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摆脱进口依赖国产率超85% 自主创新中国核电技术超美

2019-09-16 04:24:21大公报 作者:周琳
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图:中国核电设备国产率超百分之八十五。图为核电技术员在工作现场\大公报记者周琳摄

核电是国之重器,尤其在中美贸战中更为关键。今年8月,美国正式发起对华新一轮制裁,目标直指核电。幸运的是,中国在多年前就通过自主研发、建造实践,培养人才,彻底摆脱了核电的进口依赖。从1991年首座核电站秦山的并网发电,“裂变”至如今形成“华龙一号”、“国和一号”两大三代自主核电型号,达到了85%以上的国产率。

美国近期发布对华“核限令”,将中国最大核企中广核列入实体名单。事实上,在核电这一重要领域,历任美国政府都在不断加强对华管控。因此,中国政府在核电技术上确定了一条“引进、消化、吸收、再创新”之路。当前,中国的两条自主核电技术线,“国和一号”、“华龙一号”的国产率均超过了85%,尤其是“国和一号”(CAP1400),超越了2007年引进的美国西屋AP1000技术所设置的135万千瓦技术门槛,获得自主知识产权,并取得多项创新。这项技术将在山东石岛湾落地,拟建设2台大型先进压水堆核电机组,设计寿命60年,单机容量140万千瓦。

已建成三代核电装备供应链

2004年,中国确认从美国西屋引进第三代核电技术AP1000。彼时,中国已经具备了二代及二代+核电的批量建设能力,但在技术及设备产业链上仍有一些关键环节被国外垄断,亟待突破。2007年,中国出台压水堆重大专项,为的就是在引进AP1000基础上,开发出具有自主知识产权的CAP1400大型先进压水堆核电技术,建成示范电站。

pk10开奖“国和一号”总设计师、上海核工院院长郑明光告诉记者,专项实施前,中国核电产业一直面临设计、材料、关键设备“卡脖子”的问题。“只有迈过去,完成创新和超越,才能兑现当年‘引进技术以后不再落后’的承诺”。

比如,在蒸汽发生器690U型管研发上,国外将相关的研究数据、关键工艺视为核心技术,对中国严格封锁。郑明光回忆,项目组最早想去法国采购,多次尝试都未能成功。“后来,干脆横下心来自己做。一家能生产还不够,要几家都能做才行。”

这倒逼了产业链环节各企业能力的提升。记者在上海电气核电设备有限公司的核岛主设备加工车间看到,“国和一号”的蒸汽发生器正在进行生产工序。“在蒸汽发生器直径6米多的管板组件上要打20050个孔,工艺非常复杂,体现了我们的核心制造能力。”该公司金工车间主任单杰介绍。

目前,中国已经建成面向全球、中外共享的三代核电装备供应链体系。每个主设备都具备有2-5家可生产替补的企业。

在建机组11台 更具竞争力

“国和一号”主要的设计创新还包括,进一步降低堆芯熔化概率、72小时无人工干预之后补给能力、抗击大型商用飞机撞击能力、高可靠性的仪控保护系统、优化的放射性废物处理系统、改善系统总体布置和人机界面等。同时,“国和一号”更具经济优势。郑明光表示,相比欧洲的EPR、美国的AP1000,“国和一号”批量化后造价至少还能再降低10%以上。

“法国、俄国、韩国现在都有自主技术,中国一定要有吸引力才能真正走出去。”上海电气核电集团党委书记何延庆对大公报表示,中国的优势在于,发达国家核电站已趋饱和,而中国在建核电机组11台,居世界第一。“三代技术能在中国‘走’一遍,所以我们更拥有成本优势。”

从秦山的30万千瓦起步,“华龙一号”、“国和一号”是中国核电研发从引进、吸收和再创新的产物。如今,中国核电潮以秦山为“引擎”,田湾、福清、石岛湾等核电站相继发展,星罗棋布,在东南沿海强劲地显现出来。

超越美红线 “尽信屋不如无屋”

