中國(guó)基本完成“兩彈一艇”軍用核工業(yè)的歷史任務(wù)之后,轉(zhuǎn)向發(fā)展民用核能。中國(guó)核電從20世紀(jì)70年代開(kāi)始起步,經(jīng)過(guò)50多年的奮斗,到現(xiàn)在運(yùn)行51臺(tái)核電機(jī)組,名列世界第三;成為掌握世界三代核電技術(shù)的六強(qiáng)( 中、法、日、韓、俄、美 ),國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的五強(qiáng)( 中、法、韓、俄、美 )之一,進(jìn)入世界核電技術(shù)第一梯隊(duì)行列。
世界五大核電國(guó)家
中國(guó)發(fā)展核電,堅(jiān)持走自主研發(fā)與引進(jìn)技術(shù)相結(jié)合的道路,獨(dú)立自主是根本。在自主研發(fā)過(guò)程中,經(jīng)過(guò)了起步、引進(jìn)消化、攀登創(chuàng)新的歷程。秦山核電工程,是我國(guó)核電起步的標(biāo)志性工程;秦山核電二期工程,是我國(guó)消化吸收掌握核心技術(shù)的標(biāo)志性工程;福清5號(hào)工程是我國(guó)創(chuàng)新攀登進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列的標(biāo)志性工程。我國(guó)核電發(fā)展,以自主研發(fā)為主線,引進(jìn)技術(shù)是提高發(fā)展質(zhì)量、加快速度的戰(zhàn)略措施。本文主要對(duì)自主研發(fā)為主線的三個(gè)標(biāo)志性工程做分析討論。
一、秦山核電工程——“中國(guó)核電在這里起步”
秦山核電工程是我國(guó)第一個(gè)核電工程,是中國(guó)核電起步的里程碑工程,也是中國(guó)通過(guò)自主研發(fā)發(fā)展核電的標(biāo)志性工程。它在我國(guó)核電發(fā)展中的作用和亮點(diǎn)有:
1.秦山核電工程是我國(guó)建設(shè)的第一個(gè)核電站,起到開(kāi)路先鋒的作用,是我國(guó)核電起步的里程碑。時(shí)任國(guó)務(wù)院副總理鄒家華、吳邦國(guó)分別題詞——“國(guó)之光榮”“中國(guó)核電在這里起步”,對(duì)該工程的意義和成就做了充分的肯定。秦山核電對(duì)我國(guó)核電后續(xù)發(fā)展有著重要引導(dǎo)作用。
2.秦山核電實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)突破。1991年12月,秦山核電站建成發(fā)電,實(shí)現(xiàn)了“中國(guó)核電零的突破”,結(jié)束了世界五大核大國(guó)之一的中國(guó)沒(méi)有核電的歷史。在秦山核電即將建成時(shí),就受到巴基斯坦的青睞,決定進(jìn)口建設(shè)這種機(jī)組,并先后建了4臺(tái),被贊譽(yù)為“南南合作的典范”,實(shí)現(xiàn)了“中國(guó)成套出口核電站的突破”。中國(guó)成為世界第7個(gè)( 英、法、美、德、加、瑞典、中 )成套出口核電站的國(guó)家。
3.秦山核電站實(shí)現(xiàn)了“原型堆”“商用堆”“走出去”三大步跨越。秦山核電是按原型堆建設(shè)的,主要任務(wù)是完成對(duì)CNP300機(jī)型的工程安全可行性整體驗(yàn)證。它不僅圓滿完成了原型堆任務(wù),而且經(jīng)濟(jì)性也好,達(dá)到商業(yè)運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn),按商用堆長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)營(yíng),又圓滿完成了向巴基斯坦的國(guó)際銷售,先后出口建造了4臺(tái)機(jī)組。國(guó)際上原型堆滿足商用要求,按商業(yè)運(yùn)行的事例是有的,但大多終因商業(yè)性能不佳而退出。像秦山核電這樣,運(yùn)行性能一直良好,維持長(zhǎng)期商業(yè)運(yùn)行,實(shí)屬罕見(jiàn)。第三步,按國(guó)際商貿(mào)規(guī)則成功出口4臺(tái)機(jī)組,進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng),是南南合作的典范,更是秦山核電的光榮。
4.自主研發(fā),“五個(gè)自主”。中國(guó)核電發(fā)展堅(jiān)持走自主發(fā)展的道路,要實(shí)行“自主化”。自主化一般定義為4個(gè)自主,“自主設(shè)計(jì)、自主制造、自主建造、自主運(yùn)營(yíng)”。而秦山核電是“五個(gè)自主”( 自主研發(fā),自主設(shè)計(jì),自主制造,自主建造,自主運(yùn)營(yíng) ),在“四個(gè)自主”之前,還有個(gè)“自主研發(fā)”。在正式開(kāi)工建設(shè)之前,做了許多相關(guān)的單項(xiàng)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)研究。這個(gè)“自主研發(fā)”,對(duì)確保自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、真正走自主發(fā)展道路、免受外商的控制,十分重要。五個(gè)自主,標(biāo)志了我國(guó)對(duì)核電技術(shù)的理解深刻、掌握真諦、根據(jù)扎實(shí)。
