三代核电自主化的完美轨迹
发布人:系统管理员  发布时间:2014-03-12   浏览次数:10

今年以来,我国三代核电自主化进展信息不断刷新:自主化依托项目世界首批AP1000(我国从美国西屋企业引进的先进三代核电技术)机组建设总体可控,首台机组核岛土建完工;AP1000消化吸取已经完成,国产化AP1000标准设计即将应用于后续核电项目建设;大型先进压水堆重大专项CAP1400核电初步设计通过国家审查,关键试验台架取得的试验数据有力支撑了CAP1400的设计验证和安全评审。

与此同时,通过依托项目和重大专项拉动,除主泵等尖端设备国产化工作正按计划推进外,AP1000设备已基本实现国产化,CAP1400设备已经实现自主设计和研制,示范工程核岛设备国产化率有望超过80%,数字化仪控系统、核心App等都实现重要突破。近六年来,三代核电自主化对整个核电产业的整体提升作用显著。

投入巨资搞研发,供货商图什么?

被称为“尖端”的AP1000主泵(即屏蔽电机泵)研制到底有多难?从国家科技重大专项“大型先进压水堆及高温气冷堆核电站”专门为此投入六七亿元之巨可见一斑。

但这六七个亿只是小头。国家核电技术企业(下称“国核技”)科研部、重大办主任范霁红先容,两家供货商——沈鼓和哈电“各投了差不多二十个亿”来掌握技术、形成能力。他们到底图什么?

“国核技为他们设立了一个很好的机制”。范霁红透露,这个机制就是一个意向性协议:“你只要做出来了,我就连续采购你40台。”有了这好几十亿元订单,供货商再投入巨资研发,就“绰绰有余”了,“国家的钱真的起了‘四两拨千斤’的作用”。

在核电蒸汽发生器、主管道、一级核级电缆等设备、材料开发中,同样的机制也发挥了作用,引导企业先于国家投入,投大头。这就是专注于同一战略目标的协同效应。

国家意志:靠“市场之手”配置资源实现

在“四两拨千斤”的协同中,可以很明显看到国核技的牵头作用。

事实上,三代核电技术引进消化吸取再创新的“主体、载体和平台”,压水堆重大专项的“牵头实施单位”和示范工程“实施主体”,正是国家给国核技的定位。范霁红称,这“是一个很大的创举”,为什么?因为AP1000自主化依托项目,国核技并非业主,其“主体、载体和平台”角色靠工程总包(EPC)来体现,“依托项目和示范工程的实际需求体现在一张张订单上,大家就用这个订单把需要市场配置的资源牵动起来了”。

体现国家意志的重大专项目标,由“市场之手”配置资源来实现,是压水堆重大专项实施中最鲜明的特征。

该重大专项所表达的“国家意志”包括:在AP1000技术引进和自主化依托项目建设的基础上,通过国产化AP1000自主设计,实现AP1000技术的消化、吸取,全面掌握以非能动技术为标志的第三代核电技术。并在此基础上,进一步研究开发具有我国自主常识产权的大型先进压水堆核电技术,建成CAP1400示范工程,拥有一批高水平的常识产权成果,使我国核电设计、制造、建造和运行技术实现跨越式发展,2020年进入核电技术先进国家行列。

其背景是,2007年10月国家出台核电中长期发展规划(2005—2020年)之前30年左右的中国核电发展史,是一部被喻为“万国牌”的历史:建成6座核电站(11台机组),分别采用了5种不同机型、10余种国外标准,在技术路线上一直没有定型。中核集团董事长孙勤曾说过,这是“照葫芦画瓢,知其然,不知其所以然”,“虽也有创新,但脱不了人家的胚子,品牌不是大家的”。

三代引进的颠覆性思维在于,从技术模仿逐步过渡到自主创新,真正做到“知其所以然”,最终形成中国自主核电品牌“CAP1400”,甚至“CAP1700”,成为世界核电的领跑者。

吃透、消化,再完善、提高:AP1000引进的基本轨迹

有两件事情,很能说明从“知其然”到“知其所以然”的转变。

国核技董事长王炳华回忆,AP1000引进之初,国核技组织一个13人的团队去美国,跟美国核管会(NRC)就中国国家核安全局提出的1000多个问题作深度交流。“当然最终结果很好,但有一件事情让我心里非常沉重”——13人分成5个小组,每组也就两三个人;可对方基本上都是每组三四十人来作答。就是这样一个阵势让王炳华看到了极大的差距——“因为设计App是人家的,安全评审App是人家的,到目前为止,没有一个是咱们自己的”,“这些都是基础啊!”

