14年,參與中廣核“華龍一號”項目建設(shè)的產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)超過5400家,累計簽訂聯(lián)合研發(fā)協(xié)議300余份,審查聯(lián)合研發(fā)技術(shù)文件10000余份,聯(lián)合開展設(shè)備鑒定與評定超過10000次,獲得300余項發(fā)明專利,超過1000臺套核電高端設(shè)備核心技術(shù)實現(xiàn)自主可控,核島主設(shè)備等400多項關(guān)鍵設(shè)備實現(xiàn)國產(chǎn)化。
▲圖為我國西部地區(qū)首臺“華龍一號”——中廣核廣西防城港核電站3號機(jī)組。
孟冬時節(jié),晨光穿過薄霧,喚醒浙江省最南端的濱海集鎮(zhèn)——霞關(guān)鎮(zhèn)。這里,是溫州市蒼南縣轄鎮(zhèn),也是長三角地區(qū)首個“華龍一號”項目——三澳核電站所在地。臨海而建的現(xiàn)場塔吊林立,兩座拔地而起的核島已“加冕”穹頂,設(shè)備安裝漸入佳境。
在距離霞關(guān)鎮(zhèn)2000多公里的四川省德陽市,亞洲最大汽輪機(jī)制造基地——東方電氣集團(tuán)東方汽輪機(jī)有限公司廠區(qū)內(nèi),為三澳核電站量身定制的核電汽輪機(jī)正在加速孕育。
從設(shè)計圖紙到逐步成型的汽輪機(jī),從設(shè)備制造廠到核電建設(shè)現(xiàn)場,溫州到德陽這一瞥,足以窺探“華龍一號”的產(chǎn)業(yè)鏈條。
作為現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的重要形態(tài)以及產(chǎn)業(yè)運(yùn)行和發(fā)展的基礎(chǔ),產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈韌性和安全水平反映一國經(jīng)濟(jì)抵抗風(fēng)險能力,對現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系運(yùn)行具有重要影響。核電產(chǎn)業(yè)技術(shù)密集,幾乎涵蓋所有工業(yè)門類,是各國搶占科技制高點(diǎn)的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),提升其韌性和安全性對推動我國裝備制造業(yè)升級、建設(shè)創(chuàng)新型國家、保障能源安全意義重大。
▲圖為中廣核浙江三澳核電項目“華龍一號”建設(shè)現(xiàn)場。
在日前舉辦的中廣核核電設(shè)備國產(chǎn)化聯(lián)合研發(fā)中心(以下簡稱“聯(lián)合研發(fā)中心”)全體理事會暨“華龍一號”產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)會議上,聯(lián)合研發(fā)中心理事長、中廣核工程有限公司黨委書記、總經(jīng)理寧小平通過數(shù)據(jù)和案例,講述了中廣核依托聯(lián)合研發(fā)中心和國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè),共同開發(fā)新技術(shù)、研制新裝備、持續(xù)突破關(guān)鍵設(shè)備核心技術(shù),實現(xiàn)核島主設(shè)備等400多項關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化的歷程。基于成果,寧小平總結(jié)道:“通過產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè),我們建立起一套國際先進(jìn)的自主核電標(biāo)準(zhǔn)體系,提升了我國核電產(chǎn)業(yè)鏈的韌性和實力。”
成果背后,是中國核電產(chǎn)業(yè)持續(xù)40年的自主化發(fā)展,是核電產(chǎn)業(yè)鏈夯實基礎(chǔ)固鏈、提升技術(shù)補(bǔ)鏈、加強(qiáng)融合強(qiáng)鏈的協(xié)同實踐,更是5400多家企業(yè)合力打造“華龍一號”現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)鏈的堅定共識。
從0到95%
穩(wěn)步提升核電設(shè)備國產(chǎn)化率
國產(chǎn)化率是指核電設(shè)備在國內(nèi)生產(chǎn)部分所占的比例。在制造業(yè)領(lǐng)域,國產(chǎn)化率越高,意味著一個國家在生產(chǎn)制造技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、市場等方面的競爭力越強(qiáng)。
