jī)容星660.4萬千瓦，年發(fā)電量約500億千瓦時(shí)，是目前中國(guó)核電機(jī)組數(shù)雖最多、堆型品種最豐富的核電基地。

走進(jìn)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(shí)，秦山核電站的設(shè)計(jì)和建設(shè)在當(dāng)時(shí)中國(guó)沒有任何先例可循。“中國(guó)剛開啟核電技術(shù)時(shí)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(jì)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。”秦山核電董事長(zhǎng)吳崗對(duì)大公報(bào)表示。

在秦山一期30萬千瓦級(jí)機(jī)組實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電僅15天后，中國(guó)便與巴基斯坦簽訂建造同樣堆型的兩臺(tái)30萬千瓦級(jí)機(jī)組合同。目前，由秦山核電負(fù)責(zé)調(diào)試運(yùn)行的巴基斯坦恰?，敽穗娀?臺(tái)30萬千瓦機(jī)組已投入運(yùn)行。