楊已顥, 劉建全, 徐佩佩, 趙柏陽
(上海電力大學(xué) 能源與機(jī)械工程學(xué)院, 上海 200090)
1984年至今中國大陸核電經(jīng)歷了四次建設(shè)熱潮,分別在1985年-1990年,1997年-2002年,2006年-2011年,2012年開始至今。截至2019年7月,全國目前投入商業(yè)運(yùn)行的核電機(jī)組共計(jì)45臺(tái),裝機(jī)容量4 590萬千瓦;在建的核電機(jī)組共計(jì)11臺(tái),裝機(jī)容量1 218萬千瓦;籌備中的核電機(jī)組共計(jì)15臺(tái),裝機(jī)容量1 660萬千瓦。全國累計(jì)投運(yùn)核電機(jī)組達(dá)45臺(tái)。[1]
目前我國在運(yùn)的45臺(tái)核電機(jī)組在技術(shù)層面,有40個(gè)屬于“二代”或者“二代+”,5個(gè)屬于“三代”技術(shù)分別為海陽1號(hào)、2號(hào)AP1000機(jī)組,三門核電1號(hào)、2號(hào)AP1000機(jī)組,臺(tái)山1號(hào)EPR-1750機(jī)組;在建的11臺(tái)機(jī)組中,5臺(tái)屬于“第三代”技術(shù),包括4臺(tái)華龍一號(hào)、1臺(tái)EPR機(jī)組,5臺(tái)“二代+”機(jī)組,以及一臺(tái)“四代”技術(shù)高溫氣冷堆。而今后新建的機(jī)組將全部采用“第三代”技術(shù),我國核電已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了由“二代”向“三代”的技術(shù)跨越。
在長期的核電項(xiàng)目建設(shè)過程中,我國核電產(chǎn)業(yè)不斷推進(jìn)國產(chǎn)化工作,形成了成套供應(yīng)核電設(shè)備的完整核電產(chǎn)業(yè)鏈。大型鑄鍛件、核島大型主設(shè)備、常規(guī)島設(shè)備、核級(jí)泵閥、控制系統(tǒng)等絕大多數(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化研制。通過重大專項(xiàng)的實(shí)施、工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的實(shí)踐及積累,我國三代核電綜合國產(chǎn)化率[2]從2008年依托項(xiàng)目的30%提高到85%以上。
核電設(shè)備的國產(chǎn)化之路,推動(dòng)了國家核電制造業(yè)的升級(jí),推動(dòng)了核電相關(guān)企業(yè)的發(fā)展。中國核電設(shè)備的制造工藝與不斷提高的核電技術(shù)一起成長,不斷突破技術(shù)難關(guān),從追趕者向領(lǐng)跑者的角色轉(zhuǎn)換。
相比于美國用了12年、前蘇聯(lián)2年、英國6年、法國8年,我國第一座軍用堆1966年10月啟動(dòng),至第一座秦山核電站1991年12月15日首次并網(wǎng),共經(jīng)歷了25年。中國核電站的發(fā)展起步不晚,但是依靠自身實(shí)力發(fā)展核電的速度緩慢。[3]
秦山一期[4]采用自主設(shè)計(jì)的CNP300二代核電技術(shù),從1985年開工建設(shè)到1991年投產(chǎn),標(biāo)志著大陸無核電站歷史的終結(jié)。中國成為世界上為數(shù)不多的能夠自主設(shè)計(jì)建造的核電站的國家。秦山核電一期綜合國產(chǎn)化率高于70%,其中除反應(yīng)堆壓力容器由三菱重工提供,大型主設(shè)備如汽輪機(jī)、蒸汽發(fā)生器、堆內(nèi)構(gòu)件、控制棒組件均由上海電氣供貨,實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化制造。