中國核電的國產(chǎn)化之路,始于上世紀(jì)80年代,與之同頻共振的,是中國裝備制造業(yè)的成長蛻變。
彼時,我國引進(jìn)法國先進(jìn)壓水堆核電技術(shù)(M310堆型),在改革開放前沿的深圳建設(shè)了中國首座大型商用核電站——大亞灣核電站。其間,法國公司全面主導(dǎo)包括核電站設(shè)計、設(shè)備制造及建造在內(nèi)的電站建設(shè)全過程,中方參與并學(xué)習(xí)核電站建造技術(shù),逐步了解建設(shè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)。可以說,大亞灣核電站設(shè)備國產(chǎn)化率幾乎為零。
到了上世紀(jì)90年代,我國繼續(xù)引進(jìn)法國先進(jìn)壓水堆核電技術(shù),建設(shè)嶺澳一期核電站(以下簡稱“嶺澳一期”)。這次,中方積極參與全過程,逐步了解掌握核電站設(shè)計、制造及建造技術(shù),以分包形式參與蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器、核島堆內(nèi)構(gòu)件、控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)、主管道、核島輔助容器等設(shè)備的設(shè)計制造,由此逐步培養(yǎng)起國內(nèi)的核電裝備產(chǎn)業(yè)鏈,進(jìn)而推進(jìn)設(shè)備國產(chǎn)化。當(dāng)時,嶺澳一期的設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)到30%。
2004年以來,我國二代改進(jìn)型CPR1000核電項目進(jìn)入批量化建設(shè)階段。為進(jìn)一步推進(jìn)核電設(shè)備國產(chǎn)化,中廣核成立了國產(chǎn)化工作領(lǐng)導(dǎo)小組和國產(chǎn)化推進(jìn)辦公室,并制定國產(chǎn)化戰(zhàn)略和中長期規(guī)劃,依托中廣核工程有限公司全面推進(jìn)CPR1000核電設(shè)備國產(chǎn)化工作,推動氣動輔助給水泵、K1類電纜及 K3 類大截面動力電纜、燃料貯存格架等設(shè)備設(shè)計、制造逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化與本地化,設(shè)備國產(chǎn)化率從嶺澳一期的30%提升到紅沿河核電二期的87%。
另一組數(shù)據(jù)更具說服力。據(jù)了解,聯(lián)合研發(fā)中心成立14年,依托批量化核電項目建設(shè),逐步提升核電設(shè)備自主創(chuàng)新能力且成果豐碩——會員單位從最初的50余家增至目前的139家,參與“華龍一號”項目建設(shè)的產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)超過5400家,累計簽訂聯(lián)合研發(fā)協(xié)議300余份,審查聯(lián)合研發(fā)技術(shù)文件10000余份,聯(lián)合開展設(shè)備鑒定與評定超過10000次,獲得300余項發(fā)明專利,實現(xiàn)超過1000臺套核電高端設(shè)備核心技術(shù)的自主可控……
▲圖為中廣核浙江三澳核電基地“智慧工地”系統(tǒng)。
“依托 20余臺CPR1000機(jī)組批量建設(shè),中廣核積極引導(dǎo)構(gòu)建聚焦質(zhì)量、競爭有序的核電設(shè)備供應(yīng)市場,帶動產(chǎn)業(yè)鏈5400多家企業(yè)共同發(fā)展,基本形成完整的核電設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈。” 中廣核黨委常委、副總經(jīng)理郭利民表示。
隨著中廣核對國內(nèi)核電裝備產(chǎn)業(yè)鏈的牽引帶動能力持續(xù)釋放,“華龍一號” 的設(shè)備國產(chǎn)化率再次實現(xiàn)躍升。據(jù)中廣核工程有限公司設(shè)備采購與成套中心主任徐曉冬介紹,目前,“華龍一號”在建項目設(shè)備國產(chǎn)化率已從聯(lián)合研發(fā)中心成立之初的64%升至95%以上,產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)自主掌控能力得到全面提升。
