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三代核电引进真的成功了吗?

2020-09-30 10:19  来源:南方能源观察    核电  国和一号  三代核电

9月28日,国家电力投资集团有限公司(以下简称“国家电投”)正式发布中国三代核电自主化标志性成果“国和一号”。据介绍,“国和一号”是国际公认的、代表世界三代核电先进水平的技术型号,也是完全自主设计的中国核电技术品牌。


9月28日,国家电力投资集团有限公司(以下简称“国家电投”)正式发布中国三代核电自主化标志性成果“国和一号”。据介绍,“国和一号”是国际公认的、代表世界三代核电先进水平的技术型号,也是完全自主设计的中国核电技术品牌。

“三代核电自主化战略从本世纪初实施,如今已总体完成。其核心意义,在于通过依托项目建设、设备国产化和压水堆重大专项的牵引,推动了我国核电行业和技术整体升级换代,实现从‘二代’到‘三代’的跨越。“国家核电(上海核工院)党委书记、董事长卢洪早表示。

2006年党中央、国务院决定实施三代核电自主化战略,目前已全面建成三门、海阳全球首批非能动核电项目,依托国家科技重大专项,成功开发大型先进压水堆核电型号“国和一号”。

其中担任技术引进主体的上海核工程院,是中国核电自主化的关键力量:上海核工院曾自主设计秦山核电一期,后设计研发巴基斯坦恰希玛核电站,更为中国第一座重水堆核电站提供总体技术支持,开创国内大型核电站工程设计和项目管理与国际接轨的先例。

2019年1月,三门、海阳依托项目4台机组全部建成投运。以自主化依托项目全面建成为标志,我国完整掌握三代核电工程建设技术。

中美核能合作协议界定,净功率超过135万千瓦才能拥有三代非能动核电自主知识产权。

卢洪早表示,2008年至今,国家电投联合国内477家单位、26000余名技术人员开展了历时12年的科研攻关,成功研发了“国和一号”先进型号。

据卢洪早介绍,“国和一号”在安全性、经济性和创新性上都取得多项成果,具有明显竞争优势,设备整体国产化率达到90%以上,批量化后工程造价还能再降低20%左右,具有国际竞争力。

2016年,“国和一号”通过中国专利保护学会专家评审,认为“具有自主知识产权和出口权”,为规模化、批量化发展与“走出去”提供了有力保障。

目前,“国和一号”示范工程施工设计已完成99.2%,工程总体进展顺利。

除了重大专项之外,国家电投在核能板块正进行其他部署,核能供热是重要方向之一。此前,山东海阳核电已成功实现抽汽供热、圆满完成首个供暖季。国家电投也成功研发了一体化核能供热小堆,可实现抽汽供热、圆满完成首个供暖季。

“该型号高度集成、全自然循环,实现了简化设计、放射性零排放、缩小场外应急计划区的目标,具有固有安全性、环境友好性,达到国际领先、国内领跑水平。”卢洪早说。

以下为国家核电(上海核工院)党委书记、董事长卢洪早在会上的主旨演讲。

从“国之光荣”到“国和一号”

上海核工院五十年历程及展望

从“国之光荣”到“国和一号”,50年的历史,体现了我国核电自主化的使命担当。

1970年2月8日,上海市传达周恩来总理关于在上海建核电站的指示精神,由此728院,即上海核工程研究设计院正式组建,我国核电历史从此拉开大幕。

五十年来,上海核工院牢记党中央嘱托,从秦山核电站实现中国大陆核电“零的突破”,铸就“国之光荣”;到巴基斯坦恰希玛核电站实现“走出去”,成为“南南合作的典范”;再到中国第一座重水堆核电站总体技术支持,开创国内大型核电站工程设计和项目管理与国际接轨的先例,上海核工院作为我国核电自主化的关键力量,创造了历史上“三个第一”的成就。

新的历史发展时期,2006年党中央、国务院决定实施三代核电自主化战略,上海核工院作为三代非能动核电“引进消化吸收再创新”的技术主体,在国家有关部委、集团公司党组的领导下,汇聚国家、行业、产业力量,全面建成三门、海阳全球首批非能动核电项目,依托国家科技重大专项,成功开发大型先进压水堆核电型号“国和一号”,我国核电自主化道路取得又一个重大胜利。

三代核电自主化的标志性成果,就是我们今天要重点发布的中国自主核电技术品牌、世界先进三代核电型号“国和一号”。

“国和一号”是国际公认的、代表世界三代核电先进水平的技术型号,“国和一号”是完全自主设计的中国核电技术品牌,集中国三代核电技术和产业创新之大成,标志着我国完全具备先进核电自主化能力。

