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三代核電自主化的完美軌跡
——國核技創(chuàng)新案例解析
瞿劍//8858151.com2014-03-12來源:科技日?qǐng)?bào)
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  通過依托項(xiàng)目和重大專項(xiàng)拉動(dòng),除主泵等尖端設(shè)備國產(chǎn)化工作正按計(jì)劃推進(jìn)外,AP1000設(shè)備已基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化,CAP1400設(shè)備已經(jīng)實(shí)現(xiàn)自主設(shè)計(jì)和研制,示范工程核島設(shè)備國產(chǎn)化率有望超過80%,數(shù)字化儀控系統(tǒng)、核心軟件等都實(shí)現(xiàn)重要突破。近六年來,三代核電自主化對(duì)整個(gè)核電產(chǎn)業(yè)的整體提升作用顯著。

  今年以來,我國三代核電自主化進(jìn)展信息不斷刷新:自主化依托項(xiàng)目世界首批AP1000(我國從美國西屋公司引進(jìn)的先進(jìn)三代核電技術(shù))機(jī)組建設(shè)總體可控,首臺(tái)機(jī)組核島土建完工;AP1000消化吸收已經(jīng)完成,國產(chǎn)化AP1000標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)即將應(yīng)用于后續(xù)核電項(xiàng)目建設(shè);大型先進(jìn)壓水堆重大專項(xiàng)CAP1400核電初步設(shè)計(jì)通過國家審查,關(guān)鍵試驗(yàn)臺(tái)架取得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)有力支撐了CAP1400的設(shè)計(jì)驗(yàn)證和安全評(píng)審。

  與此同時(shí),通過依托項(xiàng)目和重大專項(xiàng)拉動(dòng),除主泵等尖端設(shè)備國產(chǎn)化工作正按計(jì)劃推進(jìn)外,AP1000設(shè)備已基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化,CAP1400設(shè)備已經(jīng)實(shí)現(xiàn)自主設(shè)計(jì)和研制,示范工程核島設(shè)備國產(chǎn)化率有望超過80%,數(shù)字化儀控系統(tǒng)、核心軟件等都實(shí)現(xiàn)重要突破。近六年來,三代核電自主化對(duì)整個(gè)核電產(chǎn)業(yè)的整體提升作用顯著。

  投入巨資搞研發(fā),供貨商圖什么?

  被稱為“尖端”的AP1000主泵(即屏蔽電機(jī)泵)研制到底有多難?從國家科技重大專項(xiàng)“大型先進(jìn)壓水堆及高溫氣冷堆核電站”專門為此投入六七億元之巨可見一斑。

  但這六七個(gè)億只是小頭。國家核電技術(shù)公司(下稱“國核技”)科研部、重大辦主任范霽紅介紹,兩家供貨商——沈鼓和哈電“各投了差不多二十個(gè)億”來掌握技術(shù)、形成能力。他們到底圖什么?

  “國核技為他們?cè)O(shè)立了一個(gè)很好的機(jī)制”。范霽紅透露,這個(gè)機(jī)制就是一個(gè)意向性協(xié)議:“你只要做出來了,我就連續(xù)采購你40臺(tái)!庇辛诉@好幾十億元訂單,供貨商再投入巨資研發(fā),就“綽綽有余”了,“國家的錢真的起了‘四兩撥千斤’的作用”。

  在核電蒸汽發(fā)生器、主管道、一級(jí)核級(jí)電纜等設(shè)備、材料開發(fā)中,同樣的機(jī)制也發(fā)揮了作用,引導(dǎo)企業(yè)先于國家投入,投大頭。這就是專注于同一戰(zhàn)略目標(biāo)的協(xié)同效應(yīng)。

  國家意志:靠“市場(chǎng)之手”配置資源實(shí)現(xiàn)

  在“四兩撥千斤”的協(xié)同中,可以很明顯看到國核技的牽頭作用。

  事實(shí)上,三代核電技術(shù)引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新的“主體、載體和平臺(tái)”,壓水堆重大專項(xiàng)的“牽頭實(shí)施單位”和示范工程“實(shí)施主體”,正是國家給國核技的定位。范霽紅稱,這“是一個(gè)很大的創(chuàng)舉”,為什么?因?yàn)锳P1000自主化依托項(xiàng)目,國核技并非業(yè)主,其“主體、載體和平臺(tái)”角色靠工程總包(EPC)來體現(xiàn),“依托項(xiàng)目和示范工程的實(shí)際需求體現(xiàn)在一張張訂單上,我們就用這個(gè)訂單把需要市場(chǎng)配置的資源牽動(dòng)起來了”。

  體現(xiàn)國家意志的重大專項(xiàng)目標(biāo),由“市場(chǎng)之手”配置資源來實(shí)現(xiàn),是壓水堆重大專項(xiàng)實(shí)施中最鮮明的特征。