廣東大亞灣核電站引進(jìn)法國M310二代核電技術(shù),遵循“以我為主,中外合作”的方針,實(shí)現(xiàn)了我國大陸大型商用核電站的起步,為我國核電事業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ),同時(shí)為廣東和香港的發(fā)展作出了貢獻(xiàn)。大亞灣核電采用合資經(jīng)營的方式,打破了國家重大項(xiàng)目由國家投資的模式,嘗試了“借貸建設(shè)、售電還錢”[5]的全新模式,成就了“零資本裂變”的奇跡。
我國在核電發(fā)展的初始階段(1966—1994年)缺少清晰明確的核電發(fā)展路線,最初將核電定義為除火電、水電外的第三個(gè)可靠穩(wěn)定能源支柱。后來將核電又定義為火電和水電能源的補(bǔ)充能源,直到1990年后,將“以我為主,掌握核心技術(shù)”作為發(fā)展重點(diǎn)。[6]這個(gè)時(shí)期核電建設(shè)規(guī)模小,雖然我國已掌握30萬千瓦時(shí)自主設(shè)計(jì)建造技術(shù),但是相對(duì)于大型商用核電站,發(fā)電功率在百萬千萬時(shí)以上的技術(shù)匱乏,無法滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。
“九五”計(jì)劃期間共開工4項(xiàng)重點(diǎn)核電建設(shè)工程,8個(gè)機(jī)組,其中秦山二期項(xiàng)目兩臺(tái)機(jī)組采用自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CNP650技術(shù),嶺澳一期兩臺(tái)機(jī)組首次采用自主創(chuàng)新、探索研發(fā)形成的百萬千瓦級(jí)核電技術(shù)路線CPR1000。秦山三期核電站,采用加拿大CANDU重水技術(shù),是我國首座商用重水堆核電站工程。田灣一期兩個(gè)機(jī)組采用了俄羅斯AES-91(VVER-1000)二代技術(shù),是兩國間迄今最大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)合作項(xiàng)目。
1996年我國第一座自主設(shè)計(jì)、自主建造、自主管理、自主運(yùn)營的2×65萬千瓦商用壓水堆核電站秦山核電二期[7]的建設(shè),大幅提升了我國核電設(shè)備制造的能力。在55項(xiàng)關(guān)鍵設(shè)備中,有47項(xiàng)基本實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化,設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)到了55%。
嶺澳項(xiàng)目作為中廣核集團(tuán)(簡稱中廣核)成立以來第一個(gè)核電項(xiàng)目,堅(jiān)持“以核養(yǎng)核,滾動(dòng)發(fā)展”方針,實(shí)現(xiàn)了部分設(shè)計(jì)自主化和部分設(shè)備制造國產(chǎn)化,整體國產(chǎn)化率達(dá)到30%,國內(nèi)180余家企業(yè)參與了工程建設(shè)和設(shè)備制造。嶺澳核電設(shè)備國產(chǎn)化是實(shí)現(xiàn)中廣核核電國產(chǎn)化分階段的第一步。我國在核電建設(shè)上堅(jiān)持“以我為主,中外合作”,重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)核電國產(chǎn)化工作,核電設(shè)備國產(chǎn)化正是核電國產(chǎn)化目標(biāo)之一。田灣核電和秦山核電雖然引進(jìn)國外技術(shù),但是在前期經(jīng)過快速消化,兩個(gè)項(xiàng)目的綜合國產(chǎn)化率分別達(dá)到了70%和50%。
經(jīng)過“九五”重點(diǎn)工程的建設(shè),我國具備了自主設(shè)計(jì)30萬千瓦和60萬千瓦壓水堆核電站的能力,以及具備“以我為主、中外合作”設(shè)計(jì)建設(shè)百萬千瓦級(jí)壓水堆商用核電站的能力,但是不具備獨(dú)立設(shè)計(jì)、制造百萬千瓦級(jí)先進(jìn)壓水堆的能力。1994年至2005年階段,為小批量化發(fā)展核電階段[6,8],核電目前不具備商業(yè)化發(fā)展條件,經(jīng)濟(jì)性不如煤電。
隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,傳統(tǒng)火電、水電能源已經(jīng)無法滿足日益增長的能源需求。核電作為高效、清潔、穩(wěn)定的非常規(guī)能源,能夠?yàn)橹袊茉吹陌l(fā)展提供持續(xù)支持,填補(bǔ)能源缺口?!逗穗娭虚L期發(fā)展規(guī)劃》(2005-2020年),明確核電運(yùn)行裝機(jī)容量將由目前的700萬千瓦爭(zhēng)取提高到2020年的4 000萬千瓦,為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo),在未來10年中,我國每年要開工建設(shè)3臺(tái)以上核電機(jī)組。我國核電發(fā)展正式從“小批量、適度發(fā)展”進(jìn)入“積極發(fā)展核電”階段[4],堅(jiān)持“以我為主,中外合作”的方針,遵循“統(tǒng)一堆型”、“統(tǒng)一思想”、“統(tǒng)一組織”、“統(tǒng)一行動(dòng)”,以政府主導(dǎo)型原則,盡快實(shí)現(xiàn)核電國產(chǎn)化。
2006年至2011年間,共有30個(gè)核電機(jī)組陸續(xù)投入建設(shè)。中國核工業(yè)集團(tuán)有限公司(簡稱中核)建設(shè)的項(xiàng)目,除采用自主研發(fā)的CNP650技術(shù)外,進(jìn)行吸收、消化、創(chuàng)新,形成M310改,實(shí)現(xiàn)了百萬千瓦機(jī)組的突破。中核項(xiàng)目CNP/M310(改)綜合國產(chǎn)化率如圖1,國產(chǎn)化率依托項(xiàng)目不斷提高,其中秦山二期3/4、昌江1/2機(jī)組采用CNP650技術(shù)。中廣核在大亞灣引進(jìn)M310核電技術(shù)后,結(jié)合自身的經(jīng)驗(yàn),自主創(chuàng)新,研發(fā)了中國改進(jìn)型百萬千瓦級(jí)壓水堆技術(shù)CPR1000。中廣核CPR1000項(xiàng)目綜合國產(chǎn)化率如圖2,從建設(shè)初期大亞灣的不到1%,到嶺澳一期的30%,中廣核依托CPR1000項(xiàng)目,不斷推進(jìn)國產(chǎn)化工作,防城港二期國產(chǎn)化率已達(dá)85%。
在吸收創(chuàng)新引進(jìn)的M310二代技術(shù)的同時(shí),我國也在積極引進(jìn)三代核電技術(shù)EPR和AP1000。中廣核引進(jìn)歐洲EPR技術(shù)在臺(tái)山核電應(yīng)用,中核和國電投在浙江三門、山東海陽核電站采用AP1000技術(shù),國產(chǎn)化在三門1號(hào)機(jī)組只有30%,在三門2號(hào)機(jī)組以及海陽項(xiàng)目中提升至62%,三代核電國產(chǎn)化率進(jìn)一步提高。
圖1 中核項(xiàng)目CNP/M310(改)綜合國產(chǎn)化率
圖2 中廣核CPR1000項(xiàng)目綜合國產(chǎn)化率
2011年5月11日,日本福島核電站地震發(fā)生了核泄漏,促使世界各國對(duì)核電發(fā)展策略做出調(diào)整。中國從快速發(fā)展核電階段,進(jìn)入安全高效可持續(xù)發(fā)展核的新時(shí)期。2012年5月,《核安全與防輻射污染防治“十二五”規(guī)劃及20120年遠(yuǎn)景目標(biāo)》[9]中提出,要提高我國核安全與放射性污染防治手段,推動(dòng)核能利用事業(yè)安全、健康、可持續(xù)發(fā)展。
圖3 核電產(chǎn)業(yè)鏈
2012年10月,國務(wù)院發(fā)布《核電中長期發(fā)展規(guī)劃(2011-2020)》[10]明確規(guī)定至2015年,在運(yùn)機(jī)組達(dá)4 000萬千瓦、在建機(jī)組容量達(dá)2 000萬千瓦,2020年在運(yùn)機(jī)組5 800萬千瓦、在建3 000萬千瓦的建設(shè)目標(biāo)。11年后我國核電項(xiàng)目審批陷入停滯,國務(wù)院提出要對(duì)核設(shè)備、所有在建項(xiàng)目進(jìn)行安全審查,僅田灣二期CNP1000項(xiàng)目在2012年12月獲批。
