核工業(yè)是高科技戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，是國家安全重要基石。我國已建立起包括鈾礦地質(zhì)勘探、鈾礦采冶、鈾純化、鈾濃縮、元件制造、核電、乏燃料后處理、放射性廢物處理處置等環(huán)節(jié)的完整核工業(yè)體系，核工業(yè)已經(jīng)成為軍民結(jié)合產(chǎn)業(yè)的標(biāo)桿。作為我國核工業(yè)自主創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和機制創(chuàng)新成果并擁有完整自主知識產(chǎn)權(quán)的三代核電技術(shù)“華龍一號”也已成為中國在“一帶一路”建設(shè)中核電走出去的一張亮麗的國家名片。

　　中國核電工程有限公司研發(fā)中心

硬核實力 做先進(jìn)核能研發(fā)尖兵

　　核工業(yè)是高科技戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，是國家安全重要基石。技術(shù)創(chuàng)新是核工業(yè)的核心競爭力。核電工程配套軟件以及先進(jìn)核動力系統(tǒng)研發(fā)技術(shù)軟件的開發(fā)是中核集團(tuán)戰(zhàn)略發(fā)展方向，同時也是科技創(chuàng)新核心能力提升的要求。中國核電工程有限公司一直參與中核集團(tuán)設(shè)計與分析軟件研發(fā)工作，在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量保證體系下，采用標(biāo)準(zhǔn)的軟件工程化發(fā)流程，同時引入第三方測試和驗證，參與完成了核反應(yīng)堆設(shè)計計算軟件平臺、堆芯設(shè)計分析軟件、源項與屏蔽設(shè)計分析軟件、熱工水力與安全分析軟件、設(shè)備與系統(tǒng)設(shè)計分析軟件等一批自主化軟件產(chǎn)品，并已應(yīng)用于華龍一號的國內(nèi)外工程建設(shè)。下一步，中核集團(tuán)將繼續(xù)結(jié)合科研工程需求，進(jìn)一步開展軟件技術(shù)研發(fā)，實現(xiàn)“至2020年擬研發(fā)出具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)、技術(shù)上達(dá)到國際先進(jìn)水平、功能配套、主要應(yīng)用于核電工程設(shè)計并兼顧核動力工程設(shè)計的軟件產(chǎn)品，形成完善的核電核動力工程設(shè)計軟件技術(shù)研發(fā)體系，提高我國核電技術(shù)自主研發(fā)能力和競爭力”的目標(biāo)。

　　以華龍一號為例，圍繞核電研發(fā)反應(yīng)堆堆芯、燃料自主化、裝備制造自主化三大塊，“華龍一號”研發(fā)設(shè)計方中國核電工程有限公司進(jìn)行了大量工作，并得到了國內(nèi)和國際行業(yè)的認(rèn)可。在計算分析軟件、反應(yīng)堆堆芯設(shè)計、燃料技術(shù)、能動和非能動安全技術(shù)等方面全面實現(xiàn)了重大突破，真正掌握了核心技術(shù)和未來競爭和發(fā)展的主動權(quán)。

　　177堆芯、雙層安全殼、能動與非能動安全系統(tǒng)、抗震能力、抗大飛機撞擊能力，這些關(guān)鍵詞共同構(gòu)成了“華龍一號”這一中國自主核電堆型“畫像”。其中能動與非能動相結(jié)合是華龍一號設(shè)計團(tuán)隊基于福島核事故的經(jīng)驗反饋提出的革新性創(chuàng)新思路。

　　PCS試驗臺架

　　非能動安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)(PCS)是能動和非能動技術(shù)的重要組成部分，PCS試驗成果也是“華龍一號”全球首堆裝料的必要條件。

　　中國核電工程有限公司PCS系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計團(tuán)隊首次開發(fā)非能動系統(tǒng)，針對非能動系統(tǒng)重點關(guān)注的自然循環(huán)的建立及運行特性開展了反復(fù)迭代及論證分析，并搭建了PCS系統(tǒng)性能驗證試驗裝置，最終在我國首次完成了非能動安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)的研發(fā)。“華龍一號”示范工程開工，研究工作卻并未結(jié)束，由于尚未在工程上實際應(yīng)用，因此開展PCS系統(tǒng)綜合性能研究以進(jìn)一步驗證其功能的有效性和可信性，被確定為開工許可證條件。

　　歷經(jīng)8年，隨著大型安全殼綜合試驗裝置的建成，2018年10月底，研發(fā)團(tuán)隊完成全部11組工況試驗并向核安全當(dāng)局提交試驗報告，為“華龍一號”全球首堆福清5、6號機組順利裝料奠定了基礎(chǔ)。

　　PCS設(shè)計團(tuán)隊的專利“一種非能動安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)”及“一種核電站能動與非能動結(jié)合的堆芯剩余熱量排出系統(tǒng)”連續(xù)兩年榮獲國家知識產(chǎn)權(quán)局評選的專利領(lǐng)域奧斯卡獎——“中國專利獎”，成為中國核電工程有限公司科技創(chuàng)新領(lǐng)域的領(lǐng)軍力量。

　　非能動安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)性能驗證試驗裝置和大型安全殼綜合試驗臺架的建成及成功的研發(fā)經(jīng)驗，為中國核電工程有限公司研發(fā)中心“科技創(chuàng)新平臺、科技成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)新平臺、軍民雙向融合平臺”規(guī)劃的實現(xiàn)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

　　華龍一號全景

創(chuàng)新突圍 消解核電“鎖喉之痛”