回顾历史,“国和一号”的诞生经历了“千锤百炼”。中美核能合作协议界定,净功率超过135万千瓦才能拥有三代非能动核电自主知识产权。为此在2007-2008年间,我们上海核工院以压水堆重大专项总设计师郑明光为代表的技术团队,对“国和一号”顶层设计方案进行了全局性的创新,包括增加钢制安全壳的厚度和直径以扩大核岛空间,重新设计研制蒸汽发生器,大幅度优化主泵流量、主管道流通截面等,实现型号总体性能和效率的全面提升。2008年,国务院常务会议审查通过《大型先进压水堆核电站重大专项总体实施方案》,“国和一号”顶层设计路线正式确定。

在党中央、国务院以及国家部委的统筹部署下,2008年至今,我们联合国内477家单位、26000余名技术人员开展了历时12年的科研攻关,成功研发了“国和一号”先进型号。2014年1月,“国和一号”初步设计通过国家能源局评审;2016年2月,通过我国史上范围最广、内容最深的联合安全审评;2016年4月,通过国际原子能机构通用安全审评,获得国际认可。目前,“国和一号”示范工程施工设计已完成99.2%,工程总体进展顺利。

“国和一号”在安全性上,基于多层防御体系并系统性地应用非能动和简化理念,经过了完整的试验验证,包括新建22个台架,完成17项试验共887个工况,完成了堆芯熔融、安全壳冷却等6大试验课题,建成了一批具有世界先进水平的综合配套试验设施,支撑型号安全审评,确保安全。

“国和一号”在经济性上,具有明显竞争优势,成功打破了多项技术垄断,主泵、爆破阀、压力容器、蒸汽发生器、堆内构件、控制棒驱动机构、大锻件、核级焊材、690U型管等关键设备、关键材料全部实现自主化设计和国产化制造,设备整体国产化率达到90%以上,批量化后工程造价还能再降低20%左右,具有国际竞争力。

“国和一号”在创新性上,取得多项成果。截至2020年8月,压水堆重大专项累计形成知识产权成果6513项,获得国家授权专利1052项,形成新产品、新材料、新工艺、新装置、新软件392项。2016年,“国和一号”通过中国专利保护学会专家评审,认为“具有自主知识产权和出口权”,为我国三代先进核电的规模化、批量化发展与“走出去”提供了有力保障。

三代核电自主化战略从本世纪初实施,如今已总体完成。其核心意义,在于通过依托项目建设、设备国产化和压水堆重大专项的牵引,推动了我国核电行业和技术整体升级换代,实现从“二代”到“三代”的跨越。

三门、海阳依托项目4台机组历经十年建设,终于在2019年1月全部建成投运。以自主化依托项目全面建成为标志,我国完整掌握三代核电工程建设技术。作为非能动核电技术“全球首堆”,三门、海阳依托项目4台机组建设中广泛采用新技术、新材料、新工艺以及新的项目管理模式,例如模块化建造、开顶法施工、大体积混凝土一次性整体浇筑、主系统三维激光建模与自动焊接技术等,相比二代核电机组都是首次应用。机组投运以来,运行表现卓越。根据世界核电运营者协会(WAN0)官方公布,截至2019年底三门1号机组和海阳1号机组WANO综合指标得分100分,并列世界第一。特别是首次换料大修,创造了国内国际核电机组首次换料大修最短工期记录。依托项目建成投产,全面检验了三代核电技术引进的完整性和有效性,形成了强大的三代核电工程建设能力。

三代核电自主化战略布局在“点”,更在“面”。结合依托项目、技术引进、设备国产化和重大专项研发,我国核电产业的多项技术和工艺空白得以填补,并建成了具有国际先进水平的三代核电自主创新体系和产业链体系,全面构建了新时期核电自主设计体系、试验验证体系、装备供应链体系、标准体系、安全审评体系、仪控体系、模块化建造体系和人才体系等“八大体系”。

系统推进设备国产化和自主化工作,组织国内装备制造企业对三代核电关键设备进行长时间攻关,全面提升核电装备制造企业的水平,我国已具备年产6~8台套先进核电机组的装备能力。

解决了核电关键技术“受制于人”的问题,研制完整的三代核电仪控系统平台,打造了具备国家战略意义的先进核燃料组件制造体系,彰显了国家速度、国家力量。

针对我国核电工程设计与分析软件技术短板,2010年起,全面启动COSINE 软件体系研发工作,致力于打造一整套基于自主源代码原始编程与开发的核电厂设计与安全分析软件。目前,COSINE软件核安全取证工作有序推进,有力支撑我国核电自主化发展与“走出去”。

