CAP1400:让中国核电“走出去”


日期:2018年03月09日     科技日报


非能动堆芯冷却系统综合性能试验设施 受访者供图

   全国政协委员、中核集团董事长王寿君3月3日表示,中核集团与巴基斯坦、阿根廷、沙特、美国、加纳等国的核电合作已取得一系列新进展,广西快三遗漏值官方:中国核电正在健步“走出去”。
   中国核电之所以能够走出国门,缘于核电技术的飞速发展。
   自2008年国务院常务会议审查通过《大型先进压水堆核电站重大专项总体实施方案》,到现在正好10个年头。压水堆国家科技重大专项总设计师、上海核工程研究设计院院长郑明光在接受科技日报记者采访时表示,大型先进压水堆示范工程安全审查已在2016年通过,虽然开工时间还没有定,但是技术、装备、安全等各个方面的开工条件已完全具备。
   CAP1400压水堆示范工程项目被认为是集创新型国家科技成果之大成的标志性工程。下一步,如果能顺利进入工程阶段并最终实现并网发电,许多领域将由此获益。郑明光表示,该工程能提供大量电能,服务缺电地区,对保障能源安全、实现低碳环保发挥重要作用;另一方面随着项目的进一步推进,还将推动高端装备制造业能力水平的提升。这其中的影响是巨大的,未来人们能看到的不仅是中国核电要走出去,还要由此带动中国装备制造业走出去。
   10年前,我国几经周折求购了美国西屋公司的AP1000核电技术。CAP1400的定位就是在引进消化吸收AP1000的基础上,实现再创新、自主知识产权和独立出口权。到今天,这些当初设立的、面临巨大挑战的目标基本实现。
   中国核电形成面向未来的技术发展能力
   10年前,与美国签下合同、引进AP1000的时候,核电界的老人们最担心的是我国的基础水平跟先进技术之间的“横沟”太大,担心是否能完整实现技术复现并创新开发出属于中国的非能动核电先进型号。
   “如果说这些年我们最大的变化是什么?那就是我们更自信了。”郑明光说。
   经过10年的努力,在AP1000技术的基础上,经过产学研协同,我国200多家科研院所、大学、装备制造业等2万多人经过消化、吸收、再创新,成功研发了功率更大、安全性更高的大型先进非能动核电型号——CAP1400,成为我国真正具有自主知识产权和独立出口权的三代核电技术。
   让郑明光更为信心满满的是,经过10年攻关,技术团队系统、完整地掌握了CAP1400关键设计技术及关键设备设计技术。同时,专项的实施构建起了一个完整的设计研发体系和协同创新体系,包括完整的设计分析体系、设计软件体系、设计标准体系、试验验证体系、安全审评支持体系等,支撑CAP1400成为拥有完全自主知识产权与国家竞争力的核电型号,让中国核电形成面向未来的技术发展能力,为后续高质量、高水平、可持续、自主化发展提供了基础。这被认为是在一项项科研创新成果之外,重大专项技术攻关最宝贵的财富。
   推进核动力技术应用于多个领域
   官方数据显示,CAP1400项目突破了国产化标准设计、型号设计、试验验证、核电站安全评价、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10项关键核心技术。截至2017年底,已形成知识产权3492项,其中发明专利700项,获得中国授权专利1109项(其中发明专利250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。郑明光表示,这是多年来技术攻关的成果,这些突破和积累正是他和整个团队信心的源泉。
   核电项目最重要的是什么?安全性和经济性,CAP1400正是“奔着这个去的”。CAP1400设计上满足国际最高安全标准,安全上经过完整充分的试验验证与安全审评,在多层防御的基础上系统性地应用非能动和简化理念,充分考虑日本福岛核事故后的经验反馈,从设计、工程措施和管理上预防设备疲劳、人因、环境条件变化带来的风险,确保安全。经济上,首两台机组每千瓦造价为2300美元,批量化后造价至少再降低10%,这一价格让CAP1400“走出去”的竞争力进一步提升。
   未来CAP1400的发展,将毋庸置疑地推动我国先进非能动核电技术的发展,更重要的是会推动核动力技术在军民融合、空间技术、城市供热、海上供淡水供电等多种领域的应用。
   装备国产化为“出海”奠定基础
   2017年12月,随着由上海核工院、国核自仪共同实施的压水堆重大专项“核电泵、阀、电气设备及测量仪表研制”通过预验收,三代核电全部关键设备及材料基本实现国产化及自主化。
   不少核电领域的专家都清楚,我国核电产业受制于人的“卡脖子”问题,存在于研发、设计、制造等各个领域。而其中,受材料和生产水平之限,装备无法实现国产化成为最大的瓶颈。早年间,圈里人都知道郑明光和他的团队面临的压力真不小,基础理论薄弱、人才体系不全、材料装备水平跟不上、知识产权壁垒处处存在等等,但最大的压力却是一个设备设计出来后找不到能生产的厂家。
   这其中蒸汽发生器690U型管的研发生产就格外艰难,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。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。为降低设备研制风险同时培育良性的竞争氛围,CAP1400在研发设计的同时开展设备研制及国产化——对一些关键设备都安排两到三家厂家进行培育,对特别重要的设备如主泵甚至采用两条技术路线并行的策略,借助于专项的支持,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。
   中国一重原副总裁王宝忠说:“核电重大专项在实施过程中,将设计创新与装备制造相结合,使具有完全自主知识产权的CAP1400压力容器实现了设计结构创新化、锻件制造一体化、焊接及检测自动化的目标,锻件制造技术达到了国际领先水平,为核电装备走出去奠定了坚实的基础。”