图:国和一号湿绕组电机主泵样机\资料图片

2007年,中国从美国西屋公司引进三代非能动先进核电技术AP1000,在此基础上,启动了三代核电完全自主化的道路。西屋公司在技术转让时划了一条红线,即:中国在引进AP1000核电技术基础上,只有开发出净电功率大于135万千瓦的大型先进非能动核电站,才能拥有自主知识产权。

pk10开奖其中,“软土地基”和“飞机撞击”是中国土建领域的两个核心技术。西屋公司在技转中对这两个课题进行了全面的技术封锁。为此,核工业土建方面知名专家夏祖讽便带领结构创新团队的同事们研究软土地基上的核岛结构分析技术、拓展标准设计的厂址适宜性;自主开展核电厂抵抗商用大飞机撞击研究,有效支撑了相关安全评审。

夏祖讽认为,技转是个好事,但绝不能一味“复制西屋”,否则便是“一直在学习,永远没超越”。因此,在西屋技转期间,以夏祖讽为首的核电人一方面抓紧时间学习西屋技术,另一方面也一再强调“尽信屋不如无屋”。这里的“屋”,自然就是西屋。

pk10开奖2016年,“国和一号”通过国际原子能机构(IAEA)的通用安全审评,获得国际认可。曾经西屋划的那条“红线”已被突破。“国和一号”大型先进非能动压水堆,功率达到1500兆瓦,超越了AP1000技术引进合同设置的1350兆瓦的技术门槛。

华龙一号双层安全壳可抵御撞机

图:今年4月27日,华龙一号全球首堆启动冷试,全面转入调试阶段\资料图片

pk10开奖距离福建福清市32公里远,福清核电5号机组一处高达73.98米的外穹顶高耸入天。这一有望于明年商用的机组,可全面验证具有中国自主知识产权“华龙一号”的核电技术水平。

“华龙一号”是中国另一条三代核电自主技术线。中核集团福清核电副总工程师周赛军坦言,其中最难的就是整体的设计方案,而“华龙一号”的核电的自主性体现在自主知识产权覆盖了设计、燃料、设备、建造、运行、维护全流程,更是在安全性上提高了两个数量级。

目前中国大多核电站是二代或二代+技术,中核集团福清核电党委宣传部部长成利介对大公报表示,“华龙一号”作为三代技术的先进性就在于安全性能的提升。不仅能够全面满足福岛核事故后核电厂改进行动通用技术要求,采用的双层安全壳还能抵御大飞机的碰撞。

“我们自主开发了核电专用软件,形成了完整的知识产权体系,完全不受进口依赖。”周赛军介绍,2015年,中核集团发布了中国首套自主核电软件包和一体化软件集成平台(NESTOR),目前已应用于福清5、6号的反应堆工程设计工作中。

自主之路始秦山 援建巴基斯坦

图:秦山核电基地成为目前中国核电机组数量最多的核电基地\大公报记者周琳摄

pk10开奖中兴禁运令事件刺痛了国人,引发社会各界对国家科技基础实力的热议。中国的核电也曾经历受制于人的局面,在几代核电人的坚守和努力下,第一座核电站秦山已建成9台机组,总装机容星660.4万千瓦,年发电量约500亿千瓦时,是目前中国核电机组数虽最多、堆型品种最丰富的核电基地。

pk10开奖走进秦山核电站,整洁干净的厂区,经典的压水堆外壳,无不展现着它历史的沉淀和骄傲。而彼时,秦山核电站的设计和建设在当时中国没有任何先例可循。“中国刚开启核电技术时曾确认以压水堆为主的发展路线,但由于西方的封锁,便以经济合作的方式曲线突破,在秦山三期确立了与加拿大的重水堆堆型合作。”秦山核电董事长吴岗对大公报表示。

在秦山一期30万千瓦级机组实现并网发电仅15天后,中国便与巴基斯坦签订建造同样堆型的两台30万千瓦级机组合同。目前,由秦山核电负责调试运行的巴基斯坦恰希玛核电基地4台30万千瓦机组已投入运行。

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