華龍一號：中核集團勇當核電產(chǎn)業(yè)鏈“鏈長”的成功實踐

　　習(xí)近平總書記指出，中央企業(yè)等國有企業(yè)要勇挑重擔、敢打頭陣，勇當原創(chuàng)技術(shù)的“策源地”、現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈的“鏈長”。國務(wù)院國資委要求中央企業(yè)堅決貫徹落實黨中央、國務(wù)院決策部署，著力提升基礎(chǔ)固鏈、技術(shù)補鏈、融合強鏈、優(yōu)化塑鏈能力，不斷增強產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈韌性和競爭力，在現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系構(gòu)建中更好發(fā)揮支撐引領(lǐng)作用。

　　我國自主三代核電華龍一號的建成投產(chǎn)，是中核集團堅持自主創(chuàng)新，服務(wù)國家戰(zhàn)略的重大成就。2015年12月4日，國家主席習(xí)近平在約翰內(nèi)斯堡同南非總統(tǒng)祖馬共同出席中非裝備制造業(yè)展開幕式，在參觀中核集團展臺時親自介紹華龍一號：這是我們自己的技術(shù)，我們要把它推向非洲和世界。2015年6月15日，中共中央政治局常委、國務(wù)院總理李克強在中國核電工程有限公司考察時，詳細了解了華龍一號的自主創(chuàng)新成果，并強調(diào)指出：你們自主研發(fā)制造質(zhì)量優(yōu)、有競爭力的核電機組，是在鑄“國之重器”，為中國發(fā)展“強筋壯骨”。

　　自2015年5月全球首臺機組落地福建福清以來，華龍一號機組建設(shè)已成遍地開花之勢。在國內(nèi)，華龍一號已然是當前我國核電項目建設(shè)的主打堆型。除福清核電5、6號機組建成投產(chǎn)外，華龍一號還分別落戶在廣西防城港、福建漳州、海南昌江等地，在建及投運規(guī)模已經(jīng)突破10臺。在海外，作為我國“走出去”的一張重要名片，華龍一號成績斐然，已經(jīng)是當前世界核電市場上最具競爭力的三代核電機型之一。成功出口巴基斯坦的卡拉奇2、3號兩臺機組均已投入商運，多個國家的華龍一號項目正在有序推進。

　　隨著華龍一號批量化建設(shè)和后續(xù)機型研發(fā)，我國三代核電技術(shù)已進入核能開發(fā)第一方陣。這既得益于中核集團完整核科技工業(yè)體系的發(fā)展基礎(chǔ)，也有效帶動了我國核科技工業(yè)體系能力的整體提升。中核集團在核工業(yè)自主創(chuàng)新和工程建設(shè)方面發(fā)揮了引領(lǐng)作用，華龍一號是中核集團勇當核電產(chǎn)業(yè)鏈“鏈長”的成功實踐。

　　補短鍛長

　　推進基礎(chǔ)固鏈

　　在華龍一號研發(fā)建造過程中，中核集團充分利用在技術(shù)、人才等方面的優(yōu)勢，鞏固提升了核電建造、核燃料研發(fā)應(yīng)用等優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位，同時，加快補齊核電產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵領(lǐng)域、關(guān)鍵產(chǎn)品、關(guān)鍵技術(shù)的薄弱環(huán)節(jié)和短板弱項，維護了產(chǎn)業(yè)鏈穩(wěn)定安全。

　　在核電建造方面，中核集團是全球唯一一家連續(xù)30余年不間斷從事核電建造的領(lǐng)先企業(yè)。但面對華龍一號首堆工程，其涉及大的專業(yè)領(lǐng)域70多個，80多個構(gòu)筑物，360多個系統(tǒng)，工程設(shè)計圖紙20萬張以上。世界上三代核電首堆，不管是美國的AP1000，還是法國的EPR，大都遭遇了拖期的魔咒。的確，首堆建設(shè)難度極大，中核集團也絕不敢輕視。

　　在各方協(xié)同之下，華龍一號全球首堆的建設(shè)穩(wěn)步向前推進，相繼完成穹頂?shù)跹b、冷試、熱態(tài)性能試驗、第一組燃料組件入堆等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。2020年11月27日，經(jīng)過5年多建設(shè)，華龍一號并網(wǎng)發(fā)電。2021年1月30日，華龍一號宣布商運。這也是世界上首個按照計劃工期推進的三代核電機組。