  該重大專項(xiàng)所表達(dá)的“國家意志”包括:在AP1000技術(shù)引進(jìn)和自主化依托項(xiàng)目建設(shè)的基礎(chǔ)上,通過國產(chǎn)化AP1000自主設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)AP1000技術(shù)的消化、吸收,全面掌握以非能動(dòng)技術(shù)為標(biāo)志的第三代核電技術(shù)。并在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究開發(fā)具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型先進(jìn)壓水堆核電技術(shù),建成CAP1400示范工程,擁有一批高水平的知識(shí)產(chǎn)權(quán)成果,使我國核電設(shè)計(jì)、制造、建造和運(yùn)行技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展,2020年進(jìn)入核電技術(shù)先進(jìn)國家行列。

  其背景是,2007年10月國家出臺(tái)核電中長期發(fā)展規(guī)劃(2005—2020年)之前30年左右的中國核電發(fā)展史,是一部被喻為“萬國牌”的歷史:建成6座核電站(11臺(tái)機(jī)組),分別采用了5種不同機(jī)型、10余種國外標(biāo)準(zhǔn),在技術(shù)路線上一直沒有定型。中核集團(tuán)董事長孫勤曾說過,這是“照葫蘆畫瓢,知其然,不知其所以然”,“雖也有創(chuàng)新,但脫不了人家的胚子,品牌不是我們的”。

  三代引進(jìn)的顛覆性思維在于,從技術(shù)模仿逐步過渡到自主創(chuàng)新,真正做到“知其所以然”,最終形成中國自主核電品牌“CAP1400”,甚至“CAP1700”,成為世界核電的領(lǐng)跑者。

  吃透、消化,再完善、提高:AP1000引進(jìn)的基本軌跡

  有兩件事情,很能說明從“知其然”到“知其所以然”的轉(zhuǎn)變。

  國核技董事長王炳華回憶,AP1000引進(jìn)之初,國核技組織一個(gè)13人的團(tuán)隊(duì)去美國,跟美國核管會(huì)(NRC)就中國國家核安全局提出的1000多個(gè)問題作深度交流!爱(dāng)然最終結(jié)果很好,但有一件事情讓我心里非常沉重”——13人分成5個(gè)小組,每組也就兩三個(gè)人;可對(duì)方基本上都是每組三四十人來作答。就是這樣一個(gè)陣勢(shì)讓王炳華看到了極大的差距——“因?yàn)樵O(shè)計(jì)軟件是人家的,安全評(píng)審軟件是人家的,到目前為止,沒有一個(gè)是咱們自己的”,“這些都是基礎(chǔ)啊!”

  跟NRC、跟AP1000原創(chuàng)方西屋公司,這樣的交流后來還進(jìn)行過許多次,雙方陣容對(duì)比也在悄悄發(fā)生著變化!拔覀兊娜嗽絹碓蕉啵釂栴}越來越深入”;而且,相比美方的平均中老年年齡,中方團(tuán)隊(duì)幾乎全是年輕的面孔。

  吃透、消化,再完善、提高,這就是三代核電AP1000引進(jìn)的基本軌跡。通過在建的三門、海陽依托項(xiàng)目和重大專項(xiàng)支持,加上后續(xù)項(xiàng)目,國核技實(shí)現(xiàn)了AP1000的中國化——CAP1000,“采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),把美國標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化成中國標(biāo)準(zhǔn),把美國材料牌號(hào)轉(zhuǎn)成中國材料牌號(hào)”,在此過程中,還改進(jìn)其很多不足,并加入福島事故后新的研究成果。

  范霽紅介紹,依托項(xiàng)目首臺(tái)AP1000機(jī)組的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)已大量反饋到后續(xù)機(jī)組,甚至反饋到美國在建的AP1000項(xiàng)目中,比如Vogtle項(xiàng)目,在鋼制安全殼底封頭與其下方CA20模塊僅有20厘米厚的狹窄縫隙澆鑄混凝土之前,中國依托項(xiàng)目“光為這件事情就反映給美方一份700頁的資料”,告知怎樣在里面加測(cè)量點(diǎn),怎樣保持混凝土均勻注入,防止其提前凝固……國核技還將派出首批工程技術(shù)人員到該項(xiàng)目提供技術(shù)支持。同時(shí),美國項(xiàng)目的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)也陸續(xù)反饋到我國CAP1000機(jī)組建設(shè)中。

  核安全文化:用最高標(biāo)準(zhǔn)做最高端產(chǎn)品

  類似前述“四兩撥千斤”的例子,在AP1000設(shè)備國產(chǎn)化過程中數(shù)不勝數(shù)。用范霽紅的話說,大到主泵、主管道,小到閥門,凡是“卡關(guān)”的,即人家卡脖子就過不去的,我們都組織攻關(guān)。