5.秦山核電建設(shè)開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)第一個(gè)核電基地。秦山核電基地,包括秦山核電一廠、二廠、三廠三個(gè)核電廠,9臺(tái)核電機(jī)組,成為我國(guó)核電進(jìn)一步發(fā)展的后方支援基地。
6.勝利完成起步任務(wù)。秦山核電站30萬(wàn)千瓦,麻雀雖小,但五臟俱全。經(jīng)過(guò)了全方位、全過(guò)程的實(shí)踐,有了全面的認(rèn)識(shí),積累了經(jīng)驗(yàn),完成了我國(guó)核電的起步任務(wù),又繼續(xù)發(fā)揮“起步”項(xiàng)目的開(kāi)路先鋒作用,如試驗(yàn)、技改、延壽等,為后續(xù)項(xiàng)目積累經(jīng)驗(yàn)。
中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)100強(qiáng)榜單主要參考互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)年度發(fā)展數(shù)據(jù),評(píng)價(jià)指標(biāo)既覆蓋收入、利潤(rùn)、人力資本等財(cái)務(wù)指標(biāo),也覆蓋流量、活躍用戶數(shù)等業(yè)務(wù)指標(biāo)。
數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采用了計(jì)算復(fù)合指標(biāo)的方法,計(jì)算得出各家企業(yè)在企業(yè)規(guī)模、社會(huì)影響、發(fā)展?jié)摿蜕鐣?huì)責(zé)任四個(gè)維度上的得分,加權(quán)平均后確定排名。
秦山核電30萬(wàn)千瓦機(jī)組
二、秦山核電二期工程——掌握核心技術(shù)
在秦山一期和大亞灣核電起步成功后,以我為主,引進(jìn)技術(shù),自主設(shè)計(jì)建設(shè)兩臺(tái)60萬(wàn)千瓦機(jī)組的秦山二期核電工程。其主要目標(biāo)是掌握大型商用核電站的核心技術(shù),為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化自主建設(shè)大型商用核電站,做好技術(shù)準(zhǔn)備。
1.解剖式地掌握核心技術(shù)。如何通過(guò)秦山二期工程有效、迅速地獲取和掌握核心技術(shù)?利用大亞灣核電工程創(chuàng)造的條件,以法國(guó)M310為基礎(chǔ),縮小堆芯( 157→121 )、砍掉一條腿( 三個(gè)環(huán)路改為兩個(gè)環(huán)路 )、國(guó)際分散采購(gòu),對(duì)反應(yīng)堆的心臟、堆芯結(jié)構(gòu)動(dòng)大手術(shù),提出了一系列需要解決的堆芯中子物理、熱工、水力、結(jié)構(gòu)力學(xué)等核心技術(shù)問(wèn)題,國(guó)際分散采購(gòu)又產(chǎn)生了許多接口問(wèn)題,需要通過(guò)廣泛、深入的科研試驗(yàn)予以解決。又遵照核工業(yè)老領(lǐng)導(dǎo)和老科學(xué)家教導(dǎo)的要“既知其然,又知其所以然”的要求,反復(fù)深入地探索,對(duì)法國(guó)的M310核電技術(shù),實(shí)現(xiàn)了解剖式消化吸收,扎扎實(shí)實(shí)地試驗(yàn)驗(yàn)證。這就超過(guò)了一般的“看和抄”所學(xué)到的“花拳秀腿”,而是掌握了“知其所以然”的真諦。
2.通過(guò)解剖式的消化吸收,掌握了核電技術(shù)的真諦,為我國(guó)核電后續(xù)發(fā)展作了準(zhǔn)備,打下了基礎(chǔ)。保證了60萬(wàn)千瓦機(jī)組CNP600設(shè)計(jì)和秦山二期工程建設(shè)的高質(zhì)量完成。秦山二期總體性能達(dá)到20世紀(jì)90年代國(guó)際同類核電站的先進(jìn)水平,而每千瓦造價(jià)遠(yuǎn)低于國(guó)內(nèi)外同期建造核電站的水平。對(duì)法國(guó)M310機(jī)型的核心技術(shù)有了深刻的認(rèn)識(shí)和理解,為我國(guó)核電后續(xù)的創(chuàng)新發(fā)展打下技術(shù)基礎(chǔ)。提高了人才隊(duì)伍的科技水平和實(shí)際處理問(wèn)題的能力,夯實(shí)了人才隊(duì)伍基礎(chǔ);為核電后續(xù)發(fā)展,做好了標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)準(zhǔn)備,推動(dòng)了二代改進(jìn)型機(jī)組的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,實(shí)現(xiàn)我國(guó)核電建設(shè)的快速追趕,成為世界第三核電大國(guó);為我國(guó)自主研發(fā)三代核電機(jī)型作了設(shè)計(jì)理念、技術(shù)方案等準(zhǔn)備?!叭A龍一號(hào)”的雛形——CNP1000在母胎中逐步形成。
