“国和一号”产业链联盟助力核能国产化
文章来源：中国能源报 发布时间：2023-05-30
摘要：我国的核能工业走过了一条不平凡的道路，这是一条披荆斩棘的道路，其中有很多相关企业为我国核能产业摆脱对国外供应的依赖，攻坚克难的故事。我们让这些故事串成一串，展示出我国现代核能产业链是怎么形成的。“嗡嗡
我国的核能工业走过了一条不平凡的道路，这是一条披荆斩棘的道路，其中有很多相关企业为我国核能产业摆脱对国外供应的依赖，攻坚克难的故事。我们让这些故事串成一串，展示出我国现代核能产业链是怎么形成的。
刚走近上海电气核电设备有限公司（以下简称“上核公司”）生产核岛主设备（包括蒸汽发生器、堆内构件、湿绕组主泵等）的车间门口，各种轰鸣声就已传来。来到某项目蒸汽发生器近4米高的管板下筒体组件跟前，一位工人正在进行管板一次侧镍基合金堆焊作业。为保证堆焊区域母材热影响区性能和防止产生裂纹等危险性缺陷，左右各十几个燃气火焰炬正在加热管板，即便记者站在距离其5米远的安全通道处，仍能感受到火焰的滚滚热浪。
在厂房门口，一台已经制造完成的蒸汽发生器平放在滚轮架上。“这些制造完成的主设备，可以借助我们可靠泊5000吨级自备重件码头，直接运抵核电站建设现场。”上核公司总工程师张茂龙向记者介绍道。
日前，《中国能源报》记者走进由国家电投依托上海核工院牵头发起的“国和一号”产业链联盟相关企业调研时，了解到很多相关企业为我国核能产业摆脱对国外供应的依赖，攻坚克难的故事。通过重大专项实施，从主泵到690U型管，从设备到零部件，已突破长期以来制约我国核电发展的瓶颈，主系统主设备全面实现国产化，三代非能动压水堆核电国产化率从31％提升到90％，“国和一号”现代产业链已雏形初现。
为摆脱对国外核能设备、零部件等的供应依赖，2006年，国务院将“大型先进压水堆核电站”和“高温气冷堆核电站”列入国家科技重大专项，并于2008年批准“大型先进压水堆核电站重大专项总体实施方案”，产业链的故事由此展开。
例如，核电用690U型管合金（以下简称“U型管”），是百万千瓦级核电机组中蒸汽发生器需使用的关键特殊材料。被核燃料加热的热水，正是通过蒸汽发生器里无数根细长的U型管进行能量交换，从而产生高温高压蒸汽并实现发电。其不仅尺寸繁多，而且对于密封精度、防腐蚀、防放射性的要求很高。此前，世界上只有法国、日本和瑞典的3家公司能够生产此类产品，售价高达300万元／吨。
江苏银环精密钢管有限公司董事长、宝银特种钢管有限公司庄建新2005年就已看到U型管的发展方向，他向记者讲述了在外“求学”被拒之门外的故事。“当年我带着一个翻译，身上揣着几千美金，去了法国最早做690U型管的老牌制造厂，想要通过股权换人家的技术。结果到了人家那，只在接待处看了个光碟喝了杯咖啡，连门都没让进。”
2007年，宝银特种钢管有限公司（以下简称“宝银公司”）正式成立。在设计单位上海核工院的指导下，宝银公司投入大量研发资金，自主研制精密管装备和全流程生产线，经过几年的攻关努力，终于生产出了第一根国产的核电站用U型管。
“起初我们的生产率很低。生产150吨的U型管需要一年半的时间。在这期间不断出现问题，反复调整。随着技术的不断进步，如今我们一年产能可达550吨。”宝银公司副总经理吴青松表示，“搞技术，要想实现‘0－1’的突破，起步是最难的。”
“当时国内有人根本不相信民营企业能够生产出这样的管子。在这个过程中，受福岛核泄漏的影响，公司投入15亿元建设的产线亏损了4个亿，也经历过生死存亡的时刻。但就是为了争这口气，一定要把技术拿到自己手里！”庄建新说，“目前国内已建和在建的所有核电站均有宝银公司提供的产品。”