2014年1月,國家能源局發(fā)布《2014年能源工程指導(dǎo)意見》[11],指出要安全高效發(fā)展核電,明確將適時(shí)重啟核電重點(diǎn)項(xiàng)目審批。2015年3月10日,國家發(fā)改委發(fā)布文件,確定中廣核紅沿河核電二期項(xiàng)目兩臺(tái)百萬千瓦核電機(jī)組獲批準(zhǔn),也是4年來我國真正意義上新批的核電項(xiàng)目。2015年12月國務(wù)院常務(wù)會(huì)議核準(zhǔn)了田灣5、6號(hào)CNP1000項(xiàng)目以及防城港3、4號(hào)機(jī)組HPR1000。2016年《電力發(fā)展“十三五規(guī)劃”》[12],指出要堅(jiān)持安全發(fā)展核電,加大自主核電示范工程建設(shè)力度、著力打造核心競(jìng)爭(zhēng)力,加快沿海核電項(xiàng)目建設(shè)。2015年至2019年三年內(nèi)無核電項(xiàng)目獲批,直到國家能源局2019年7月25日會(huì)議上,核準(zhǔn)山東榮成CAP1400、福建漳州HPR1000、廣東太平嶺HPR1000項(xiàng)目開工。此次新建機(jī)組均采用自主研發(fā)的三代核電技術(shù),中國核電已經(jīng)走向正式重啟道路,發(fā)展自己的核技術(shù)、共同研發(fā)形成了一條完整的三代核電工業(yè)供應(yīng)鏈體系。
華龍一號(hào)是由中核在CNP1000基礎(chǔ)上自主研發(fā)的ACP1000和中廣核在ACPR1000三代壓水堆技術(shù)上按照最新法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)完善形成的ACPR1000+,在2013年進(jìn)行融合,聯(lián)合開發(fā)而形成的。目前華龍一號(hào)(HPR1000)全球首個(gè)示范項(xiàng)目福清核電5號(hào)機(jī)組國產(chǎn)化率達(dá)85%。
自2006年引進(jìn)AP1000技術(shù)后,依托項(xiàng)目建設(shè),國家重點(diǎn)專項(xiàng)等累積的經(jīng)驗(yàn),在福島核電事故后,CAP1000標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)完成,實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵設(shè)備自主化。在2014年底,在突破大型先進(jìn)非能動(dòng)壓水堆關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備和制造技術(shù)、重大試驗(yàn)驗(yàn)證技術(shù)后,國家核電完成了具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三代核電國家品牌CAP1400研制工作。三代核電自主化型號(hào)“國和一號(hào)”(CAP1400)設(shè)備研制基本完成,示范工程設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)85%以上。[13]
我國核電事業(yè)經(jīng)過長期的發(fā)展,已經(jīng)形成了完整的成套核電產(chǎn)業(yè)鏈,如圖3。核電產(chǎn)業(yè)中處于上游的企業(yè)有鑄鍛件、有色金屬、核原料等原材料和零部件廠商;核島、常規(guī)島、輔助廠房設(shè)備三個(gè)領(lǐng)域的制造企業(yè)在核電產(chǎn)業(yè)中位于中游;核電站的設(shè)計(jì)、建設(shè)及運(yùn)營商處于核電產(chǎn)業(yè)的下游位置。
我國二代核電技術(shù)國產(chǎn)化率從大亞灣不到1%,提升到防城港二期85%以上。引進(jìn)的AP1000技術(shù)從三門一號(hào)機(jī)組的30%提升到了72%。我國自主設(shè)計(jì)研發(fā)的華龍一號(hào)、國和一號(hào)示范工程國產(chǎn)化率都在85%以上,并且在后續(xù)依托項(xiàng)目批量化建設(shè),能夠?qū)a(chǎn)化率提高到90%以上。
