編者按：為充分展示新中國(guó)成立70周年、上海解放70周年上海產(chǎn)業(yè)和信息化發(fā)展的光輝歷程、偉大成就和寶貴經(jīng)驗(yàn)，人民網(wǎng)上海頻道與中共上海市經(jīng)濟(jì)和信息化工作委員會(huì)即日起聯(lián)合推出“壯麗70年·建功新時(shí)代——上海制造新氣象新作為”主題報(bào)道。
系列報(bào)道重點(diǎn)挖掘新時(shí)代“上海制造”發(fā)展歷程中先進(jìn)的思想、優(yōu)秀的作品、神奇的科技、震撼的工程，講好上海故事，傳播制造精彩，展示上海產(chǎn)業(yè)人勇當(dāng)排頭兵、先行者的不凡業(yè)績(jī)，全力打響“上海制造”品牌。
早在40多年前改革開(kāi)放初期，中國(guó)核電事業(yè)還處于起步、“拓荒”階段。伴隨著改革開(kāi)放大潮，中國(guó)在民用核電領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)從無(wú)到有、從小到大，中國(guó)“核電夢(mèng)”一步步實(shí)現(xiàn)。
從跟跑到并跑再到領(lǐng)跑，中國(guó)潛心研究開(kāi)發(fā)的自主核電技術(shù)在滿足自身能源需求的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了從技術(shù)到產(chǎn)業(yè)的“逆襲”，成功打入國(guó)際市場(chǎng)，中國(guó)正成為世界核電技術(shù)與核電工程建設(shè)的重要貢獻(xiàn)者之一。從“中國(guó)制造”到“中國(guó)創(chuàng)造”，中國(guó)核電也正成為代表中國(guó)高端制造業(yè)走向世界的“名片”。
自主設(shè)計(jì)中國(guó)大陸第一座核電站——秦山核電站
1985年3月20日，秦山核電站澆灌第一罐混凝土，該工程是我國(guó)核電自主研發(fā)的起點(diǎn)，被譽(yù)為“國(guó)之光榮”。同時(shí)，它也是上海核工院（728院）獨(dú)立自主進(jìn)行核電研發(fā)的起點(diǎn)。
秦山核電站項(xiàng)目獲國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)
從此，“自主創(chuàng)新”這個(gè)基因被深深烙在728院人的基因里。如今的改革開(kāi)放新時(shí)代，這支與中國(guó)核電同時(shí)起步的“鐵軍”在大型先進(jìn)壓水堆核電站國(guó)家重大科技專項(xiàng)研發(fā)奮進(jìn)搏擊，推動(dòng)國(guó)家核電產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)跨越式、自主化發(fā)展。
2007年，黨中央、國(guó)務(wù)院作出了“引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)、統(tǒng)一技術(shù)路線、高起點(diǎn)實(shí)現(xiàn)我國(guó)核電自主化”這一重大國(guó)家戰(zhàn)略決策，上海核工院作為技術(shù)主體，承擔(dān)著我國(guó)引進(jìn)消化吸收第三代先進(jìn)核電技術(shù)AP1000，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新研發(fā)國(guó)家科技重大專項(xiàng)大型先進(jìn)壓水堆CAP1400核電站的歷史重任。
國(guó)家科技重大專項(xiàng)大型先進(jìn)壓水堆核電型號(hào)國(guó)和一號(hào)（CAP1400）
AP1000到CAP1400（國(guó)和一號(hào)），看似只是多出一個(gè)字母、僅有一個(gè)數(shù)字之差，卻是一次艱辛的跨越。但是，他們卻做到了。
解決“卡脖子”難題 核電設(shè)計(jì)踏上自主品牌研發(fā)路
上海核工院作為大型先進(jìn)壓水堆核電站重大專項(xiàng)技術(shù)牽頭單位，借助新型舉國(guó)機(jī)制，從2007年開(kāi)始，聯(lián)合國(guó)內(nèi)相關(guān)大學(xué)、科研院所、制造業(yè)等產(chǎn)學(xué)研200多家單位、2萬(wàn)名技術(shù)人員開(kāi)展了中國(guó)核電發(fā)展歷史上最波瀾壯闊的科研攻關(guān)。
2006年11月，我國(guó)幾經(jīng)周折最終確定引進(jìn)美國(guó)西屋公司的AP1000核電技術(shù)，并確認(rèn)為未來(lái)中國(guó)核電發(fā)展的主流技術(shù)路線。當(dāng)時(shí)我國(guó)雖然有一定的核電產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，但是全面對(duì)接三代核電技術(shù)，完全實(shí)現(xiàn)自主化還有一定的距離。引進(jìn)了國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)之后，如何讓其在國(guó)內(nèi)的核電土壤上生根發(fā)芽，實(shí)現(xiàn)核電設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，推動(dòng)核電技術(shù)自主化，迫在眉睫。