  企業(yè)不惜血本地攻關(guān),除了后面跟著的大訂單,以及訂單所預(yù)示的未來十幾二十年內(nèi)誘人的國內(nèi)核電市場(chǎng)之外,其實(shí)還有更深層的考慮:為核電供貨之后,企業(yè)學(xué)會(huì)用“核安全文化”的理念和標(biāo)準(zhǔn)來做產(chǎn)品,一下子就把管理水平提高到了一個(gè)嶄新的層面,從原來做低端產(chǎn)品竄升至高端產(chǎn)品。

  范霽紅解釋,為什么一個(gè)零部件,同樣的材質(zhì)、同樣的加工要求,核電的遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于火電(其實(shí)超超臨界火電的運(yùn)行參數(shù)比核電還高)?根源在于管理成本——每做一道要評(píng)審,每做一道要檢驗(yàn),處理不符合項(xiàng)要進(jìn)行大量論證!斑@一套弄下來,可以把產(chǎn)品做得一點(diǎn)瑕疵都沒有,確保產(chǎn)品質(zhì)量”。這一點(diǎn),別的領(lǐng)域卻無法全盤照搬,因?yàn)槌杀臼懿涣。從這個(gè)角度講,核電就是工業(yè)界的高端,它“所有的東西都是用最高要求來做的”。

  技術(shù)支持:著眼于核電綜合試驗(yàn)?zāi)芰ε涮?/STRONG>

  除了訂單拉動(dòng),國核技的牽頭作用還包括一些對(duì)供貨廠商不可或缺而他們又自身難以承擔(dān)的技術(shù)支持。

  以閥門為例,AP1000核電站有大大小小的閥門幾千個(gè),其中大批量的,國內(nèi)很多廠家都有能力生產(chǎn)。但由于核電站閥門要求過高,產(chǎn)品必須經(jīng)過特別嚴(yán)苛的實(shí)驗(yàn)鑒定,驗(yàn)證它在核電站的壓力、溫度、輻照情況下,會(huì)不會(huì)失效。建起這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)鑒定平臺(tái)需花費(fèi)1億多元,而閥門才賣幾萬、幾十萬元,廠家顯然無能為力。

  國核技在上海等地改造或新建了一批非盈利的行業(yè)公共試驗(yàn)研究平臺(tái),不僅著眼于AP1000依托項(xiàng)目建設(shè)的現(xiàn)實(shí)之需,更使我國具備了完整、配套的核電設(shè)備綜合鑒定、試驗(yàn)?zāi)芰Α?/P>

  對(duì)內(nèi)對(duì)外開放:多方共贏嘗甜頭

  引進(jìn)—消化吸收—再創(chuàng)新的完美軌跡,得益于專注同一戰(zhàn)略目標(biāo)的協(xié)同,也得益于開放的心態(tài)、開放的機(jī)制。

  開放體現(xiàn)在基礎(chǔ)設(shè)施上。范霽紅介紹,國家投資了十幾個(gè)試驗(yàn)臺(tái)架,國核技把它們幾乎全都建在大學(xué)里:清華“200號(hào)”、上海交大、西安交大、華北電大等都有;還有一部分,像中核105所、核動(dòng)力院,原來就有的,“也給他們改造和新建了一部分臺(tái)架”。

  肯花錢“為別人”建基礎(chǔ)設(shè)施,唯一的解釋就是出于“為我所用”的開放心態(tài)——“怎樣快就怎么來,怎樣節(jié)約資源就怎么來,怎樣效率高就怎么樣來”。

  開放更體現(xiàn)在用人上。

  2010年10月,國核技直指我國核電技術(shù)最大軟肋——被稱為核電站“神經(jīng)中樞” 的系統(tǒng)軟件,發(fā)起成立“核電軟件工作站”。在相關(guān)人力資源不足的情況下,決定與上海交大、西安交大、華北電大共建,主任、副主任兼總工程師都是從高校招聘!皠偝闪r(shí),大學(xué)老師承擔(dān)了60%到70%的工作,有十幾、二十個(gè)大學(xué)老師帶著三四十個(gè)研究生,幾個(gè)月幾個(gè)月地在我們這里工作”,但他們是按國核技的核安全質(zhì)保體系做事。直到去年,由大學(xué)老師承擔(dān)的工作還超過1/3。這樣“既發(fā)揮了老師的作用,又培養(yǎng)了學(xué)生;我們選人也選得更準(zhǔn)了”。

  除了對(duì)國內(nèi)開放,對(duì)國外也同樣開放。王炳華曾說,就算你領(lǐng)先了,你關(guān)起門來干幾年,就會(huì)又落后了。這幾年,國核技在跟AP1000原創(chuàng)方美國西屋公司、洛克希德馬丁公司、德國凱士比公司以及核安全支持機(jī)構(gòu)的合作中,實(shí)實(shí)在在嘗到了“雙贏”甚至“多贏”的甜頭。

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