目前核電制造業(yè)形成了上海電氣、東方電氣、哈爾濱電氣三大常規(guī)島、核島設(shè)備大型制造基地。國內(nèi)大量原材料制造廠成為核電原材料備選的供應(yīng)商。三代核電產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)體系呈現(xiàn)出國有大中型企業(yè)為主,民營企業(yè)在細(xì)分領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)的格局。在原材料和零件自主化研發(fā)方面,蒸汽發(fā)生器用U形管、核島設(shè)備用焊接材料、密封件等都取得重大突破。在大型材料和設(shè)備制造研制方面,大型鑄鍛件、核島大型主設(shè)備、常規(guī)島設(shè)備、核級(jí)泵閥、控制系統(tǒng)等絕大多數(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化研制。
2.2.1 采購設(shè)備多樣化
業(yè)主在工程項(xiàng)目管理上存在不同的合同方式[14-15],按照合同范圍通常分為三大類:即交鑰匙/總承包方式、少合同/分島方式和多合同散件方式。不同的合同方式將極大程度上影響技術(shù)轉(zhuǎn)讓與經(jīng)驗(yàn)反饋的獲得和國產(chǎn)化計(jì)劃的執(zhí)行。設(shè)備采購模式可按合同不同的方式分為少合同/分島方式中的成套采購模式,多合同/散件方式中的部件采購模式,成套采購與部件采購結(jié)合的模式、委托專業(yè)公司采購模式。
在我國引進(jìn)商業(yè)核電廠技術(shù)前期階段,業(yè)主主要選擇整島采購方式如嶺澳項(xiàng)目[16]。核島、常規(guī)島的設(shè)備分別由法國法馬通公司、英國通用電氣/阿爾斯通公司成套供應(yīng)。電站配套設(shè)施(BOP)被分成若干合同包,由業(yè)主在工程服務(wù)承包商的技術(shù)支持下自行分包采購。大量設(shè)備采購由于采購方式不同,國外設(shè)備采購公司傾向于國外的核電設(shè)備制造商。
其次,核電項(xiàng)目各系統(tǒng)的設(shè)備約有48 000多套件,其中機(jī)械設(shè)備約6 000套件,電器設(shè)備5 000多套件,儀器儀表25 000余套件,總重約6.7萬噸。如此龐大的設(shè)備數(shù)量,技術(shù)路線的差異,導(dǎo)致核電設(shè)備的要求不同。要針對(duì)不同的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),不同設(shè)計(jì)要求,設(shè)備開展國產(chǎn)化工作阻力極大。并且在建設(shè)初期的供貨商都是國外為主,國內(nèi)沒有消化能力。
2.2.2 國內(nèi)核電設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)力不足
核電國外設(shè)備供應(yīng)商運(yùn)行業(yè)績多,出于核安全考慮,運(yùn)行業(yè)績是很大的考量供應(yīng)商的標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)核電工程,優(yōu)先用有核電業(yè)績的國外設(shè)備供應(yīng)商,在引進(jìn)技術(shù)初期,選擇技術(shù)引進(jìn)方提供的供應(yīng)商,同時(shí)占領(lǐng)了國內(nèi)核電業(yè)績。另一方面,國內(nèi)發(fā)展核電起步晚,國內(nèi)制造商運(yùn)行業(yè)績少、產(chǎn)能低,產(chǎn)品停留在多品種小批量的生產(chǎn)模式上。面對(duì)不斷審批建設(shè)的核電項(xiàng)目,核電設(shè)備制造業(yè)面臨著全面國產(chǎn)化的挑戰(zhàn)。[17]