　　在核燃料方面，中核集團擁有我國唯一的、完整的核燃料循環(huán)工業(yè)體系，在核燃料研發(fā)應(yīng)用方面具有數(shù)十年成熟的經(jīng)驗。為了適應(yīng)核電的迅速發(fā)展和出口核電項目的迫切需求，早在2010年，中核集團就將CF項目列為集團公司重點科技專項，全面啟動自主化先進燃料元件的研發(fā)工作。

　　中核集團通過實施CF系列燃料組件研發(fā)，建立了CF燃料自主品牌，使得我國擺脫了無自主知識產(chǎn)權(quán)燃料品牌的困境，為我國自主化三代核電華龍一號等核電技術(shù)順利出口提供了重要支撐，實現(xiàn)了我國核電燃料組件研發(fā)的跨越式發(fā)展，對保障我國核能事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

　　除了鍛造長板殺手锏，華龍一號首堆涉及75個專業(yè)，共計7萬多臺套設(shè)備，其中許多關(guān)鍵設(shè)備的設(shè)計技術(shù)長期掌握在核電強國手中。面對產(chǎn)業(yè)鏈高質(zhì)量發(fā)展的卡點堵點，中核集團在華龍一號堆型研發(fā)初期就制定了關(guān)鍵核心設(shè)備要實現(xiàn)自主研發(fā)、自主設(shè)計、自主制造的堆型研發(fā)設(shè)計策略。

　　如此規(guī)模數(shù)量的設(shè)備研制及交貨任務(wù)，帶給國內(nèi)制造業(yè)的，不僅體現(xiàn)在經(jīng)濟規(guī)模上，更重要的是通過參與核電建設(shè)，帶動裝備制造業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和轉(zhuǎn)型升級。通過華龍一號裝備國產(chǎn)化供貨，促進了科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用和設(shè)備制造產(chǎn)業(yè)升級，推動形成了國內(nèi)每年8臺套以上的完整核電設(shè)備制造供貨能力。

　　華龍一號先進堆芯測量系統(tǒng)填補了國內(nèi)三代核電技術(shù)堆芯測量系統(tǒng)的空白，性能指標達到國際先進水平;控制棒驅(qū)動機構(gòu)各項指標均超出三代核電技術(shù)的設(shè)計要求，達到世界領(lǐng)先水平，熱態(tài)壽命試驗運行步數(shù)更是創(chuàng)造了世界紀錄……設(shè)備國產(chǎn)化率和設(shè)備的經(jīng)濟性指標大幅提升，裝備制造的質(zhì)量、可靠性、可維修性均有保證，確保了核心關(guān)鍵設(shè)備不受制于人，打破了國際壟斷，有力地保證了華龍一號堆型的深度自主化設(shè)計，為解決華龍一號技術(shù)出口鋪平道路。

　　強化創(chuàng)新

　　推進技術(shù)補鏈

　　中核集團在華龍一號研發(fā)設(shè)計過程中，從基礎(chǔ)性應(yīng)用技術(shù)研究、反應(yīng)堆、先進核燃料、安全系統(tǒng)設(shè)計到裝備研制，組織開展一系列重大自主攻關(guān)，全面掌握關(guān)鍵核心技術(shù)，突破了各項技術(shù)瓶頸，形成700余項專利技術(shù)，開發(fā)出120多項應(yīng)用技術(shù)軟件，建立起了完整的自主技術(shù)體系和知識產(chǎn)權(quán)體系。

　　核安全是核電生命力的基石，華龍一號技術(shù)創(chuàng)新始終以提升安全性為首要出發(fā)點，其中包括“177堆芯”設(shè)計，能動與非能動相結(jié)合的安全理念，設(shè)計基準地震提高到 0.3g達到國際先進水平，反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)采用破前漏技術(shù)，增設(shè)應(yīng)對設(shè)計擴展工況的安全設(shè)施等，使得電廠安全水平比法規(guī)和用戶要求文件的要求至少提高一個數(shù)量級，并具有足以媲美其他三代核電機型的性能指標，確保了電廠的經(jīng)濟性與先進性，讓華龍一號在國際市場上具有充分的市場競爭力。

　　相對于以往核電技術(shù)通常使用的157堆芯，核動力院的研發(fā)團隊則在充分論證可行性后，獨創(chuàng)性提出了177堆芯的方案，被譽為核工業(yè)的“中國芯”，既提高了經(jīng)濟性，又增加了安全性。從“157”到“177”，看似簡單，實則復(fù)雜。在充分考慮熱量傳遞、燃料富集度等組件之間相互制約的因素后，還要提升堆芯性能，并不是一件容易的事情。