大型先進(jìn)壓水堆重大專項(xiàng)總設(shè)計(jì)師、上海核工程研究設(shè)計(jì)院院長(zhǎng)鄭明光回憶起那段十年磨一劍的歲月，用四個(gè)字向記者概括——困難重重。
國(guó)和一號(hào)自主化主泵研制現(xiàn)場(chǎng)
在專項(xiàng)實(shí)施之前，我國(guó)核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展一直面臨幾個(gè)“卡脖子”的關(guān)鍵難題，他們存在于研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造等各個(gè)領(lǐng)域，如設(shè)計(jì)自主化，材料國(guó)產(chǎn)化（如蒸汽發(fā)生器690U型管、核級(jí)焊管、大鍛件）等。國(guó)產(chǎn)化，并不意味著只是簡(jiǎn)單將圖紙、文件翻版成中文，而是一個(gè)結(jié)合工程反饋和實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，全面創(chuàng)新和優(yōu)化的設(shè)計(jì)過(guò)程。
對(duì)這些難題進(jìn)行逐一突破，就好比是參加一場(chǎng)閉卷考試。
國(guó)產(chǎn)化690合金U形管
拿蒸汽發(fā)生器690U型管來(lái)說(shuō)， 國(guó)外把相關(guān)的研究數(shù)據(jù)、關(guān)鍵工藝視為核心技術(shù)，對(duì)我國(guó)實(shí)行嚴(yán)格封鎖。最初時(shí)，項(xiàng)目組想去國(guó)外采購(gòu)，多次嘗試都未能成功。最后，決定咬著牙迎難而上。上海核工院和寶銀特鋼板、久立特財(cái)一起，歷經(jīng)六年攻堅(jiān)克難，通過(guò)大量試驗(yàn)、多輪論證，最終建立了690U型管綜合研究評(píng)價(jià)與制造體系，國(guó)內(nèi)相關(guān)制造企業(yè)完成了從不會(huì)到會(huì)、從二代到三代的蛻變，裝備制造能力實(shí)現(xiàn)了整體跨越。
在十年間，國(guó)和一號(hào)/CAP1400項(xiàng)目突破了國(guó)產(chǎn)化標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、型號(hào)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)驗(yàn)證、核電站安全審評(píng)、主設(shè)備消化吸收、關(guān)鍵設(shè)備超大鍛件研制、安全殼制造、核島建造安裝等大量關(guān)鍵核心技術(shù)。
據(jù)鄭明光介紹，目前國(guó)和一號(hào)CAP1400已經(jīng)實(shí)現(xiàn)超85%設(shè)備國(guó)產(chǎn)化制造，所有核心設(shè)備基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。
所有的創(chuàng)新都必須建立在一個(gè)大前提之下，就是實(shí)現(xiàn)核電技術(shù)的完全自主化。在型號(hào)頂層設(shè)計(jì)、總參數(shù)層面突破知識(shí)產(chǎn)權(quán)限制，成為一個(gè)必須跨越的攔路門檻。
2007年底，基于當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)的制造業(yè)水平，專家認(rèn)為國(guó)和一號(hào)/CAP1400主泵、安全殼、蒸汽發(fā)生器應(yīng)依舊參照AP1000，設(shè)計(jì)基本保持不變，只將堆芯的燃料組件從157組變成193組，反應(yīng)堆熱功率初定為373萬(wàn)千瓦。然而在2009年，AP1000技術(shù)的所有方美國(guó)西屋公司提出，如果國(guó)和一號(hào)/CAP1400熱功率只有373萬(wàn)千瓦，毛電功率和凈電功率就只有約140萬(wàn)千瓦和130萬(wàn)千瓦，沒(méi)有突破合同中關(guān)于中方具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的條款，國(guó)和一號(hào)/CAP1400沒(méi)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