在一些關(guān)鍵工藝、關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵材料國外存在技術(shù)壟斷,國內(nèi)對(duì)這些技術(shù)研發(fā)周期長,國內(nèi)制造能力和技術(shù)處于成長階段。國外技術(shù)相對(duì)成熟,在沒有達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的情況下,只能依靠進(jìn)口。這些高技術(shù)含量關(guān)鍵工藝、技術(shù)材料,是核電設(shè)備技術(shù)消化的重點(diǎn),在有限的項(xiàng)目中,不斷磨煉高技術(shù)含量的設(shè)備制造能力,對(duì)于國內(nèi)設(shè)備制造商來說是個(gè)挑戰(zhàn)。
2.2.3 國產(chǎn)化工作需要多方力量支撐
國產(chǎn)化工作的開展,需要核電產(chǎn)業(yè)各部門共同承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn),單靠個(gè)別的企業(yè)推進(jìn)國產(chǎn)化工作是不切實(shí)際的。核電產(chǎn)業(yè)作為一個(gè)重大裝配生態(tài)鏈,上游材料零件生產(chǎn)商、中游設(shè)備制造商、下游核電站的設(shè)計(jì)、建設(shè)及運(yùn)營商之間的合作對(duì)于中國核電國產(chǎn)化工作的推進(jìn)至關(guān)重要。關(guān)鍵重大設(shè)備完全從國外進(jìn)口,無法滿足國內(nèi)建設(shè)核電的需要。在國產(chǎn)化攻堅(jiān)工作中,重大設(shè)備的研制周期直接決定整個(gè)核電項(xiàng)目的建設(shè)進(jìn)度。目前采用的是將引進(jìn)的國外先進(jìn)技術(shù)同國內(nèi)國產(chǎn)化力量結(jié)合起來,集中突破關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化工作。國產(chǎn)化工作在研發(fā)和推廣階段,離不開政府的協(xié)調(diào)和組織,用戶單位的支持參與。國產(chǎn)化工作在實(shí)踐階段,需要依托有限的項(xiàng)目建設(shè),不斷驗(yàn)證國產(chǎn)化各部門協(xié)同工作能力,檢驗(yàn)核電產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)化的有效性程度。核電關(guān)鍵設(shè)備大多數(shù)是單臺(tái)小批量設(shè)備,研發(fā)制造周期長,對(duì)于我國核電設(shè)備制造業(yè)的生產(chǎn)能力也是一個(gè)巨大的考驗(yàn)。對(duì)于重大設(shè)備的制造過程,需要各部門把關(guān)設(shè)備生產(chǎn)的每一個(gè)階段,對(duì)于部門質(zhì)量管理能力也是一個(gè)重大的考驗(yàn)。我國核電產(chǎn)業(yè)在推進(jìn)國產(chǎn)化工作中承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí),也在推進(jìn)各裝備制造業(yè)升級(jí)突破。
核電國產(chǎn)化的戰(zhàn)略,是我國發(fā)展核電產(chǎn)業(yè)中必須選擇的途徑。在國產(chǎn)化戰(zhàn)略的影響下,核電設(shè)備制造商不斷提高產(chǎn)能,降低設(shè)備制造成本,具備成套供貨能力,才能在全球競(jìng)爭(zhēng)的大環(huán)境下,提高競(jìng)爭(zhēng)力。核電設(shè)備國產(chǎn)化不單單是為了降低設(shè)備造價(jià),還有發(fā)展我國核工業(yè)供應(yīng)鏈的效應(yīng)。核電產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)且粋€(gè)極其龐大的系統(tǒng),國產(chǎn)化戰(zhàn)略,有利于提高國家核工業(yè)技術(shù)水平。我國核電引進(jìn)的核電技術(shù)從二代到三代核電,為了滿足更高要求的技術(shù)要求,我國核電制造商從引進(jìn)技術(shù)到創(chuàng)新不斷攻堅(jiān)、突破,核工業(yè)供應(yīng)鏈不斷完善。立足于國產(chǎn)化,將會(huì)驅(qū)動(dòng)核電產(chǎn)業(yè)升級(jí)。