　　據(jù)華龍一號副總設(shè)計師、核反應(yīng)堆及一回路系統(tǒng)總設(shè)計師劉昌文回憶，為在參數(shù)的平衡間找到最優(yōu)的布置方式，科研人員自我加壓，艱難攻關(guān)，在堆芯裝載方案沒有顛覆性調(diào)整的情況下，成功地將組件最大燃耗降低到了限值以內(nèi)，在安全性、經(jīng)濟性和對下游專業(yè)的影響之間取得了較好的平衡。

　　邢繼于2009年擔任華龍一號總設(shè)計師。隨后，華龍一號研發(fā)團隊獨創(chuàng)性地提出了“能動+非能動”的安全設(shè)計理念，為多層次縱深防御提供了多樣化手段，在設(shè)計基準事故時，以能動系統(tǒng)為主，輔以部分非能動安全手段;在出現(xiàn)能動安全系統(tǒng)不可用的設(shè)計擴展工況下，非能動系統(tǒng)投入運行，導(dǎo)出堆芯余熱并冷卻安全殼，避免核電廠在極端條件下發(fā)生類似福島的核事故。

　　同時，日本福島核事故后，核電站能抗多大級別地震，也成為人們關(guān)注的問題。在抗震要求方面，歐洲的ERP堆型為0.25g，而華龍一號則將抗震要求從0.25g提升到了0.3g。為了啃下這塊硬骨頭，從2012年底到2014年底，抗震設(shè)計團隊的工程師們幾乎沒日沒夜地在辦公室里計算。最終，經(jīng)歷了五次抗震設(shè)計迭代優(yōu)化，終于形成了最終的華龍一號布置方案。

　　“華龍一號是中國核工業(yè)多年來堅持自主創(chuàng)新的成果”，邢繼說，“這背后折射出的是一代接一代中國核工業(yè)人，在自主創(chuàng)新核電技術(shù)的艱難歷程上不斷追求更高目標的執(zhí)著精神，是對初心的堅守。”

　　簡而言之，華龍一號的成功實踐，充分表明中核集團在科技創(chuàng)新方面主導(dǎo)和引領(lǐng)的雄厚實力。盡管如此，中核集團還乘勝追擊，為夯實鞏固核領(lǐng)域原創(chuàng)技術(shù)策源地，進一步推動科技領(lǐng)域改革，以“小核心、大協(xié)作”理念持續(xù)推動完善先進、高效、協(xié)同的新時代先進核科技創(chuàng)新體系。在華龍一號的研發(fā)過程中，中核集團聯(lián)合國外包括法國、美國、意大利、奧地利等14家國際組織機構(gòu)，國內(nèi)75家高校、科研機構(gòu)、設(shè)備制造廠共同參與，協(xié)作完成了179項研發(fā)工作。通過廣泛利用社會研發(fā)資源，極大地加快了華龍一號的研發(fā)進程，并取得型號研發(fā)的成功。

　　大力協(xié)同

　　推進融合強鏈

　　核電站是高度復(fù)雜的能源系統(tǒng)。華龍一號能順利投入商用，除了中核集團自身具備核工業(yè)體系能力優(yōu)勢外，還得益于各方大力協(xié)同。華龍一號研發(fā)團隊聯(lián)合東方電氣、哈電集團等58家國有企業(yè)，聯(lián)動140余家民營企業(yè)，帶動上下游產(chǎn)業(yè)鏈5000多家企業(yè)，共同突破了411臺核心裝備的國產(chǎn)化，實現(xiàn)了由“中國制造”向“中國創(chuàng)造”的飛躍。參與華龍一號設(shè)備供貨的廠家?guī)缀跹由斓轿覈b備制造的各個領(lǐng)域，在圍繞華龍一號更高標準的技術(shù)要求和海外出口要求開展自主攻關(guān)的同時，推動了核電裝備產(chǎn)業(yè)鏈做強做大。

　　為響應(yīng)國家核電裝備國產(chǎn)化率提升的政策要求，中核工程聯(lián)合國內(nèi)裝備制造企業(yè)開展了大量進口設(shè)備的國產(chǎn)化研發(fā)工作。其中，所有設(shè)備國產(chǎn)化進程中，最艱難的就是華龍一號主泵的國產(chǎn)化。主泵作為反應(yīng)堆中循環(huán)系統(tǒng)的動力源，被業(yè)界比喻為核電站“心臟”，結(jié)構(gòu)精密、系統(tǒng)復(fù)雜、制造難度極大，2008年之前國內(nèi)已建成核電站的主泵均是從國外進口。