从2006年党中央、国务院决定实施三代核电自主化战略,到14年后我国在核电领域实现从 “跟跑”到“并跑”的跨越,在技术上实现了并行。这充分证明党中央、国务院的英明决策和坚强领导,充分体现了我国集中力量办大事的制度优势。

AP1000自主化依托项目成功实践,充分证明了“开放和合作”是国际科技领域实现共赢的必然和趋势。在当前国际形势下,落实习近平总书记在科学家座谈会上的讲话精神,我国核电发展要坚定不移地加强国际科技合作,更加主动地融入全球创新网络,加强基础研发和技术攻关,为世界核电技术创新提供“中国智慧”。

面向新时代,站在新起点,我国发展面临的国内外环境发生深刻复杂的变化,其中能源安全是关系国家经济社会发展的全局性、战略性问题,从核电迈向核能势在必行。

贯彻落实总书记“四个革命、一个合作”的能源战略要求,国家电投全面启动“2035一流战略”,提出建设“具有全球竞争力的世界一流清洁能源企业”的奋斗目标。聚焦核能高质量发展,国家电投以先进核能技术创新为驱动,正加快核电向核能拓展、单一核能向多能综合利用拓展、核能向核技术利用和核环保拓展的“三个拓展”,推动核能创新向多领域迈进。

(一)国家电投未来核能发展,将着力打造最具竞争力的、世界一流的核能技术创新与工程建设平台公司

按照党中央、国务院的决策部署,国家电投全面深化核能体制、机制改革,组建核能技术创新与工程建设平台,新国家核电(上海核工院)于2019年8月9日正式成立。瞄准未来,聚焦先进,从两个方面布局、深耕:

第一,聚焦率先实现“世界一流研发”目标,以型号为驱动,积极推动“国和”系列核电以及先进小堆型号开发和优化,做强供给侧,引导需求侧;聚焦关键技术、前端技术研究,加大自主投入,进一步推动设计数字化、材料和燃料基础研究、国产化100%、运维智能化,并布局研究堆联合建设、聚变堆联合研发;落实国家电投与上海市的战略合作协议,全面强化国家电投核能产业创新中心建设,创建国家级先进核能技术创新中心,推动先进核能技术研发与成果应用,更好地把建设创新型国家战略落实到核能领域。

第二,是以“世界一流AE”为目标,发挥设计、建造一体化效能,成为中国乃至世界核能项目建设的重要力量。以“国家核电”平台为主体,我们在国家重大专项研发十余年奋斗的基础上,认真借鉴依托项目工程建设管理的宝贵实践,集研发、设计、采购、建造、调试于一体,具有完整的核岛全岛设计能力,实现以设计为龙头的EPCS完全贯通,努力成为国内建设能力最强和具有全球竞争力的一流核能总承包企业。我们将以更加安全、最高质量、最好管理,建成“国和一号”工程,确保核能项目卓越交付。

(二)国家电投未来核能发展,将加快核电向核能的拓展与综合利用

近年来,国家电投认真贯彻落实习近平总书记关于“推进北方地区冬季清洁供暖”和“坚决打赢蓝天保卫战”的重要指示,在海阳核电成功实现抽汽供热、圆满完成首个供暖季的同时,按照“更安全、更经济、更数字智能、更和谐”的理念,成功研发了一体化核能供热小堆。该型号高度集成、全自然循环,实现了简化设计、放射性零排放、缩小场外应急计划区的目标,具有固有安全性、环境友好性,达到国际领先、国内领跑水平。一体化供热小堆兼顾居民供暖和工业供汽,对缓解我国煤炭供应压力、推动能源结构多元化发展、清洁供暖保障民生具有重要意义。

(三)国家电投未来核能发展,将全面融入数字化、智慧化发展大势

数字化、智能化是国家大力推动“新基建”的重要内涵,是未来核能技术发展方向,也是国家电投打好“未来牌”的关键。国家电投日前正式对外发布综合智慧能源技术方案,聚焦核能领域,我们正深入推动组织变革与技术创新,按照“更高安全、更好防护、更低造价、更多智能、更大自主、更加和谐”的目标,推进基于健康管理、远程诊断的数字化设计,实现智能化运维,进而打造智慧核电厂。

同时,国家电投正全面建设覆盖核电建设全领域业务的智慧工程平台,打造了NUPOWER以及智慧工地两大系统,实现数字化工程和数字化交付。该平台通过对5G、云平台、云计算、机器人技术等最新技术的创新应用,对“安全零死亡、质量防造假”等多个关键要素实现可视、实时、全面、集成、智能的监控和管理。目前,智慧工程平台已完成第一阶段部署,并应用于“国和一号”示范项目,提升了核电项目管理数字化、智能化水平。




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