3.解剖式的消化吸收模式是個(gè)好模式。
我們把縮小堆芯、砍掉一條腿、分散采購(gòu)、充分暴露矛盾和深入研究的方式,稱為解剖式的消化吸收模式。把它同國(guó)際上的一些引進(jìn)技術(shù)模式作簡(jiǎn)要對(duì)比。
德國(guó)( 西門(mén)子、AEG )引進(jìn)美國(guó)西屋、GE的技術(shù),基于已有的研發(fā)成果,采用技術(shù)與引進(jìn)技術(shù)相融合、研發(fā)設(shè)計(jì)的新機(jī)型,稱為內(nèi)外技術(shù)融合式的引進(jìn)模式,效果很好。研發(fā)出的機(jī)型性能,甚至超過(guò)了老師——美國(guó)西屋的。但采用此模式的條件是要有較強(qiáng)的屬于自己的核心技術(shù),自身技術(shù)基礎(chǔ)雄厚,有可資融合的資本。但在當(dāng)時(shí),我們不具備此條件。
日本從美國(guó)引進(jìn)技術(shù),采用合作設(shè)計(jì)、合作制造,通過(guò)多個(gè)建設(shè)工程,逐步轉(zhuǎn)讓技術(shù),逐步提高國(guó)產(chǎn)化率的模式,也實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化和自主化,但一直處于美國(guó)公司的從屬地位,從未成套出口過(guò)一套屬于自己的機(jī)組,僅是跟隨美國(guó),出口設(shè)備、系統(tǒng)。在三代核電技術(shù)開(kāi)發(fā)階段,仍然從屬在美國(guó)為主的團(tuán)隊(duì)中跟隨。后期,日本一直努力推銷具有自主建設(shè)能力的ABWR和法日合作開(kāi)發(fā)的Atmia-l,但始終沒(méi)有成功。日本的引進(jìn)技術(shù)模式,甘當(dāng)附屬,缺乏主動(dòng)自主開(kāi)發(fā)的動(dòng)力、掌握技術(shù)主導(dǎo)權(quán),很難取得突破性的創(chuàng)新成果。
法國(guó)采用與美國(guó)西屋公司合資,成立法美原子公司,用西屋技術(shù)建造核電站,同時(shí)“通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化,建立法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)RCC,消化吸收引進(jìn)美國(guó)技術(shù)的模式”,具備了改進(jìn)設(shè)計(jì)的能力。之后再回購(gòu)美國(guó)股份,把法美原子公司變成法國(guó)獨(dú)資的法瑪通公司,具備獨(dú)立承包出口核電站建設(shè)的能力、自主改進(jìn)設(shè)計(jì)新機(jī)型的能力。開(kāi)發(fā)三代核電技術(shù)時(shí),法國(guó)自主開(kāi)發(fā)的N4,但投標(biāo)中用戶不認(rèn)可。后找德國(guó)西門(mén)子合作,成功開(kāi)發(fā)了EPR,達(dá)到了三代要求。從技術(shù)掌握的深度和科技能力上看,法國(guó)模式遜于德國(guó)的國(guó)內(nèi)外技術(shù)融合模式,但優(yōu)于日本的。
我國(guó)解剖式的消化吸收模式,與法國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化模式相比,具有對(duì)核心技術(shù)消化吸收,直觀、理解深刻的優(yōu)點(diǎn)。二代改進(jìn)機(jī)型產(chǎn)業(yè)化發(fā)展和三代“華龍一號(hào)”研發(fā)的成功,是個(gè)鮮明的佐證。它比日本的跟隨模式更優(yōu),跟隨模式很難拿到主導(dǎo)權(quán)。
秦山核電60萬(wàn)千瓦機(jī)組
三、福清5號(hào)工程創(chuàng)新攀登,進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列
中國(guó)“華龍一號(hào)”“全球首堆”福清5號(hào)、“海外首堆”巴基斯坦K2,分別于2021年1月30日和2021年5月20日商業(yè)運(yùn)行,標(biāo)志了中國(guó)已真正掌握了三代核電技術(shù),并躋身世界核電發(fā)展的第一梯隊(duì),登上了國(guó)際核電市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)平臺(tái)。