　　中國核工業(yè)人堅守國產(chǎn)化路線，力求核電技術(shù)能夠真正獨立自主、不受國外制約。核電設(shè)備的制造能力是國內(nèi)制造業(yè)水平的試金石，中核集團(tuán)全力支持核電設(shè)備國產(chǎn)化。其中，所有設(shè)備國產(chǎn)化進(jìn)程中，最艱難的就是“華龍一號”主泵國產(chǎn)化。

　　主泵是核電站一回路反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)中唯一高速旋轉(zhuǎn)的核一級設(shè)備，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(jìn)口，像這種關(guān)鍵設(shè)備不掌握在自己手里，對電站的建設(shè)就可能造成制約性的影響。

　　主泵的國產(chǎn)化是個漫長且艱辛的過程。2007年，中核集團(tuán)中國核電工程有限公司(以下簡稱“中核工程公司”)開始承擔(dān)核電廠總承包工作，當(dāng)時國內(nèi)接觸過主泵的人就非常少，真正了解主泵的人更是鳳毛麟角，國內(nèi)沒有一家單位能夠獨立設(shè)計、制造主泵，更不用說百萬千瓦級主泵。

　　2008年，該公司依托福清、方家山項目啟動主泵國產(chǎn)化，以治愈前期電站進(jìn)口主泵的依賴癥。中核工程公司建立從基層項目管理人員到公司領(lǐng)導(dǎo)甚至中核集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)的協(xié)調(diào)機制，成立了主泵國產(chǎn)化的專項組，積極協(xié)調(diào)國外廠家與國內(nèi)主泵合作方開展技術(shù)轉(zhuǎn)讓交流，安排項目人員駐廠推動主泵國產(chǎn)化進(jìn)展，幫助廠家建立了一整套主泵項目管理、質(zhì)保體系，并在資金上全力支持主泵國產(chǎn)化。

　　全流量試驗是驗證主泵性能的關(guān)鍵，包含15大項30余小項性能考核試驗，涉及常規(guī)運行以及斷水、斷電等破壞性工況試驗。主泵制造廠家哈電動裝公司投資2億人民幣啟動國內(nèi)首個全流量試驗臺建設(shè)，中核工程公司全程派駐主泵專家參與協(xié)助，試驗臺架于2012年建成并投入使用。哈電動裝成為國內(nèi)首個具備開展主泵全流量試驗?zāi)芰Φ膹S家，為后續(xù)項目主泵全面國產(chǎn)化掃清了道路。

　　“華龍一號”主泵高10米，重130噸，可在5分鐘內(nèi)灌滿一個奧運會標(biāo)準(zhǔn)泳池，單臺主泵6000多個部件，制造周期4年，技術(shù)與質(zhì)量文件1000余份。在三代核電“華龍一號”技術(shù)要求大幅提升的情況下，中核工程公司作為“華龍一號”研發(fā)設(shè)計及工程總承包單位，將主泵項目繼續(xù)作為國產(chǎn)化的“試金石”，與主泵設(shè)備制造商哈電動裝協(xié)同合作，將主泵壽命提升至60年，自主完成全流量試驗臺設(shè)計改造工程，加快主泵全面國產(chǎn)化進(jìn)程。

　　10年間，主泵的國產(chǎn)化一步一個腳印，實現(xiàn)了“從無到有”的跨越。從福清1、2號搭建國內(nèi)首個主泵全流量試驗臺架、實現(xiàn)泵殼和電機的設(shè)計制造、主泵泵體少量部件的國產(chǎn)化，到福清3、4號，泵體國產(chǎn)化范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，并包含部分關(guān)鍵部件，逐步地提升了主泵國內(nèi)制造能力。在中核工程的推動下，哈電動裝公司獲得國家核安全局頒發(fā)的主泵制造許可證、設(shè)計許可證。中核工程公司與哈電動裝公司共同努力，在國內(nèi)首個主泵全流量試驗臺上自主完成了“華龍一號”首臺主泵組裝與全流量試驗，最終使我國具備了主泵自主制造、總體設(shè)計能力，基本實現(xiàn)了主泵的國產(chǎn)化。“華龍一號”首臺主泵已于2018年底引入核島。主泵的國產(chǎn)化使主泵不再受制于人，解決了自主核電出口的鎖喉之痛。

　　華龍一號全球首堆主泵電機

　　通過幾代核工業(yè)人的不懈努力，我國核電國產(chǎn)化率已達(dá)全世界最高。如今，“華龍一號首堆實現(xiàn)國產(chǎn)化率90%以上，目標(biāo)是實現(xiàn)系列化后達(dá)到95%以上，相關(guān)設(shè)備儀表的制造涉及國內(nèi)5400余家企業(yè)。其余部分不是沒有能力實現(xiàn)國產(chǎn)化，而是本著最高效、節(jié)約成本的方式，沒必要國產(chǎn)化，且這10%也不會制約我們的發(fā)展。”作為“華龍一號”研發(fā)設(shè)計與工程總包單位，中核集團(tuán)中國核電工程有限公司總經(jīng)理劉巍曾在央視《對話》欄目中如此解釋國產(chǎn)核電的國產(chǎn)化率問題。

　　核工業(yè)是高科技戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，也是軍民融合的重點行業(yè)，在面臨新一輪人工智能發(fā)展的重大戰(zhàn)略機遇期，在構(gòu)筑我國人工智能發(fā)展的先發(fā)優(yōu)勢，建設(shè)創(chuàng)新型國家和世界科技強國過程中，要繼續(xù)發(fā)揚“兩彈一星”精神，勇于登攀，奮發(fā)進(jìn)取，加快實現(xiàn)我國由核大國向核強國跨越。

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