北极星核电网讯:为充分展示新中国成立70周年、上海解放70周年上海产业和信息化发展的光辉历程、伟大成就和宝贵经验,人民网上海频道与中共上海市经济和信息化工作委员会即日起联合推出“壮丽70年·建功新时代——上海制造新气象新作为”主题报道。 系列报道重点挖掘新时代“上海制造”发展历程中先进的思想、优秀的作品、神奇的科技、震撼的工程,讲好上海故事,传播制造精彩,展示上海产业人勇当排头兵、先行者的不凡业绩,全力打响“上海制造”品牌。 早在40多年前改革开放初期,中国核电事业还处于起步、“拓荒”阶段。伴随着改革开放大潮,中国在民用核电领域实现从无到有、从小到大,中国“核电梦”一步步实现。 从跟跑到并跑再到领跑,中国潜心研究开发的自主核电技术在满足自身能源需求的同时,也实现了从技术到产业的“逆袭”,成功打入国际市场,中国正成为世界核电技术与核电工程建设的重要贡献者之一。从“中国制造”到“中国创造”,中国核电也正成为代表中国高端制造业走向世界的“名片”。 1985年3月20日,秦山核电站浇灌第一罐混凝土,该工程是我国核电自主研发的起点,被誉为“国之光荣”。同时,它也是上海核工院(728院)独立自主进行核电研发的起点。 从此,“自主创新”这个基因被深深烙在728院人的基因里。如今的改革开放新时代,这支与中国核电同时起步的“铁军”在大型先进压水堆核电站国家重大科技专项研发奋进搏击,推动国家核电产业链实现跨越式、自主化发展。 2007年,党中央、国务院作出了“引进先进技术、统一技术路线、高起点实现我国核电自主化”这一重大国家战略决策,上海核工院作为技术主体,承担着我国引进消化吸收第三代先进核电技术AP1000,并在此基础上实现创新研发国家科技重大专项大型先进压水堆CAP1400核电站的历史重任。 AP1000到CAP1400(国和一号),看似只是多出一个字母、仅有一个数字之差,却是一次艰辛的跨越。但是,他们却做到了。 解决“卡脖子”难题 核电设计踏上自主品牌研发路 上海核工院作为大型先进压水堆核电站重大专项技术牵头单位,借助新型举国机制,从2007年开始,联合国内相关大学、科研院所、制造业等产学研200多家单位、2万名技术人员开展了中国核电发展历史上最波澜壮阔的科研攻关。 2006年11月,我国几经周折最终确定引进美国西屋公司的AP1000核电技术,并确认为未来中国核电发展的主流技术路线。当时我国虽然有一定的核电产业基础,但是全面对接三代核电技术,完全实现自主化还有一定的距离。引进了国外的先进技术之后,如何让其在国内的核电土壤上生根发芽,实现核电设备国产化,推动核电技术自主化,迫在眉睫。 大型先进压水堆重大专项总设计师、上海核工程研究设计院院长郑明光回忆起那段十年磨一剑的岁月,用四个字向记者概括——困难重重。 在专项实施之前,我国核电产业发展一直面临几个“卡脖子”的关键难题,他们存在于研发、设计、制造等各个领域,如设计自主化,材料国产化(如蒸汽发生器690U型管、核级焊管、大锻件)等。国产化,并不意味着只是简单将图纸、文件翻版成中文,而是一个结合工程反馈和实际设计经验,全面创新和优化的设计过程。 对这些难题进行逐一突破,就好比是参加一场闭卷考试。 拿蒸汽发生器690U型管来说, 国外把相关的研究数据、关键工艺视为核心技术,对我国实行严格封锁。最初时,项目组想去国外采购,多次尝试都未能成功。最后,决定咬着牙迎难而上。上海核工院和宝银特钢板、久立特财一起,历经六年攻坚克难,通过大量试验、多轮论证,最终建立了690U型管综合研究评价与制造体系,国内相关制造企业完成了从不会到会、从二代到三代的蜕变,装备制造能力实现了整体跨越。 在十年间,国和一号/CAP1400项目突破了国产化标准设计、型号设计、试验验证、核电站安全审评、主设备消化吸收、关键设备超大锻件研制、安全壳制造、核岛建造安装等大量关键核心技术。 据郑明光介绍,目前国和一号CAP1400已经实现超85%设备国产化制造,所有核心设备基本实现国产化。 所有的创新都必须建立在一个大前提之下,就是实现核电技术的完全自主化。在型号顶层设计、总参数层面突破知识产权限制,成为一个必须跨越的拦路门槛。 2007年底,基于当时国内的制造业水平,专家认为国和一号/CAP1400主泵、安全壳、蒸汽发生器应依旧参照AP1000,设计基本保持不变,只将堆芯的燃料组件从157组变成193组,反应堆热功率初定为373万千瓦。然而在2009年,AP1000技术的所有方美国西屋公司提出,如果国和一号/CAP1400热功率只有373万千瓦,毛电功率和净电功率就只有约140万千瓦和130万千瓦,没有突破合同中关于中方具备自主知识产权的条款,国和一号/CAP1400没有自主知识产权。 “我们充分利用了国内已有的试验技术基础与经验,发挥了相关的核电资源的优势,体现了新型举国机制、团队协作和创新的精神。”郑明光带领着他的项目团队肩扛重担,迎难而上。突破知识产权限制的目标,倒逼成就了我国建设、建成了先进非能动技术创新体系,培养和锻炼了一大批人才队伍,夯实了我国核电技术试验验证和型号开发的创新能力。 截至2018年底,压水堆重大专项已形成知识产权4699项,其中发明专利325项,获得中国授权专利1705项,各类标准751份,形成新产品、新工艺、新材料、新装置等293项,新建43个试验台架,实现了我国三代核电技术研发、工程设计、设备制造、试验验证的自主化。 推动三代核电产业链协同发展 构建产学研用四位一体创新体系 核电项目最重要的是什么?更高的安全性、更好的经济性,而国和一号/CAP1400,正是奔着这个目标去的。郑明光表示,通过实现技术自主化及设备国产化,从而进一步实现了自主研制,CAP1400与AP1000相比,安全性与经济性上更具竞争力。 在经济指标上,CAP1400相比AP1000有所提升的表现之一在于积累并建立了有效的产业链体系。十余年来,制造企业逐渐全面掌握反应堆压力容器、蒸汽发生器、数字化仪控系统、燃料组件、核级泵阀等三代核电关键设备技术,形成了一批具有世界先进水平的设备材料制造基地,建成了由160余家企业组成的面向国内外的三代核电设备供应链体系,具备年产6到8台套核电设备的能力,推动了装备制造业从二代跨越到了三代。 不少的企业都具备制造能力,同类设备都具有数家制造单位的设备制造体系,在这种充满竞争力的产业链体系下,形成了一种良性的社会竞争氛围,建立了有竞争氛围的产业格局。“特别就是像我们院对关键设备、关键技术都一般都是由几家单位同时参与相关工作,形成了一种良好的技术发展机制,实现了高效的项目管控。”在郑明光看来,这种竞争在促使技术得到多发展的同时,也将推动价格合理化——不追求价格最低但追求价格合理,使核电从研发、设计、制造、建造、运行各个方面都具有合理利润,使核电能够有序、有效、可持续发展。 良性的竞争氛围可以促使核电产业链实现跨越发展,而型号创新则是推动全产业链发展的源头动力。 |