現(xiàn)在,世界具有成套出口三代核電機(jī)組能力的國(guó)家,有美國(guó)西屋AP1000、法國(guó)EPR、俄羅斯VVER、中國(guó)“華龍一號(hào)”、韓國(guó)APR1400和日本ABWR,共6個(gè)國(guó)家團(tuán)隊(duì)。其中,美國(guó)AP10002018年因西屋公司國(guó)內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目引發(fā)財(cái)經(jīng)危機(jī),被美國(guó)破產(chǎn)法院實(shí)施“破產(chǎn)保護(hù)”。母公司日本東芝宣布西屋退出國(guó)際核電建設(shè)市場(chǎng),從市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)平臺(tái)上跌落。2020年末,在美國(guó)政府推動(dòng)下,西屋又開(kāi)始參與波蘭、捷克等國(guó)核電建設(shè)項(xiàng)目的競(jìng)爭(zhēng),又重回市場(chǎng)。但日本的ABWR,最近宣布退出國(guó)際核電市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。目前,參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的有美、法、韓、俄、中5國(guó),是當(dāng)前世界核電發(fā)展的第一梯隊(duì)。
1.“華龍一號(hào)”通過(guò)了工程示范驗(yàn)證。
福清5號(hào),中國(guó)“華龍一號(hào)”的“全球首堆工程”,巴基斯坦K2“海外首堆”工程,分別于2021年1月和5月實(shí)現(xiàn)商用,完成示范驗(yàn)證,創(chuàng)造了按計(jì)劃、不延誤的優(yōu)異業(yè)績(jī),更有11臺(tái)機(jī)組后續(xù)跟進(jìn)。這充分證明了“華龍一號(hào)”的安全、運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)可行性,達(dá)到了三代核電的要求,創(chuàng)造了能按預(yù)期計(jì)劃穩(wěn)步建設(shè)的優(yōu)秀業(yè)績(jī),打破了世界三代機(jī)型“首堆工程”進(jìn)度必拖的魔咒,標(biāo)志了中國(guó)“華龍一號(hào)”技術(shù)成熟和管理水平的先進(jìn),毫無(wú)異議地通過(guò)了示范驗(yàn)證。
在時(shí)間上,我們比韓國(guó)、俄羅斯晚了5年。這主要是因批準(zhǔn)開(kāi)工時(shí)間延遲所致,但我們能按預(yù)期計(jì)劃建成,不失其優(yōu)秀。美國(guó)的AP1000、法國(guó)的EPR,示范驗(yàn)證是否能通過(guò),似乎尚有疑異。美國(guó)正宗的AP1000是經(jīng)美國(guó)核管會(huì)NRC批準(zhǔn)的第19版設(shè)計(jì),示范驗(yàn)證工程是VC·Summer和Vogtle,共4臺(tái)機(jī)組。VC·Summer2臺(tái),中途夭折。Vogtle 2臺(tái)工期已延誤5年,現(xiàn)還在繼續(xù)延誤和超資,總成本高達(dá)280億美元。即使建成了,驗(yàn)證結(jié)果證明的不是通過(guò),而是當(dāng)時(shí)反對(duì)派的意見(jiàn)是正確的,經(jīng)濟(jì)上不可行,技術(shù)上尚不成熟。原定十多臺(tái)后續(xù)項(xiàng)目,都因此而撤銷不建了。開(kāi)發(fā)商母公司日本東芝,下令西屋退出核電建設(shè)市場(chǎng)。法國(guó)EPR的驗(yàn)證工程,芬蘭奧爾基洛托3,法國(guó)弗拉芒維爾3,各1臺(tái),拖期長(zhǎng)達(dá)12、10年,超支三倍以上,還不斷爆出如壓力容器頂蓋碳密度分布異常、主管道焊接和壓力容器管嘴設(shè)計(jì)等安全技術(shù)問(wèn)題。法國(guó)政府要求,EDF修改設(shè)計(jì),定名EPR-2。這就是法國(guó)政府給EPR示范驗(yàn)證下的結(jié)論。
總之,第一梯隊(duì)5種機(jī)型中,真正圓滿通過(guò)示范驗(yàn)證的只有中、俄、韓三國(guó)?!叭A龍一號(hào)”過(guò)硬地通過(guò)了工程示范驗(yàn)證。
2.“華龍一號(hào)”在國(guó)際三代核電建設(shè)市場(chǎng)上已站穩(wěn)了腳跟。
中國(guó)“華龍一號(hào)”運(yùn)行2臺(tái),在建10臺(tái),是目前世界在建三代核電機(jī)組最多的機(jī)型??傮w上說(shuō),僅次于俄羅斯。俄羅斯Rosatom己簽約海外訂單近40臺(tái)機(jī)組,運(yùn)行5臺(tái),在建9臺(tái),世界第一。第三位是韓國(guó),APR-1400,運(yùn)行3臺(tái),在建7臺(tái)。中國(guó)“華龍一號(hào)”的形勢(shì),比美、法機(jī)組好得多。美國(guó)西屋的AP1000,運(yùn)行4臺(tái)是在中國(guó)的非正宗AP1000,在美國(guó)在建的2臺(tái)是正宗的,還在繼續(xù)延期超支,原定后續(xù)建設(shè)項(xiàng)目都已取消。法國(guó)己決定修改設(shè)計(jì),EPR不會(huì)再建了。