高品質(zhì)的產(chǎn)業(yè)協(xié)同體系是在國產(chǎn)化合作中催生而形成的體系。高效的核電設(shè)備產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、產(chǎn)業(yè)基地的發(fā)展,有利于推動(dòng)技術(shù)革新,是核電技術(shù)不斷進(jìn)步創(chuàng)新的源動(dòng)力。核電設(shè)備制造安全質(zhì)量要求高,需要嚴(yán)格的質(zhì)量保證體系。依托核電項(xiàng)目,核電設(shè)備制造商,學(xué)習(xí)國外先進(jìn)管理方式,形成符合核電體系的管理系統(tǒng),形成成熟的生產(chǎn)工藝,確保產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性。核電設(shè)備國產(chǎn)化,將對(duì)制造商原材料、零部件等備件庫存管理提出更高的要求。如何形成高效、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、專業(yè)化的核電體系,對(duì)我國核電事業(yè)的后期發(fā)展至關(guān)重要。核電產(chǎn)業(yè)未來能否結(jié)合先進(jìn)數(shù)字化制造技術(shù),將所有核電設(shè)備進(jìn)行全生命周期的從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)制造的數(shù)據(jù)管理。
當(dāng)我國沒有需求制造技術(shù)能力時(shí),國外企業(yè)和政府會(huì)提出不合理要求,并且可能拒絕開放出口,限制出口核電技術(shù)。由于沒有相關(guān)技術(shù)研發(fā)或未達(dá)到國產(chǎn)化要求,導(dǎo)致我們?cè)谡畏矫?、市?chǎng)方面是處于弱勢(shì),業(yè)主只能選擇國外供應(yīng)商。在協(xié)商過程中,存在增加采購周期,提高采購成本,拖延工期的風(fēng)險(xiǎn)。
即使是國外供應(yīng)商,沒有足夠的三代核電機(jī)組設(shè)備制造經(jīng)驗(yàn),無法到達(dá)關(guān)鍵設(shè)備的技術(shù)要求。西屋公司首次制造的主泵,原來的屏蔽泵設(shè)計(jì)軟件或許根本不能涵蓋AP1000大功率、高流量的屏蔽主泵設(shè)計(jì)。在國家大型核電壓水堆重大專項(xiàng)的支持下,沈鼓核電和哈電動(dòng)裝在引進(jìn)、消化、吸收AP1000屏蔽電機(jī)主泵基礎(chǔ)商,開展了多項(xiàng)關(guān)鍵制造技術(shù)的國產(chǎn)化攻堅(jiān),為后續(xù)CAP系列電站主泵國產(chǎn)化供貨提高保障。[13]
對(duì)于核電技術(shù)的研發(fā),我國已經(jīng)從引進(jìn)技術(shù)的初期階段走向核電創(chuàng)新的領(lǐng)航者,先進(jìn)核電技術(shù)的研發(fā)設(shè)計(jì),都將是以項(xiàng)目為依托,而是否具備設(shè)備國產(chǎn)化能力,直接影響著未來先進(jìn)核電設(shè)備批量化建設(shè)。將核心關(guān)鍵設(shè)備的制造技術(shù)掌握在手中,不受制于國外供應(yīng)商、變化不定的國際形勢(shì),提高國內(nèi)核電供應(yīng)鏈的先進(jìn)性和穩(wěn)定性,才能為后續(xù)要求更高的核電技術(shù)路線的設(shè)備制造鋪平道路。只有掌握先進(jìn)制造技術(shù),開發(fā)符合標(biāo)準(zhǔn)的國內(nèi)供應(yīng)商,才能降低采購風(fēng)險(xiǎn)。