立足當(dāng)下,郭利民指出,面對新一輪“華龍一號”批量核電項目開發(fā)和建設(shè),產(chǎn)業(yè)鏈各單位應(yīng)充分把握“華龍一號”規(guī)?;l(fā)展戰(zhàn)略機(jī)遇,進(jìn)一步構(gòu)建系統(tǒng)完整、安全可靠、自主可控的核電產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈,不斷向價值鏈高端攀升,實現(xiàn)核電技術(shù)高水平自立自強(qiáng),共同打造具有核心競爭力和潛在國際競爭力的現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)集群。
協(xié)同創(chuàng)新,
增強(qiáng)“華龍一號”產(chǎn)業(yè)鏈韌性
在東方汽輪機(jī)有限公司重型二分廠車間,“華龍一號”汽輪機(jī)不同種類的轉(zhuǎn)子如同巨型啞鈴,穩(wěn)穩(wěn)立于可承重300噸的滾輪支架上,等待進(jìn)一步加工;在焊接數(shù)字化車間,兩臺自動焊接機(jī)器人對準(zhǔn)“華龍一號”汽輪機(jī)凝汽器殼體的一面光滑板材,密密麻麻打出兩萬多個整齊劃一的管孔;在汽輪機(jī)葉片加工數(shù)字化車間,基于5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生等先進(jìn)數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用,“華龍一號”汽輪機(jī)高精度葉片在悄無聲息中完美呈現(xiàn)。
▲圖為東方汽輪機(jī)打造的國內(nèi)首個葉片加工無人車間及黑燈產(chǎn)線。
東方電氣“智”造核電汽輪機(jī),只是強(qiáng)韌“華龍一號”產(chǎn)業(yè)鏈的一個縮影。
作為我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的三代核電技術(shù),“華龍一號”采用177組堆芯燃料組件、雙層安全殼、能動與非能動相結(jié)合等多項設(shè)計特征,反應(yīng)堆堆芯功率較國內(nèi)二代核電機(jī)組提升約9%,單臺機(jī)組年發(fā)電量近100億千瓦時。依托首堆及批量化項目建設(shè),中廣核聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)持續(xù)開展核電關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化及核心技術(shù)的攻關(guān)研發(fā),實現(xiàn)多項重大突破。
以中廣核體量最大自主化研發(fā)項目——“華龍一號”應(yīng)急柴油機(jī)為例,該設(shè)備從設(shè)計環(huán)節(jié)開始就從零起步,制造環(huán)節(jié)面臨國產(chǎn)零部件的質(zhì)量挑戰(zhàn),試驗環(huán)節(jié)單可靠性試驗需要開展1000小時驗證,各階段研發(fā)難度巨大。“面對挑戰(zhàn),項目組以制造廠為家,通宵試驗是家常便飯,柴油味是最熟悉的味道。最終,煎熬和痛苦換來了最甜美的果實。產(chǎn)品研發(fā)成功并通過鑒定那一刻,就是大家最自豪、最驕傲的時刻。”回憶起研發(fā)歷程,徐曉冬心生感慨。
“華龍一號”反應(yīng)堆壓力容器是三代核電反應(yīng)堆核心設(shè)備,安全指標(biāo)和技術(shù)性能達(dá)到國際三代核電技術(shù)的先進(jìn)水平。與二代改進(jìn)型機(jī)組相比,其使用壽命由40年提升至60年,技術(shù)要求更高、制造標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)、制造難度更大,代表了我國三代核電關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)制造的最高水平。
在廣西防城港核電二期反應(yīng)堆壓力容器制造過程中,中廣核與中國一重先后攻克M170大直徑螺栓螺距加工、大尺寸厚壁徑向支撐鍵組焊、鎳基材料安全端組焊等多項技術(shù)難關(guān)。針對焊接和機(jī)加工工序,雙方首次實現(xiàn)反應(yīng)堆壓力容器關(guān)鍵路徑所有主鍛件內(nèi)壁大面積堆焊、承載焊縫、馬鞍焊縫、安全端和徑向支承鍵鎳基焊縫探傷一次100%合格、關(guān)鍵機(jī)加工工序一次100%合格和水壓試驗一次合格,實現(xiàn)了“制造周期最短,綜合質(zhì)量領(lǐng)先”的既定目標(biāo)。該產(chǎn)品2018年發(fā)運(yùn)入堆,標(biāo)志著我國已掌握百萬千瓦級反應(yīng)堆壓力容器制造關(guān)鍵技術(shù)和先進(jìn)工藝,核電重大裝備國產(chǎn)化能力再升一級。