總之,中國(guó)“華龍一號(hào)”,既圓滿通過(guò)了工程示范驗(yàn)證,又在國(guó)際上穩(wěn)穩(wěn)地站住腳跟,進(jìn)入了世界核電技術(shù)先進(jìn)國(guó)家行列。
3.“華龍一號(hào)”的兩大突破性技術(shù)創(chuàng)新?!叭A龍一號(hào)”包含的先進(jìn)技術(shù)措施有很多,其中最受關(guān)注的,技術(shù)含量高的,最為核心和重要的有兩點(diǎn):
①擴(kuò)大堆芯,燃料組件由157個(gè)增加到177個(gè)。在秦山二期工程對(duì)M310技術(shù)消化吸收和對(duì)用戶要求文件URD深入研究的基礎(chǔ)上,找到大幅提高安全性的突破口:擴(kuò)大堆芯,降低堆芯線功率密度,大幅降低發(fā)生堆芯事故概率。這是“華龍一號(hào)”達(dá)到三代安全標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵舉措,也是“華龍一號(hào)”設(shè)計(jì)概念的源頭。
②“能動(dòng)與非能動(dòng)”相結(jié)合的設(shè)計(jì)理念。國(guó)際三代核電機(jī)型的改進(jìn)設(shè)計(jì),美國(guó)西屋AP1000采用完全非能動(dòng)安全,以法國(guó)EPR為代表的一些機(jī)型,采用完全能動(dòng)安全,而俄羅斯的AES-92,采用了在能動(dòng)安全基礎(chǔ)上加個(gè)別非能動(dòng)安全措施。我國(guó)“華龍一號(hào)”設(shè)計(jì)者,革命性地提出了采用“能動(dòng)與非能動(dòng)相結(jié)合”的理念,并深入研究。基于當(dāng)前技術(shù)水平和安全性經(jīng)濟(jì)性的效益與代價(jià)的平衡,科學(xué)確定能動(dòng)與非能動(dòng)兩類技術(shù)結(jié)合的優(yōu)化方案。這是“華龍一號(hào)”,既能滿足三代核電的安全要求,又能保持優(yōu)良經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵。
4.“華龍一號(hào)”研發(fā)設(shè)計(jì)中堅(jiān)持的三項(xiàng)原則:“先進(jìn)性與成熟性的統(tǒng)一,安全性與經(jīng)濟(jì)性的平衡,能動(dòng)與非能動(dòng)相結(jié)合”,是成功的法寶,避免了西方國(guó)家的失誤,顯示了東方文明,實(shí)事求是,綜合、統(tǒng)一、平衡、協(xié)調(diào)、結(jié)合等科學(xué)發(fā)展思想的強(qiáng)大生命力。
①“先進(jìn)性與成熟性的統(tǒng)一”。追求先進(jìn),創(chuàng)新發(fā)展是推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步發(fā)展的動(dòng)力,重要性不可低估。但先進(jìn)技術(shù)必須經(jīng)過(guò)充分驗(yàn)證,否則反會(huì)成為安全的隱患。未經(jīng)驗(yàn)證的所謂先進(jìn),很可能就是引發(fā)安全事故的隱患。隱患的揭示,隱患消除方法的驗(yàn)證,都要充分,要消除一切可能的隱患。在大型工程中、產(chǎn)業(yè)化推廣建設(shè)中,采用的先進(jìn)技術(shù),必須是經(jīng)驗(yàn)證成熟的。在美、法一批驗(yàn)證示范工程中發(fā)生的長(zhǎng)時(shí)間延誤,大幅度超支,甚至造成建設(shè)項(xiàng)目的失敗,都與此有關(guān),是血的教訓(xùn)。對(duì)先進(jìn)技術(shù)可能存在的安全隱患必須充分揭示,必須要有解決辦法,辦法必須經(jīng)過(guò)充分驗(yàn)證,必須經(jīng)過(guò)相關(guān)專家、機(jī)構(gòu)評(píng)審認(rèn)可。
②“安全性與經(jīng)濟(jì)性的平衡”。眾所周知,安全是核電能夠發(fā)展的前提條件、生命線,但也要知道核能的生存能力最終還取決于經(jīng)濟(jì)。經(jīng)濟(jì)對(duì)核電發(fā)展來(lái)說(shuō)也是生命線,建設(shè)項(xiàng)目需要經(jīng)濟(jì)推動(dòng),當(dāng)建造成本、電價(jià)太高,用戶不能承受時(shí),發(fā)展也是不可能的。核電只能在滿足安全和經(jīng)濟(jì)的雙重約束下發(fā)展。在設(shè)計(jì)方案、先進(jìn)技術(shù)的選擇時(shí),要做好安全效益和經(jīng)濟(jì)代價(jià)之間的平衡。安全效益小,但經(jīng)濟(jì)代價(jià)大的,就不宜采用。片面追求先進(jìn),過(guò)度創(chuàng)新,犧牲經(jīng)濟(jì)性,導(dǎo)致過(guò)于昂貴,用戶承受不了,這就是西方機(jī)型設(shè)計(jì)的誤點(diǎn)。