《核電中長期發(fā)展規(guī)劃(2005—2020年)》提出“積極推進(jìn)核電建設(shè),統(tǒng)一發(fā)展技術(shù)路線,堅(jiān)持以我為主,形成批量化建設(shè)中國品牌先進(jìn)核電站的綜合能力,提高核電所占比重”的目標(biāo),是對(duì)于核電走出去策略的布局。中國火電依托“一帶一路”走出去的主要基礎(chǔ),是火電產(chǎn)業(yè)充足完整的國產(chǎn)化設(shè)備供貨能力。在核電工程中設(shè)備占總投資的50%左右,核電設(shè)備國產(chǎn)化制造將對(duì)降低工程造價(jià)產(chǎn)生至關(guān)重要的作用。核電走出去[12]的前提是,擁有一條完整的核電設(shè)備供應(yīng)鏈,具備充足的設(shè)備成套供貨能力。目前國內(nèi)核電設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈不斷國產(chǎn)化升級(jí),為核電工程建設(shè)提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。國內(nèi)需要形成一條較為完整的自主化核電工業(yè)體系,形成核電標(biāo)準(zhǔn)化體系,將中國核電品牌打上國家舞臺(tái)。而標(biāo)準(zhǔn)化體系的建立基礎(chǔ)是基于強(qiáng)大的設(shè)備制造能力,為海外市場(chǎng)成套供貨提供重要保障。
1)核電發(fā)展初期多技術(shù)路線、設(shè)備類型多,核電發(fā)展初期階段國產(chǎn)化推動(dòng)比較緩慢,由于核電設(shè)備國產(chǎn)化很大程度上依托于項(xiàng)目的建設(shè),初級(jí)建設(shè)的核電站主要是以引進(jìn)、消化國外先進(jìn)二代技術(shù)為目標(biāo),核電設(shè)備國產(chǎn)化的訴求不強(qiáng)烈。其中大亞灣核電站M310機(jī)組的國產(chǎn)化率不到1%,中國自主設(shè)計(jì)的CNP300技術(shù)國產(chǎn)化率70%,核電發(fā)展尚未具備商業(yè)化條件。
2)核電發(fā)展步入小批量發(fā)展和快速發(fā)展階段后,核電發(fā)展依托項(xiàng)目的建設(shè),M310技術(shù)依托中廣核的項(xiàng)目設(shè)備國產(chǎn)化率不斷提高,并且對(duì)M310技術(shù)進(jìn)行再創(chuàng)新,形成CPR1000二代加技術(shù),核電設(shè)備國產(chǎn)化率從1%提升到防城港二期的85%以上。我國核電產(chǎn)業(yè)在核電項(xiàng)目的建設(shè)中不斷成長,已經(jīng)逐漸形成了二代核電設(shè)備產(chǎn)業(yè)體系,并且積極引入先進(jìn)三代核電技術(shù)。
3)我國設(shè)計(jì)自主的核電技術(shù)路線華龍一號(hào)、國和一號(hào)設(shè)備國產(chǎn)化率高達(dá)85%。三代核電產(chǎn)業(yè)體系的建立,離不開政府、業(yè)主、設(shè)計(jì)院、設(shè)備制造商等協(xié)同合作,形成三代核電技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,促進(jìn)三代核電設(shè)備的研發(fā)制造。我國實(shí)現(xiàn)三代核電機(jī)組首堆的運(yùn)行業(yè)績,離不開核電產(chǎn)業(yè)中各方的努力推進(jìn)。國產(chǎn)化核電設(shè)備在其中扮演重要角色。
4)對(duì)于未來先進(jìn)核電技術(shù)、新堆型的要求,我國的核電產(chǎn)業(yè)面臨的不僅是更高難度的核電技術(shù)要求帶來的挑戰(zhàn),更需要形成高效、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、數(shù)字化的生產(chǎn)運(yùn)營體系,對(duì)核電設(shè)備進(jìn)行全生命周期的管理。先進(jìn)的核電設(shè)備管理體系是實(shí)現(xiàn)核電產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。