“我們充分利用了國(guó)內(nèi)已有的試驗(yàn)技術(shù)基礎(chǔ)與經(jīng)驗(yàn)，發(fā)揮了相關(guān)的核電資源的優(yōu)勢(shì)，體現(xiàn)了新型舉國(guó)機(jī)制、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和創(chuàng)新的精神?！编嵜鞴鈳ьI(lǐng)著他的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)肩扛重?fù)?dān)，迎難而上。突破知識(shí)產(chǎn)權(quán)限制的目標(biāo)，倒逼成就了我國(guó)建設(shè)、建成了先進(jìn)非能動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新體系，培養(yǎng)和鍛煉了一大批人才隊(duì)伍，夯實(shí)了我國(guó)核電技術(shù)試驗(yàn)驗(yàn)證和型號(hào)開(kāi)發(fā)的創(chuàng)新能力。
壓水堆重大專項(xiàng)總師鄭明光在國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)科學(xué)論壇介紹國(guó)和一號(hào)（CAP1400）
截至2018年底，壓水堆重大專項(xiàng)已形成知識(shí)產(chǎn)權(quán)4699項(xiàng)，其中發(fā)明專利325項(xiàng)，獲得中國(guó)授權(quán)專利1705項(xiàng)，各類標(biāo)準(zhǔn)751份，形成新產(chǎn)品、新工藝、新材料、新裝置等293項(xiàng)，新建43個(gè)試驗(yàn)臺(tái)架，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)三代核電技術(shù)研發(fā)、工程設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、試驗(yàn)驗(yàn)證的自主化。
推動(dòng)三代核電產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展 構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研用四位一體創(chuàng)新體系
核電項(xiàng)目最重要的是什么？更高的安全性、更好的經(jīng)濟(jì)性，而國(guó)和一號(hào)/CAP1400，正是奔著這個(gè)目標(biāo)去的。鄭明光表示，通過(guò)實(shí)現(xiàn)技術(shù)自主化及設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了自主研制，CAP1400與AP1000相比，安全性與經(jīng)濟(jì)性上更具競(jìng)爭(zhēng)力。
在經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上，CAP1400相比AP1000有所提升的表現(xiàn)之一在于積累并建立了有效的產(chǎn)業(yè)鏈體系。十余年來(lái)，制造企業(yè)逐漸全面掌握反應(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器、數(shù)字化儀控系統(tǒng)、燃料組件、核級(jí)泵閥等三代核電關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)，形成了一批具有世界先進(jìn)水平的設(shè)備材料制造基地，建成了由160余家企業(yè)組成的面向國(guó)內(nèi)外的三代核電設(shè)備供應(yīng)鏈體系，具備年產(chǎn)6到8臺(tái)套核電設(shè)備的能力，推動(dòng)了裝備制造業(yè)從二代跨越到了三代。
不少的企業(yè)都具備制造能力，同類設(shè)備都具有數(shù)家制造單位的設(shè)備制造體系，在這種充滿競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)鏈體系下，形成了一種良性的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)氛圍，建立了有競(jìng)爭(zhēng)氛圍的產(chǎn)業(yè)格局。“特別就是像我們?cè)簩?duì)關(guān)鍵設(shè)備、關(guān)鍵技術(shù)都一般都是由幾家單位同時(shí)參與相關(guān)工作，形成了一種良好的技術(shù)發(fā)展機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了高效的項(xiàng)目管控?！痹卩嵜鞴饪磥?lái)，這種競(jìng)爭(zhēng)在促使技術(shù)得到多發(fā)展的同時(shí)，也將推動(dòng)價(jià)格合理化——不追求價(jià)格最低但追求價(jià)格合理，使核電從研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、建造、運(yùn)行各個(gè)方面都具有合理利潤(rùn)，使核電能夠有序、有效、可持續(xù)發(fā)展。
