科普 |【新科技知识干部读本】核电带动我国装备制造业及高端科技发展

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核电技术作为一种成熟、清洁、安全和有竞争力的技术，在未来，将对人类可持续发展做出更大的贡献。

核电站是一个技术高度密集、大型复杂的工程装备大系统，核电装备制造业是行业发展的基础性和战略性产业，核电设备的国产化，一直是国家在核电建设中重点关注的问题。核电装备国产化不仅能降低工程造价，减少运行维修费用，减少发电成本，更重要的是具有产业带动效应，能够提高国家整体工业水平，推动制造业的发展。

核电设备必须实现核电40～60年全寿命周期安全、可靠运行，在各种运行、事故工况及内外部事件（如地震、水淹和火灾）发生时，都能够保证放射性包容等特殊的核安全功能要求。与此同时，还要能够应对不同的运行温度、压力、流体冲刷和腐蚀， 特别是独有的、强烈的中子和放射性辐照等恶劣工况。核电是综合性强的高技术产业，涉及许多相关行业，并与大型化工、电力等行业享有共性技术，核电国产化可以推动原材料、机械设备、电子仪表、大型装备制造等行业的技术升级。

根据核电设备国产化比例的通行算法，从整体费用上计算，2台机组设备费用合计约168亿元，国产化比例86.5%，将直接拉动经济总量达300亿元，将有5100多家制造企业参与其中而获益。如果从核电站60年全寿命周期的燃料、备件、技术服务等测算，还将带动超过1200亿元的产值，对国家经济转型升级、带动地方经济发展具有重大意义。以海盐为例，作为我国核电起步的发祥地，正在成为一个象征，如今核电和其带动发展的配套产业占当地收入的一半以上。以核电为龙头的清洁能源产业在海盐将逐渐形成“风（风能）和（核能）日（太阳能）丽”的发展格局，成为海盐经济的主导产业，海盐也将成为长三角重要的绿色能源之城。

核电及装备制造业代表着国家科技及装备领域整体能力和最高水平，在国家经济转型升级、能源结构调整中占据重要地位，标志着国家的科技实力、经济实力、国防实力、综合国力和在全球经济中的竞争与合作能力。

反应堆堆芯核燃料组件（来源：中国核学会）

举例来说，压水堆核电站以蒸汽发生器为界，整个核电站由核岛（也称一回路）和常规岛（也称二回路）两部分组成。核岛包括反应堆、蒸汽发生器、主泵、稳压器等主要大型设备；常规岛则有汽轮机、发电机、冷凝器、除氧器、给水泵、汽水分离再热器等设备。其中，反应堆是核电站的核心设备，反应堆本体主要设备包括反应堆压力容器、堆内构件、堆芯部件、控制棒驱动机构、堆内测量系统及反应堆辅助设备等。

目前，世界上能够设计核电厂和制造核设备的国家大多是发达国家，核电产业涉及原材料、机械加工和电子仪表等许多行业。1983 ，自此，中国核电装备开始了一条在引进消化吸收基础上的自主创新之路。以秦山一期、秦山二期、岭澳二期等核电工程的建设作为依托，一方面引进消化国际先进的百万千瓦先进压水堆技术；另一方面，骨干制造企业大举投资建设装备制造基地。2006 年，在引进消化吸收三代技术及4台机组依托工程建造的基础上，装备产业力争全面掌握引进设备的设计和制造技术，具备自主生产制造后续机组主要和关键设备的能力。随着核电国产化战略的不断深入推进，为我国装备制造业提供了重要的实践机会，其制造能力和技术水平得到大幅提升。红沿河、宁德、福清、方家山、昌江等一大批核电项目国产化率逐步提高，目前在建核电机组综合国产化率已达到80%左右。

而我国自主三代核电技术“华龙一号”首堆的设备国产化率则可达到 85% 以上。

，多部委相继出台鼓励与扶持核电设备国产化的配套政策措施，以核电项目为依托，不断提升装备制造产业能力，核电主设备制造布局和体系基本形成。目前，中国核电装备制造业发展的主流是向专业化、批量化、规模化和集约化方向发展，现已形成以上海电气、东方电气、哈电集团为主体的三大核电装备制造基地，以中国一重、二重和上重为主的大型锻件和反应堆容器制造集团，以及一批制造核级泵阀、堆内构件、控制棒驱动机构、环吊、主管道、核级电缆等配套设备的专业厂家。已投资 200 多亿建成河北秦皇岛、上海临港和广州南沙出海口重型装备制造基地，初步具备年产10套左右百万千瓦级核电主设备的能力，能够支撑核电规模化建设需求。

国产首台第三代核电反应堆压力容器（来源：中国核学会）

快堆，能够大幅提高铀资源利用率，显著降低核废物对环境的影响，是我国核能“热堆—快堆—聚变堆”三步走战略发展的重要一环。为进一步推动快堆产业发展，加快快堆商用化进程，根据国家科技部等六部门联合发布的《关于推动产业技术创新战略联盟构建的指导意见》，2010年11月16日以国家能源快堆工程研发（实验）中心为依托，由中国原子能科学研究院牵头，联合中国第一重型机械集团公司、上海电气（集团）总公司等5家单位共同发起，并与其他37 家单位共同成立了快堆产业化技术创新战略联盟，能够有力地促进快堆装备的产业化，保障示范工程建设。

但是与核电强国相比，我国的核电技术水平和装备制造集成能力还相对落后，主要体现在缺少具有自主知识产权的核心技术，没有像西屋、GE、阿海珐那样具有核蒸汽供应系统（NSSS）集成供货能力的企业集团。核电装备质量问题还是偶有发生，这是因为装备制造业是复杂的流程工业，从设计、制定工艺、材料选择到热加工、冷加工、试验、测试，质量控制点非常多，制造工艺需要一个不断成熟和固化的过程，这样产品质量才能稳定和提高。另外，有的制造企业确实还存在管理不善的问题，在质保体系建设、核安全文化建设过程中还有漏洞，核文化、核质保体系的建立和完善并行是一个长期而艰苦的过程。

核电重启引发核电新一轮提速，再次给装备制造业带来难得的发展机遇。尤其是“华龙一号”的开工建设及其“走出去”战略的日渐明朗，对装备制造业的拉动效应也变得日益可期。“华龙一号”三代核电技术的示范工程开工将强有力地促进装备制造业发展，高度对接“中国制造2025”行动纲领，探索“互联网 +”、3D 打印等创新思维和科技手段应用，积极响应“”宏伟战略部署。中核集团利用3D打印技术制造的自主化燃料原型组件下管座已顺利完成，国内首次实现了3D打印技术在核燃料元件制造的应用。

核电装备“走出去”是我国努力的目标，首要条件应该是核电装备“走出去”，这既是掌握核电出口主动权的需要，也是促进中国装备制造业尽快与国际接轨、提升水平和竞争力的需要。中国核电装备制造业要融入世界，世界核电的发展也需要中国的力量。同时也应该看重“走出去”的过程。装备制造业要在经营理念、管理水平、产品质量、标准规范和专门人才的培养等许多方面适应国际化的需要，要逐步成为国际化公司，这样才能够使我国的核电走向世界。