央企如何推进核电产业链自立自强?请看《中国经济大讲堂》产业链中坚话强链!

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建设现代化产业体系,强健产业链是保障。国务院国资委着力推动中央企业提升基础固链、技术补链、融合强链、优化塑链能力,不断增强产业链供应链韧性和竞争力,在现代产业体系构建中更好发挥支撑引领作用。

3月5日起,国资委规划发展局、国资委新闻中心联合CCTV-2《中国经济大讲堂》推出特别策划《行稳致远:产业链中坚话强链》系列节目,第二期邀请国家电投首席科学家、国家科技重大专项“国和一号”总设计师郑明光解读《“国和一号”打造高端制造产业链》,小新为您分享——

近年来,我国核电领域关键核心技术不断突破,现代产业链建设取得重要成效。其中,具有代表性的是“国和一号”先进压水核反应堆。

“国和一号”是依托国家科技重大专项,完全由我国自主设计的大型先进核电型号。它由国家电投上海核工程研究设计院牵头研发设计,历时十多年科研攻关,涉及700余家单位、3.1万余名技术人员,集我国三代核电技术和产业创新之大成。

2021年6月,国家电投全面启动了“国和一号”产业链“固链、强链、补链、塑链”工作,以“国和一号”为驱动,团结、引领相关合作企业集智攻关,推动建立我国完整的、先进的、经济的、自主可控的核电产业链。2022年2月,由国家电力投资集团有限公司组建的“国和一号”产业链联盟在上海成立,并提出在2023年全面实现100%设备国产化的能力。

郑明光:党中央、国务院在本世纪初开始部署国家中长期发展的重大科技专项,核电专项也是其中之一,来解决核电批量化建设的能力问题、安全性问题,和整个产业链体系的稳定问题;通过依托项目和重大专项的开发,建成我国先进三代核电的产业链体系,使后续发展具有可支撑性、可持续性。

我们在引进消化吸收先进技术基础上,通过持续研究开发,完成了具有自主知识产权的先进三代核电CAP1400,即“国和一号”机型。

“国和一号”单台机组年发电量可达125亿度,每年可减少煤炭标准煤消耗400万吨,每年减少二氧化碳排放近千万吨。

在发电的同时,“国和一号”也具备供热能力,首堆将提供450万平方米的供热,未来将具有4000万平方米的供热能力,兼具社会效益、经济效益。

相比二代堆型来说,“国和一号”安全性高400倍,即便反应堆烧毁,也不可能发生大规模放射性物质释放,可以取消场外应急,从本质上保证了环境的安全。

任何的先进型号都需要有设备的支撑,对设备的安全性、可靠性、可利用率要求更高,寿命要求更长。原本的设备很难满足先进型号的要求,所以需要持续的技术迭代,通过技术来牵引产业、装备、材料的发展。

设计技术的需求牵引,对于制造企业非常关键。700多家制造企业、3万多科技工作者参与了“国和一号”研制。重大专项对于科研人员技术交流切磋、提升各自能力,具有重要意义。

国家电投上海核工程研究设计院是总体技术单位,作为骨干企业参与的还有——中国一重,大型锻件;中国二重,主管道;东方电气,汽轮发电机;哈电集团,汽轮发电机以及蒸汽发生器、反应堆等;中核集团,阀门厂、燃料以及相关配套系统;中国宝武,钢安全壳钢板、蒸汽发生器的大型支撑板;中国船舶,爆破阀以及阀门、主管道等相关设施;航空工业,接插件、贯穿件。中国电子、中广核也参与了试验研究。一些地方企业,比如江苏的民营企业上上电缆,成功解决了电缆考核问题;上海电气,研制、设备制造,在整个重大专项里面可能是最多的。

作为国内最早担负核电站设备建造任务的企业,上海电气核电集团有限公司是“国和一号”核岛主设备的主要制造单位,在核电产业链上的位置举足轻重,可以说是一路跟随我国核电建设成长起来的。

严苛的要求,超规的尺寸,特殊的用途,极少的用量,让许多产品的研发投入与收益不成正比。以蒸汽发生器中的支撑板为例,由于材质和规格特殊,过去在核电建设中,这一部件曾长期需要进口。

面对国外供应商的回绝,上海电气毅然自己扛起了“国和一号”装备制造的重任。他们联合产业链上游的宝武钢铁集团,从原材料开始自己研发,协同攻关。

据上海电气不完全统计,多年的积累,让企业拥有了多达400余项关键技术,制造能力获得大幅提升。

郑明光:重大专项是体系性的建设,是装备产业链完整性的建设,使我国装备制造能力实现了从二代向三代的跨越。举国机制、国家平台,实现了高端产业链、供应链体系的大集成、大联合、大配套、大对接。

从反应堆到大量主设备如蒸汽发生器主管道,从大设备到锻件材料,从蒸汽发生器到U形管、管道焊接材料,从燃料包壳到锆合金,从电缆到探测器、防火材料、双向不锈钢材料等等,涉及约70个行业学科,每个机组有65000到70000件设备。12家大企业集团参加,每个型号的合格供应商有400多家。一个核电产业链体系,需要完整的配套、供应,其实把一个国家材料和设备的整个基础工业体系全都带动了起来。

民营企业在过程中发挥了非常好的作用。我国民营企业经过20多年的奋斗,管理、技术能力、研发投入都有很大的进步。浙江久立是生产U形管的,浙江伦特是研制堆内探测器的,陕西特橡是研究密封材料的,天生是研制密封圈的,大连大高生产阀门,包括江苏神通等等,这些企业在关键材料、关键设备的部件上,对产业链形成了强大的支撑。一个大企业去做某个小设备,也许在经济性上并不合算,但是一些小企业来做精、特、尖,特别是可持续性上,可能会有比较好的作用。

民营企业具有非常专注的精神。像宝银,投了非常多的钱开发U形管。高性能的690合金管,用的钢材由几十种元素组成,最长一根管子将近30米,要一次拉成,没有任何缺陷,也不能焊接,而且壁厚1毫米左右、丝毫不差,对精度控制的要求非常严格。而且还耐高温、耐高压、耐高辐照,要求高精密、高压差,设计寿命从二代的40年增加到三代的60年。在这个过程中,民营企业的积极性得到了很好的调动和激发。

U型管是核电站蒸汽发生器重要组件,被核燃料加热的热水,正是通过蒸汽发生器里这无数根细长的U型管进行能量交换,从而产生高温高压蒸汽并实现发电的。

蒸汽发生器中的U型管不仅尺寸繁多,而且对于密封精度、防腐蚀、防放射性的要求很高。

在设计单位上海核工院和总设计师郑明光的指导下,宝银投入了大量研发资金,自主研制了精密管装备和全流程生产线,经过几年的攻关努力,终于生产出了第一根国产的核电站用U型管。

宝银通过加入“国和一号”产业链,不断提升研发生产能力,成长速度十分惊人。如今它已成为当地“专精特新”重点企业,全球第四个具备核电站核岛用U型管生产能力的企业。

郑明光:在中国具备自主制造能力之前,U形管的国际价格大约200万元一吨。CAP1400“国和一号”,我们用12606根管子,一个蒸汽发生器125吨,两个蒸汽发生器就250吨。

后来通过重大专项,宝银、浙江久立两家企业奋发努力,都完成了U形管的研制,国际市场价格马上跌到了60到70万一。


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