有意思的是，在2010公司首套产品成功下线后，法国瓦卢瑞克公司得知消息也来中国投资690U型管产线，争夺国内市场份额，这家法国公司正是当初将庄建新拒之门外的那个老牌制造厂。2022年，宝银公司成功收购其在中国的分公司——瓦卢瑞克核电管材（广州）有限公司。
“如果不是上海核工院找到我们，我们民企甚至都不知道市场上还有这些需求，研制过程中所需要的配件也很难在市场上找到匹配的供应企业，研制出产品的项目应用也会成问题。有了产业链的支持，这是从无到有，从‘0’到‘1’的转变。”浙江伦特机电有限公司（以下简称“伦特公司”）总经理吴方亮坦言。
伦特公司原本是一家做温度仪表的地方民营企业，2015年，在上海核工院的带动下进入核电产业，与上海核工院联合开展“国和一号”堆芯仪表套管组件的国产化研发工作。其研制的IIS堆芯仪表系统是监测反应堆堆芯运行状态的“眼睛”，可以帮助堆芯避免出现温度过高或功率过大的情况。
“现国内在役的五十几个核电机组的堆芯仪表套管组件都是由国外公司供货。”吴方亮表示，进口不仅贵，话语权也极其受限。要进口该产品，外方不但设置了各种门槛，还会以技术支持费等借口额外收费。“这是对国内没有自主供货能力的一种侮辱，一定要把这个关键设备做出来！”
在国内毫无研制和测试经验的前提下，上海核工院与伦特公司联合开展技术攻关，从无到有突破各种技术难题。“从2015年到2021年，从原理样机到工程样机再到最后取证模拟件完成整个鉴定试验，一共花了6年多时间。现在我们已经实现了批量化生产。”
不仅攻克难题，还有创新突破。“因为从仪表传出的电流极小，我们采用了更适合弱信号传输的铠装电缆，在8个传感器传输出口连接了矿物电缆组件。此前，进口产品的电缆组件都采用了有机电缆。铠装电缆的寿命更长，寿期可达到60年，也更耐高温。从经济性来看，核电站正常服役期限60年间，无需更换就能覆盖整个服役期了。而堆芯仪表套管组件有20年设计寿命，在核电站60年服役期内也仅需更换2次。”
据了解，经过逾50年的发展，特别是通过国家科技重大专项实施，上海和长三角地区已形成集研发设计、设备制造、工程承包、建造安装、运行维护等的完整核电产业链，建成我国规模最大、业务最全的核电产业集群。以“国和一号”示范工程为例，已采购的装备中，长三角地区企业供货占比达51％。其中，上海核电产业集聚200余家企事业单位，从业人员近2万人，产业年总产出超过240亿元，核岛装备国内市场占有率达到近40％。
“民营企业具有专注精神。大企业做小设备，在经济性上也许并不划算，但若是由专注精、特、尖的小企业来做，更具有持续性。此外，联盟的建立，不仅为‘国和一号’提供后备支撑，也为整个核能产业链提供具有过硬技术的生产企业。”上海核工院科技创新部副主任夏迪表示。
“在推进‘双碳’目标背景下，核电发展的春天又一次来临。目前我们具有年产6台（套）百万千瓦级核岛主设备的制造能力，总体可满足发展需要。”张茂龙表示。
吴青松说：“福岛核泄漏事故后，核电站核准搁浅，对民营企业打击很大。我们的U型管售价比进口产品大大降低，甚至还有国外企业在招标中恶意压价。不过，只要有持续的市场需求，我们通过以量带利就能继续维持。‘国和一号’产业链联盟面向产业化，像一根‘线’把我们这些产业链上的企业穿项链似的集合起来，通过平台为我们提供项目，保障了可持续性发展。”
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