跟NRC、跟AP1000原创方西屋企业,这样的交流后来还进行过许多次,双方阵容对比也在悄悄发生着变化。“大家的人越来越多,所提问题越来越深入”;而且,相比美方的平均中老年年龄,中方团队几乎全是年轻的面孔。

吃透、消化,再完善、提高,这就是三代核电AP1000引进的基本轨迹。通过在建的三门、海阳依托项目和重大专项支撑,加上后续项目,国核技实现了AP1000的中国化——CAP1000,“采用标准化设计,把美国标准转化成中国标准,把美国材料牌号转成中国材料牌号”,在此过程中,还改进其很多不足,并加入福岛事故后新的研究成果。

范霁红先容,依托项目首台AP1000机组的建设经验已大量反馈到后续机组,甚至反馈到美国在建的AP1000项目中,比如Vogtle项目,在钢制安全壳底封头与其下方CA20模块仅有20厘米厚的狭窄缝隙浇铸混凝土之前,中国依托项目“光为这件事情就反映给美方一份700页的资料”,告知怎样在里面加测量点,怎样保持混凝土均匀注入,防止其提前凝固……国核技还将派出首批工程技术人员到该项目提供技术支撑。同时,美国项目的建设经验也陆续反馈到我国CAP1000机组建设中。

核安全学问:用最高标准做最高端产品

类似前述“四两拨千斤”的例子,在AP1000设备国产化过程中数不胜数。用范霁红的话说,大到主泵、主管道,小到阀门,凡是“卡关”的,即人家卡脖子就过不去的,大家都组织攻关。

企业不惜血本地攻关,除了后面跟着的大订单,以及订单所预示的未来十几二十年内诱人的国内核电市场之外,其实还有更深层的考虑:为核电供货之后,企业学会用“核安全学问”的理念和标准来做产品,一下子就把管理水平提高到了一个崭新的层面,从原来做低端产品窜升至高端产品。

范霁红说明,为什么一个零部件,同样的材质、同样的加工要求,核电的远远高于火电(其实超超临界火电的运行参数比核电还高)?根源在于管理成本——每做一道要评审,每做一道要检验,处理不符合项要进行大量论证。“这一套弄下来,可以把产品做得一点瑕疵都没有,确保产品质量”。这一点,别的领域却无法全盘照搬,因为成本受不了。从这个角度讲,核电就是工业界的高端,它“所有的东西都是用最高要求来做的”。

技术支撑:着眼于核电综合试验能力配套

除了订单拉动,国核技的牵头作用还包括一些对供货厂商不可或缺而他们又自身难以承担的技术支撑。

以阀门为例,AP1000核电站有大大小小的阀门几千个,其中大批量的,国内很多厂家都有能力生产。但由于核电站阀门要求过高,产品必须经过特别严苛的实验鉴定,验证它在核电站的压力、温度、辐照情况下,会不会失效。建起这样一个实验鉴定平台需花费1亿多元,而阀门才卖几万、几十万元,厂家显然无能为力。

国核技在上海等地改造或新建了一批非盈利的行业公共试验研究平台,不仅着眼于AP1000依托项目建设的现实之需,更使我国具备了完整、配套的核电设备综合鉴定、试验能力。

对内对外开放:多方共赢尝甜头

引进—消化吸取—再创新的完美轨迹,得益于专注同一战略目标的协同,也得益于开放的心态、开放的机制。

开放体现在基础设施上。范霁红先容,国家投资了十几个试验台架,国核技把它们几乎全都建在大学里:清华“200号”、上海交大、西安交大、华北电大等都有;还有一部分,像中核105所、核动力院,原来就有的,“也给他们改造和新建了一部分台架”。

肯花钱“为别人”建基础设施,唯一的说明就是出于“为我所用”的开放心态——“怎样快就怎么来,怎样节约资源就怎么来,怎样效率高就怎么样来”。

开放更体现在用人上。

2010年10月,国核技直指我国核电技术最大软肋——被称为核电站“神经中枢” 的系统App,发起成立“核电App工作站”。在相关人力资源不足的情况下,决定与上海交大、西安交大、华北电大共建,主任、副主任兼总工程师都是从高校招聘。“刚成立时,大学老师承担了60%到70%的工作,有十几、二十个大学老师带着三四十个研究生,几个月几个月地在大家这里工作”,但他们是按国核技的核安全质保体系做事。直到去年,由大学老师承担的工作还超过1/3。这样“既发挥了老师的作用,又培养了学生;大家选人也选得更准了”。

除了对国内开放,对国外也同样开放。王炳华曾说,就算你领先了,你关起门来干几年,就会又落后了。这几年,国核技在跟AP1000原创方美国西屋企业、洛克希德马丁企业、德国凯士比企业以及核安全支撑机构的合作中,实实在在尝到了“双赢”甚至“多赢”的甜头。

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