③“能動(dòng)與非能動(dòng)相結(jié)合”。能動(dòng)的或非能動(dòng)的都可以是實(shí)現(xiàn)技術(shù)目標(biāo)的手段。在選擇采用何種技術(shù)時(shí),并不是絕對(duì)的,要看技術(shù)的成熟程度,要看安全效益和經(jīng)濟(jì)代價(jià)間的綜合比較,要優(yōu)化匹配。
5.四個(gè)型號(hào)的演變歷程
①CNPl000。在完成自主研發(fā)設(shè)計(jì)60萬(wàn)千瓦之后,開(kāi)始了百萬(wàn)千瓦級(jí)核電機(jī)組研發(fā)設(shè)計(jì)的思考。當(dāng)時(shí),世界核電發(fā)展的潮流,追求滿足URD業(yè)主用戶要求,大幅降低堆芯事故概率,提高安全性,進(jìn)入先進(jìn)反應(yīng)堆行列。21世紀(jì)初,把這類先進(jìn)反應(yīng)堆稱為三代核電反應(yīng)堆。中核集團(tuán)的核電設(shè)計(jì)者,原創(chuàng)性地提出了擴(kuò)大堆芯的設(shè)計(jì)概念,由157擴(kuò)大為177堆芯,降低燃料棒線功率密度,提高核電安全性。在百萬(wàn)千瓦級(jí)核電站概念設(shè)計(jì)報(bào)告會(huì)上,正式提出并確定了定名為CNP1000。到2005年又完成了CNP1000反應(yīng)堆的初步設(shè)計(jì)。
②CP1000。完成CNP1000初步設(shè)計(jì)之后,又做了22項(xiàng)重大技術(shù)改進(jìn),基本滿足三代核電要求,把型號(hào)CNP1000改稱為CP1000。到2009年底,作為CP1000示范工程落地項(xiàng)目福清核電廠,完成工程初步設(shè)計(jì),并經(jīng)審查準(zhǔn)備開(kāi)工建設(shè),但受到福島核事故影響而暫停。
③ACP1000。工程暫停后,又做了設(shè)計(jì)方案的進(jìn)一步深化,提出能動(dòng)與非能動(dòng)相結(jié)合等一系列新的理念,開(kāi)展重大試驗(yàn)驗(yàn)證。設(shè)計(jì)方案,符合國(guó)際最高安全標(biāo)準(zhǔn)。2013年4月,中核集團(tuán)以ACP1000自主化三代壓水堆先進(jìn)機(jī)型,向國(guó)家核安全局上報(bào)初步安全分析報(bào)告。2014年又通過(guò)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)的通用反應(yīng)堆設(shè)計(jì)審查( GRSR )。
④“華龍一號(hào)”。在國(guó)家能源局的主導(dǎo)下,把中核集團(tuán)的ACP1000設(shè)計(jì)和中廣核集團(tuán)提出的ACPR1000,進(jìn)行設(shè)計(jì)融合,稱為“華龍一號(hào)”,意為“中華復(fù)興,巨龍騰飛”?!叭A龍一號(hào)”是具有完整自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三代核電品牌。其“全球首堆”工程、“海外首堆”工程,現(xiàn)都已建成商用,一些后續(xù)工程又緊跟而上,中華巨龍,已開(kāi)始騰飛。
以上4個(gè)型號(hào)名稱,代表了“華龍一號(hào)”技術(shù)水平提高、技術(shù)方案完善的歷程,完成了與法國(guó)M310在設(shè)計(jì)理念、技術(shù)方案、知識(shí)產(chǎn)權(quán)的完善切割,也代表了“華龍一號(hào)”研發(fā)設(shè)計(jì)和建設(shè)者們的艱辛創(chuàng)新業(yè)績(jī)。
6.“華龍一號(hào)”的安全性能,成熟安全可靠,達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。中國(guó)“華龍一號(hào)”是在已成功批量建設(shè)的二代改進(jìn)機(jī)型基礎(chǔ)上的設(shè)計(jì)改進(jìn),所采用的改進(jìn)技術(shù)都經(jīng)過(guò)了試驗(yàn)驗(yàn)證,滿足國(guó)際最高安全標(biāo)準(zhǔn),吸取了福島事故后世界安全技術(shù)的改進(jìn)。在2014年通過(guò)了世界最高權(quán)威,國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)的通用反應(yīng)堆設(shè)計(jì)審查( GRSR ),結(jié)論是滿足國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)關(guān)于先進(jìn)核反應(yīng)堆技術(shù)最新設(shè)計(jì)安全要求,其在成熟技術(shù)和充分試驗(yàn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上進(jìn)行的創(chuàng)新設(shè)計(jì)是成熟可靠的。中國(guó)“華龍一號(hào)”示范工程建設(shè)中,又能不誤節(jié)點(diǎn)地穩(wěn)步建成,打破了世界三代核電“首堆工程”工期必拖的魔咒,用實(shí)踐表明了技術(shù)的成熟可靠。