　　主泵的國產(chǎn)化是一個非常困難的過程，國內(nèi)參與主泵項目各單位在主泵設(shè)計、原材料、制造、試驗、產(chǎn)能、項目管理等多方面存在嚴重不足。面對這些問題，中核工程積極分析梳理問題的癥結(jié)，建立了從基層項目管理人員到公司領(lǐng)導(dǎo)甚至中核集團領(lǐng)導(dǎo)的協(xié)調(diào)機制，成立了主泵國產(chǎn)化的專項組，針對主泵國內(nèi)重要供方實施蹲點策略，安排項目人員現(xiàn)場指導(dǎo)和推動廠家主泵國產(chǎn)化進展，幫助廠家建立了一整套主泵項目管理、質(zhì)保體系。

　　不僅關(guān)鍵設(shè)備，核電建設(shè)用的大宗材料也都離不開協(xié)同攻關(guān)。比如三代核電站電纜鑒定壽命是60年，中核集團與廠家共同研發(fā)，推動電纜壽命的延長，提高耐高溫高壓性能。再比如安全級電纜的熱縮套管，中核集團和國內(nèi)企業(yè)聯(lián)合研發(fā)打破了國外壟斷，價格只是國外廠家1/5。

　　為了成功出海，出口巴基斯坦華龍一號機組設(shè)備國產(chǎn)化率進一步提升至96%，其中關(guān)鍵成套設(shè)備國產(chǎn)化比例達到100%，第三國進口設(shè)備占比不到2.5%，妥善解決了設(shè)備供應(yīng)鏈風險大的“卡脖子”問題，進一步提升了國內(nèi)裝備制造水平、打造了核電設(shè)備供應(yīng)鏈體系，為打造華龍一號的國家名片貢獻了自己的智慧和力量。

　　可以說，華龍一號從研發(fā)到建設(shè)，充分體現(xiàn)了中國特色社會主義制度集中力量辦大事的顯著優(yōu)勢，伴隨著蒸汽發(fā)生器、主泵、DCS等核心裝備的研制成功，“中國制造”逐漸變“強”，逐步進化成“中國智造”，華龍一號從設(shè)計圖紙變成了宏偉工程，譜寫了雄壯的大國重器進行曲。

　　建立標準

　　推進優(yōu)化塑鏈

　　我國核電標準化經(jīng)過多年努力已經(jīng)取得很大成果，能夠基本滿足60萬千瓦級和百萬千瓦級二代改進型核電廠建設(shè)的需要，但是支撐三代核電建設(shè)運行的技術(shù)標準仍然很不完善。建成三代核電是根本，但要真正實現(xiàn)領(lǐng)跑還要形成華龍標準。標準是話語權(quán)。邢繼認為，“我們不僅要輸出自己的核電，還要按照我們自己的標準去建設(shè)，這樣才能不受制于人。”

　　2017年，國家能源局、國家標準化管理委員會以及國家核安全局下發(fā)《關(guān)于開展華龍一號國家重大工程標準化示范的復(fù)函》，同意依托華龍一號首堆工程，開展核電標準化示范。

　　通過首堆工程建設(shè)，利用四年左右的時間，華龍一號形成了2043項國內(nèi)標準和1項國際標準組成的標準體系，進一步完善了優(yōu)化現(xiàn)有壓水堆核電標準體系，健全一套自主的涵蓋通用基礎(chǔ)、前期工作、核電設(shè)計、設(shè)備制造、建造、調(diào)試、運行和退役等全生命周期的壓水堆核電標準體系，形成一批與國際水平相當?shù)暮穗妵覙藴?、行業(yè)標準。

　　華龍一號標準體系完全覆蓋了華龍一號國內(nèi)建設(shè)和出口所需的標準，有力支撐了我國核電技術(shù)和裝備走出去，提升在國際上的話語權(quán)、主動權(quán)和影響力，助力核電走出去戰(zhàn)略的實施。

　　華龍一號的成功，標志著我國已在三代核電領(lǐng)域躋身世界前列，我國核工業(yè)的自主創(chuàng)新能力和核心競爭力實現(xiàn)了大幅躍升，正在加快從跟跑、并跑向領(lǐng)跑轉(zhuǎn)變跨越。中核集團將深入貫徹落實習(xí)近平總書記一系列重要指示批示精神，牢記強核強國歷史使命，努力建設(shè)先進核科技工業(yè)體系，打造世界一流核工業(yè)集團，為把我國早日建成核工業(yè)強國而不懈奮斗。(王宇翔)