良性的競(jìng)爭(zhēng)氛圍可以促使核電產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展，而型號(hào)創(chuàng)新則是推動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的源頭動(dòng)力。
“先進(jìn)型號(hào)的發(fā)展，可以推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。”壓水堆重大專項(xiàng)副總設(shè)計(jì)師、上海核工院副院長(zhǎng)嚴(yán)錦泉認(rèn)為，創(chuàng)新思想的源頭在于國(guó)內(nèi)相關(guān)高校及科研院所 。而目前，上海核工院也正在積極構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的三代核電創(chuàng)新體系。
2013年，在上海市科委的支持下，上海核工程研究設(shè)計(jì)院聯(lián)合上海交通大學(xué)、上海電氣核電集團(tuán)，建設(shè)上海核電工程技術(shù)研究中心，形成了以上海核工院為依托的研究開(kāi)發(fā)基地、以上海交通大學(xué)為依托的試驗(yàn)研究基地，以上海電氣核電集團(tuán)為依托的裝備制造基地，四位一體的先進(jìn)核電“產(chǎn)學(xué)研用合作”平臺(tái)——上海核電工程技術(shù)研究中心。它充分發(fā)揮上海地區(qū)高等院校、科研院所、裝備制造企業(yè)集聚、配套完整的優(yōu)勢(shì)，打造出一流的研究開(kāi)發(fā)支撐體系，并逐漸輻射全國(guó)，取得一大批優(yōu)秀成果，支撐了壓水堆重大專項(xiàng)研發(fā)，促進(jìn)了核電技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，支撐了三代核電產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)，CAP1000、CAP1400主設(shè)備實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化率達(dá)90%以上。
嚴(yán)錦泉表示，依托上海核電工程技術(shù)研究中心建設(shè)，上海核工院形成以6個(gè)分中心、21個(gè)聯(lián)合技術(shù)中心為核心的創(chuàng)新體系，并積極籌建先進(jìn)核電國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新中心，同時(shí)融入上海市科技創(chuàng)新中心建設(shè)，支撐核電非能動(dòng)型號(hào)系列化以及配套的核電燃料、主設(shè)備、特種材料、核安全驗(yàn)證、核電工程設(shè)計(jì)等技術(shù)和產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)，形成先進(jìn)核能全產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)體系，引領(lǐng)世界核電系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
目前，在重大專項(xiàng)的支持下，上海核工院在全面掌握先進(jìn)非能動(dòng)核電技術(shù)的基礎(chǔ)上，基本建成了以型號(hào)為核心驅(qū)動(dòng)的核電技術(shù)研發(fā)體系。在這條創(chuàng)新生產(chǎn)線上，已經(jīng)完成了CAP1000標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，完成國(guó)和一號(hào)/CAP1400型號(hào)開(kāi)發(fā)，完成了CAP1700概念設(shè)計(jì)，現(xiàn)正全面開(kāi)展CAP-S多個(gè)小堆型號(hào)的研究。
從 “求分享”到“走出去” 打造世界核電的“中國(guó)力量”
國(guó)和一號(hào)/CAP1400當(dāng)初的定位就是在引進(jìn)消化吸收AP1000的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)再創(chuàng)新、自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和獨(dú)立出口權(quán)。到今天，這些當(dāng)初設(shè)立的、面臨巨大挑戰(zhàn)的目標(biāo)基本實(shí)現(xiàn)。