7.中國(guó)“華龍一號(hào)”的經(jīng)濟(jì)性能。它是經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力最強(qiáng)的機(jī)型,被認(rèn)為是突破世界核電發(fā)展經(jīng)濟(jì)屏障的希望所在。
據(jù)世界核電建設(shè)國(guó)際交易的資料,看出世界核電經(jīng)濟(jì)性的大致走勢(shì):①“亞洲核電成本是西方新建核電的1/4或更低”,這是2021年5月4日發(fā)布的《美國(guó)未來(lái)核電的爭(zhēng)議》一文中,引用美國(guó)麻省理工學(xué)院( MIT )最近兩年研究成果中的結(jié)論。韓國(guó)建阿聯(lián)酋巴拉卡核電站4臺(tái)APR1400機(jī)組,總價(jià)244億美元,折合4350美元/千瓦。中國(guó)出口巴基斯坦K2、K3項(xiàng)目,建造總成本折合91.16億美元( 3926美元/千瓦 )。2020年9月27日,《Power Technology》報(bào)道美國(guó)Vogtle3、4號(hào)機(jī)組。據(jù)負(fù)責(zé)項(xiàng)目管理的貝克特公司說(shuō),總造價(jià)將達(dá)280億美元( 折合12534美元/千瓦 )。據(jù)中國(guó)核能協(xié)會(huì)資料,中國(guó)國(guó)內(nèi)建設(shè)“華龍一號(hào)”,比投資為2800—3000美元/千瓦,最新估計(jì)可能提高到3500美元/千瓦。由這些數(shù)字,大致可得出:中國(guó)“華龍一號(hào)”,國(guó)內(nèi)項(xiàng)目造價(jià)大約是美國(guó)AP1000的1/4,出口項(xiàng)目( 巴基斯坦 )造價(jià)是美國(guó)的1/3。韓國(guó)APR1400比中國(guó)“華龍一號(hào)”稍高。
②俄羅斯機(jī)組的建造成本大致是美、法機(jī)組的“一半”。土耳其建設(shè)第一核電站Akkuyu招標(biāo),因美法等投標(biāo)價(jià)格昂貴,土耳其缺乏資金,決定停止。俄羅斯總統(tǒng)普京,在土耳其總統(tǒng)訪問(wèn)莫斯科時(shí),告訴艾爾多安,“俄羅斯的價(jià)格只有美法的一半”。自此雙方開(kāi)始談判。談判成功,建4臺(tái)VVER-1200機(jī)組,合同價(jià)200億歐元,折合5000美元/千瓦,購(gòu)電協(xié)議電價(jià)12.35美分/度,為市場(chǎng)電價(jià)的1.6倍?,F(xiàn)已有3臺(tái)機(jī)組開(kāi)工建設(shè)。
③核電經(jīng)濟(jì)可承受的界線。根據(jù)俄羅斯取得30多臺(tái)機(jī)組定單的分析,交易能否成功的邊界,大致在每千瓦6000美元左右,超過(guò)了就很難成交了。交易能否成功的邊界,造價(jià)大致是6000美元/千瓦左右,執(zhí)行收購(gòu)電價(jià)是市場(chǎng)電價(jià)的1.6倍左右。西方發(fā)達(dá)國(guó)家機(jī)組,AP1000、EPR等,其機(jī)組交易價(jià)格都大大超過(guò)此邊界,屬高成本機(jī)型,難以成交。俄、中、韓核電項(xiàng)目造價(jià)一般都低于6000美元/千瓦屬低成本機(jī)型,可承受,往往能成交。這是俄、中、韓市場(chǎng)銷售成功,美、法機(jī)型市場(chǎng)銷售失敗的重要原因。
④兩種成本,兩種結(jié)果,兩類機(jī)型,分道揚(yáng)鑣。在市場(chǎng)競(jìng)標(biāo)中,美、法機(jī)型,往往是先因其宣傳的“先進(jìn)”而占先,但后因其經(jīng)濟(jì)上的昂貴而敗退,且是屢戰(zhàn)屢敗,幾無(wú)新的訂單。其開(kāi)發(fā)商西屋、Areva,因無(wú)新項(xiàng)目入賬,相繼爆發(fā)財(cái)政危機(jī),破產(chǎn)重組。與此相反,俄、中、韓則喜訊不斷,特別是俄羅斯不時(shí)有新建設(shè)項(xiàng)目訂單收入囊中。
8.以中國(guó)“華龍一號(hào)”為代表的低成本核電,是實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型、核電發(fā)展的希望。
世界能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的大趨勢(shì),“核能—可再生能源的優(yōu)化結(jié)合”,將是新時(shí)代清潔能源系統(tǒng)的最佳基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。以中國(guó)“華龍一號(hào)”為代表的低成本核電,將是新時(shí)代潔凈能源系統(tǒng)的基礎(chǔ)之一,是實(shí)現(xiàn)世界能源轉(zhuǎn)型、核電發(fā)展的希望所在。