“中廣核始終給予一重巨大支持,兩家企業(yè)共同見證了我國核電裝備業(yè)從無到有、從小到大、從弱到強(qiáng)的全過程。”談及參與核電設(shè)備自主研發(fā)的經(jīng)歷,中國一重集團(tuán)有限公司黨委委員、中國一重股份公司副總經(jīng)理許崇勇說,“中國一重已成為中廣核產(chǎn)業(yè)鏈管理互通、業(yè)務(wù)共榮的最大受益者之一,未來將進(jìn)一步加大研發(fā)力度,共建現(xiàn)代化‘華龍一號’產(chǎn)業(yè)鏈。”
共迎挑戰(zhàn),
助力“華龍一號”批量化建設(shè)
在“華龍一號”產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)會議期間,參會企業(yè)討論最多的,就是安全質(zhì)量、訂單、供貨量和價格。訂單多不多,供貨量能不能跟得上,中標(biāo)價格如何,這些話題都指向一個關(guān)鍵詞——核電項目。
▲圖為中廣核浙江三澳核電項目1號機(jī)組蒸汽發(fā)生器出廠。
的確,應(yīng)用場景是科技攻關(guān)、試驗驗證、工程應(yīng)用等各個環(huán)節(jié)向高端延伸的牽引。這也是產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)洞悉和關(guān)注核電前景和市場空間的原因所在——只有規(guī)?;⑴炕暮穗婍椖繎?yīng)用場景,5400多家企業(yè)研發(fā)的產(chǎn)品才有“用武之地”,這些產(chǎn)品的可靠性才有驗證的環(huán)境,巨額研發(fā)投入才有回報的可能,企業(yè)才能積累經(jīng)驗和口碑。
從2019年開始,我國核電產(chǎn)業(yè)在“積極安全有序發(fā)展”的政策引導(dǎo)下迎來新一輪規(guī)?;l(fā)展,五年陸續(xù)核準(zhǔn)16個核電項目,合計31臺核電機(jī)組。目前,包括“華龍一號”在內(nèi)的自主三代核電已穩(wěn)步實現(xiàn)批量化建設(shè)。而基于“雙碳”目標(biāo)和構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的背景,行業(yè)普遍預(yù)計,到2035年,我國在運(yùn)核電裝機(jī)將達(dá)1.5億千瓦,在建規(guī)模5000萬千瓦,未來新增裝機(jī)“主角”正是以“華龍一號”等為代表的自主三代核電機(jī)組。
▲圖為中廣核廣東太平嶺核電項目2號機(jī)組反應(yīng)堆壓力容器發(fā)運(yùn)現(xiàn)場。
“‘華龍一號’作為三代核電機(jī)組主力機(jī)型將迎來建設(shè)高峰,實現(xiàn)規(guī)?;⑴炕l(fā)展,為現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)與發(fā)展提供了足夠的市場空間和資源支持。”徐曉冬說。
技術(shù)方面,中廣核“華龍一號”技術(shù)于2020年10月20日通過歐洲用戶要求(EUR)符合性評估,并獲得EUR認(rèn)證證書,于2022年2月7日通過英國通用設(shè)計(GDA)審查,獲得設(shè)計認(rèn)可確認(rèn)(DAC)和設(shè)計可接受性聲明(SoDA)證書。
項目建設(shè)方面,當(dāng)前中廣核 “華龍一號”批量化建設(shè)正穩(wěn)步推進(jìn)。其中,我國西部首臺“華龍一號”核電機(jī)組——中廣核廣西防城港核電站3號機(jī)組已于今年3月25日投產(chǎn)發(fā)電,分布在廣西防城港,廣東惠州、陸豐,浙江蒼南,福建寧德等地的另外9臺“華龍一號”核電機(jī)組同時在建,已形成多基地、多機(jī)組同時在建格局。廣西防城港核電站4號機(jī)組于11月12日完成熱態(tài)功能試驗,預(yù)計明年上半年投產(chǎn)。華能山東石島灣核電廠擴(kuò)建一期工程1、2號機(jī)組也將采用中廣核“華龍一號”技術(shù)。
面對日益復(fù)雜的國內(nèi)外市場環(huán)境,基于對核電產(chǎn)業(yè)鏈仍然與現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)鏈存在一定差距的清醒認(rèn)識,中廣核表示,后續(xù)將以太平嶺核電一期、三澳核電一期和陸豐5、6號機(jī)組、寧德核電二期工程等項目建設(shè)為依托,以科技創(chuàng)新引領(lǐng)帶動核電設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈轉(zhuǎn)型升級,全面實現(xiàn)核電設(shè)備自主可控,不斷提升中國核電產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈的韌性和安全水平,高質(zhì)量完成我國核電建設(shè)任務(wù)。