國(guó)和一號(hào)/CAP1400先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念、完整的研發(fā)技術(shù)與其處于世界領(lǐng)先地位的安全性、經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)勢(shì)都使得這一型號(hào)“走出去”的競(jìng)爭(zhēng)力逐步提升，而如今，國(guó)和一號(hào)/CAP1400已經(jīng)成為我國(guó)核電“走出去”的名片。鄭明光向記者介紹這些對(duì)外交流的成果：“目前土耳其、南非等已經(jīng)與我國(guó)就CAP1400技術(shù)合作開(kāi)展了深度交流，簽訂了相關(guān)合作協(xié)議。”
中國(guó)核電之所以能走出國(guó)門，緣于自主研發(fā)核電技術(shù)的飛速發(fā)展，緣于中國(guó)核電正在逐步形成的面對(duì)未來(lái)的發(fā)展能力。壓水堆重大專項(xiàng)的實(shí)施構(gòu)建起了一個(gè)完整的設(shè)計(jì)研發(fā)體系和協(xié)同創(chuàng)新體系，包括完整的設(shè)計(jì)分析體系、設(shè)計(jì)軟件體系、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系、試驗(yàn)驗(yàn)證體系、安全審評(píng)支持體系等，支撐CAP1400成為擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)與國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的核電型號(hào)，為后續(xù)高質(zhì)量、高水平、可持續(xù)、自主化發(fā)展提供了基礎(chǔ)，這是一筆無(wú)比寶貴的財(cái)富。
未來(lái)，國(guó)和一號(hào)/CAP1400作為中國(guó)核電“走出去”的先鋒，將堅(jiān)持創(chuàng)新引領(lǐng)，對(duì)標(biāo)國(guó)際先進(jìn)水平，實(shí)現(xiàn)核電高質(zhì)量、高水平、可持續(xù)、自主化發(fā)展，積極參與國(guó)際交流合作，在國(guó)際舞臺(tái)上展現(xiàn)中國(guó)的 “核”心競(jìng)爭(zhēng)力。
聚焦前沿技術(shù) 推動(dòng)構(gòu)建智慧核能生態(tài)圈
隨著工業(yè)4.0的到來(lái)，中國(guó)企業(yè)對(duì)創(chuàng)新和制造力的呼聲越來(lái)越高?！吧虾：斯ぴ鹤鳛橐患以O(shè)計(jì)院，也正朝著設(shè)計(jì)4.0的方向發(fā)展?！鄙虾：斯ぴ涸洪L(zhǎng)助理、數(shù)字化研發(fā)工程部主任方舟表示，圍繞未來(lái)科技發(fā)展的重大需求，上海核工院提出了建設(shè)數(shù)字化核電研發(fā)設(shè)計(jì)體系的戰(zhàn)略目標(biāo)。
數(shù)字化研發(fā)體系是型號(hào)研發(fā)的設(shè)計(jì)平臺(tái)或者說(shuō)設(shè)計(jì)母機(jī)。方舟介紹道，上海核工院構(gòu)建的數(shù)字化體系是圍繞核電型號(hào)整個(gè)研發(fā)設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)流程來(lái)建設(shè)。從最早的型號(hào)研發(fā)方案階段，到工程設(shè)計(jì)階段，再到最后的驗(yàn)證全過(guò)程，數(shù)據(jù)貫穿這整個(gè)過(guò)程。通過(guò)數(shù)據(jù)的有效整合和集成，核電研發(fā)、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)驗(yàn)證、設(shè)備制造、建造、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)等流程將全面實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化，將大幅度減少迭代，提高研發(fā)設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量，其成果可直接應(yīng)用于數(shù)字電廠與下一代核電型號(hào)的開(kāi)發(fā)，推動(dòng)構(gòu)建“智慧核能”生態(tài)圈。
非能動(dòng)核電廠多功能綜合驗(yàn)證平臺(tái)
值得一提的是，在未來(lái)，會(huì)有更多先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用到核電運(yùn)行安全管理中去。“雖然目前這些應(yīng)用還是趨于保守，但是未來(lái)還是有很大應(yīng)用前景?！狈街墼O(shè)想道，在未來(lái)，人工智能可以幫助建設(shè)“智慧電廠”，助力電廠運(yùn)行的檢測(cè)診斷。他分析道，人的安全和設(shè)備的運(yùn)行情況可能是所有電廠運(yùn)行最關(guān)切的問(wèn)題，新技術(shù)可以更好地去解讀并解決這些行業(yè)的痛點(diǎn)問(wèn)題。