近年來(lái),風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源的生產(chǎn)成本迅速下降,快速發(fā)展,成了實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的主力軍。但近20年大力發(fā)展可再生能源的實(shí)踐,在低碳電力中它們所占份額卻并未提高,大失所望。其原因是它們與天氣的相關(guān)性太強(qiáng),可利用時(shí)間太短,迫切需要有穩(wěn)定可靠電源的支撐,保持電網(wǎng)能連續(xù)、穩(wěn)定、靈活、富有彈性地運(yùn)行。而核電具有“24/7”全天候穩(wěn)定運(yùn)行的優(yōu)勢(shì),兩者優(yōu)化匹配是新時(shí)代清潔能源電力系統(tǒng)的最佳結(jié)構(gòu)。但被人認(rèn)為核電是主流的西方美、法的核電,成本昂貴和奇特的長(zhǎng)工期,經(jīng)濟(jì)上承受不了,又趕不上“雙碳目標(biāo)”進(jìn)度要求,成了核電進(jìn)入新時(shí)代潔凈能源電力系統(tǒng)的主要屏障。
世界核能協(xié)會(huì)核能戰(zhàn)略家基提( Kidd )曾提出“中國(guó)核電的低成本、短工期將是突破屏障、推進(jìn)世界核電發(fā)展的希望所在”。中國(guó)“華龍一號(hào)”的建造成本17000元/千瓦( 2600美元/千瓦 ),約為法美的1/4、俄羅斯的1/2,建設(shè)工期約5年,有強(qiáng)大的突破“屏障”能力。低成本核電,尤其是中國(guó)“華龍一號(hào)”,將是世界新一代潔凈能源電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)之一,是實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型、核電發(fā)展的希望所在。
中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)100強(qiáng)榜單主要參考互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)年度發(fā)展數(shù)據(jù),評(píng)價(jià)指標(biāo)既覆蓋收入、利潤(rùn)、人力資本等財(cái)務(wù)指標(biāo),也覆蓋流量、活躍用戶數(shù)等業(yè)務(wù)指標(biāo)。
數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采用了計(jì)算復(fù)合指標(biāo)的方法,計(jì)算得出各家企業(yè)在企業(yè)規(guī)模、社會(huì)影響、發(fā)展?jié)摿蜕鐣?huì)責(zé)任四個(gè)維度上的得分,加權(quán)平均后確定排名。
“華龍一號(hào)”福清核電百萬(wàn)千瓦級(jí)機(jī)組
四、結(jié)語(yǔ)
中國(guó)發(fā)展核電,通過(guò)上述三大工程,走過(guò)了“起步、掌握核心技術(shù)、登上五強(qiáng)平臺(tái)”三大步,取得舉世矚目的成績(jī)。今后的目標(biāo),也就是第四步,在規(guī)模上“超法趕美”登頂。法國(guó)現(xiàn)有在運(yùn)機(jī)組56臺(tái),我國(guó)已有51臺(tái)機(jī)組,按目前趕超進(jìn)度,在最近2—3年內(nèi)就可實(shí)現(xiàn)。美國(guó)運(yùn)行機(jī)組最高時(shí)曾達(dá)104臺(tái),最近幾年,不斷關(guān)閉,現(xiàn)有93臺(tái),“趕美”尚有難度。但我國(guó)核電增長(zhǎng)勢(shì)頭強(qiáng)勁,美國(guó)關(guān)閉勢(shì)頭不減,“趕上”也只是時(shí)間問(wèn)題。作為一個(gè)核工業(yè)戰(zhàn)線的老兵,但愿在我有生之年能看到這一天。
在黨的領(lǐng)導(dǎo)下,我國(guó)核電發(fā)展50年,完成了很多大事,取得了很大的成績(jī)。本文僅限于對(duì)自主研發(fā)為主要線索的三大工程做了分析,僅供參考。我國(guó)還有,如中法合作引入法國(guó)核電技術(shù)的大亞灣等核電工程系列,引進(jìn)美國(guó)AP1000技術(shù)的工程項(xiàng)目系列,“為特殊目的以買(mǎi)容量進(jìn)口建設(shè)”的秦山三期、田灣等一批項(xiàng)目,都取得很大成績(jī),對(duì)我國(guó)核電發(fā)展做出了貢獻(xiàn),都應(yīng)好好回憶,總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。我國(guó)核電一定會(huì)有更光輝的明天。
(作者:中核集團(tuán)公司退休干部 溫鴻鈞)