2011年1月18日,在美國華盛頓,中國國家核電技術公司與美國西屋公司決定,將雙方的戰略合作再續兩年。促使兩大公司攜手的是AP1000——西屋公司設計開發并引以為豪的第三代核電技術,而AP1000首臺機組的建設,卻是在中國。就在雙方簽約前20多天,2010年12月27日,浙江三門AP1000核電2號機組CA01模塊在核島中就位,這意味著我國在浙江三門、山東海陽建設的世界首批AP1000三代核電自主化依托項目4臺機組在2010年的18個里程碑節點全部完成,工程總體形象進度滿足計劃要求。

“第三代先進核電技術在中國正從圖紙變為現實。”“國家核電”董事長王炳華這樣說。或許,只有親歷這一過程,才能體會出這句話的分量。

應勢而“生”,實現核電“換代”

成立于2007年的國家核電技術公司,可謂因第三代核電技術而“生”,肩負著引進這一先進技術,通過消化、吸收、再創新,形成中國核電技術自主品牌的重任。

眾所周知,核電與火電、水電為世界三大電力支柱,核能發電目前約占全世界發電總量的16%?？v觀世界核電發展的歷史,上世紀五六十年代建設的第一代實驗性原型核電站證明了核能發電在技術上是可行的,其后發展的第二代核電站證明了其在經濟上是可行的。但上世紀七八十年代美國三哩島核電站和前蘇聯切爾諾貝利核電站二代核電站發生的嚴重事故,對世界核電發展帶來消極影響。直到核電用戶要求文件出臺,把設置預防和緩解嚴重事故作為設計基準,以及能源可持續發展對環境資源的要求,使世界核電發展重獲生機。目前,國際上新建核電站,除續建和恢復建設項目外,基本不再采用二代技術。以美國AP1000以及其他有關核電技術為代表的三代核電技術正成為發展主流,同時第四代核能技術研發及各種新概念的核能技術也正在不斷涌現。

在世界大潮面前,核電技術的升級換代,對于中國來說,同樣迫在眉睫。

創新為“本”,勇闖技術難關

2006年,我國在第三代核電國際招標中,AP1000技術脫穎而出。AP1000采用了非能動安全理念,在發生極限事故時,可以在不需要外界電源的情況下、72小時內不用操縱員干預,有效緩解事故的后果;簡化了系統,減少了設備,縮短了工期,安全性、經濟性顯著提升。

然而,將新的設計理念轉化為工程實踐,卻是一個巨大的挑戰。自主創新已成了“國家核電”解決工程建設難題的重要選擇。

AP1000非能動安全設計理念,在世界上首次采用了鋼制安全殼。這個直徑達40米的大家伙,厚度卻只有40多毫米,其底封頭、筒體鋼板的典型特征是大尺寸、多曲率、高精度,且采用模壓一次成型技術,不僅制造技術屬世界性難題,就連其吊裝就位的精度,也絕不亞于“繡花”。為此,“國家核電”組織寶鋼、鞍鋼、上海大西洋焊接材料有限公司、山東核電設備公司和中核建五公司等多家單位,分頭攻堅,攻克了諸多技術難題和工藝難關,使我國成為在世界上率先掌握鋼制安全殼的材料研制、壓制成型、焊接拼裝、整體運輸吊裝等全部工藝這項新技術的國家。

在AP1000的建設工程中,類似的例子還有很多,中國核電建設的多項新紀錄也由此誕生——在世界上率先掌握了AP1000核島筏基大體積混凝土一次性整體澆注的工藝和技術;率先掌握了模塊化建造技術,使土建和設備安裝交叉作業成為現實;成功突破AP1000主管道以及關鍵設備大型鍛件制造技術,一舉打破國外企業在高端大型鑄鍛件市場的壟斷……

自主當先,贏得四大突破

“國家核電”成立僅僅三年多,下屬科研設計企業在2010年已經實現營業收入68億元,利潤5.2億元,在中央科研設計企業中位居前列。但更讓“國家核電”人感到自豪的是,通過他們的努力,我國第三代核電技術在自主化的道路上實現了四個新突破:

科技創新的突破——“國家核電”從參與AP1000依托項目的設計,到自主完成AP1000內陸核電標準設計的初步設計,再到完成重大專項CAP1400示范工程概念設計,三步跨越,見證了我國核電研發設計能力的提升、核電技術創新體系的建立和完善。

工程建設的突破——AP1000“首堆”4臺機組的開工建設,讓我國掌握了諸多世界首創技術,實踐了一場三代核電“標準化設計、工廠化預制、模塊化施工、專業化管理和自主化建設”的新路子。

國產裝備制造的突破——AP1000的引進,令我國相關裝備制造企業不僅進入了高端制造領域,由此形成的AP1000三代技術設備供應鏈體系,也將會成為未來AP1000設備全球供應鏈中的重要組成部分。

中國第三代核電產業鏈發展的突破——通過“國家核電”與國內核電、電力、裝備制造企業和科研院所、高等院校的廣泛合作,目前,集核電技術研發、設計、制造、建設、運營服務為一體的三代核電產業鏈正在我國形成,一大批人才已經嶄露頭角。

“以AP1000核電站建設為依托,如果能成功完成從技術到產品的轉換,將使我們在世界核電新一輪發展潮流中占得先機,并為開發具有自主知識產權的CAP1400核電技術奠定堅實的基礎,進而為‘走出去’爭得主動權。”王炳華說。

據悉,CAP1400核電站完成了概念設計并通過國家能源局的評審,已經轉入初步設計階段。