自主創新：核工業可持續發展的靈魂

林　波　張洪福　張春華

2002年,胡錦濤總書記在視察秦山核電站時指出:“秦山核電站是我國立足自主創新建造的第一座核電站,具有十分重要的戰略意義。”“核電產業是高技術的戰略產業。實踐證明,高技術特別是核心技術拿錢是買不來的。要繼續堅持以我為主,這是發展核電的必由之路。”

中國核工業的歷史,就是不斷自主創新的歷史。

從自主研制成功原子彈、氫彈、核潛艇,到近年來又成功地自主設計建造了秦山一期、二期等核電站,中核集團以自主創新作為企業核心競爭力的關鍵,在實現自身可持續發展的同時,踐行著“富國強軍”的企業社會責任。

近年來,中核集團除了在國防建設的技術創新取得重大突破之外,還在核電、核燃料關鍵環節、基礎科研、核技術應用等方面,積極推進自主創新并取得一大批重大成果。

從“國之光榮”到自主化跨越,一個項目節省投資8億美元

經過20多年堅持不懈的努力,中核集團開發出以CNP(China Nuclear Power)系列為主的核電自主創新品牌,包括秦山一期CNP300(30萬千瓦壓水堆核電站)、秦山二期CNP600(60萬千瓦壓水堆核電站)、已完成初步設計的CNP1000(百萬千瓦級壓水堆核電站),不斷創造著我國核電設計、建造和運營史上的奇跡。

秦山一期核電站實現了祖國大陸核電“零的突破”,被中央領導譽為“國之光榮”和“中國核電從這里起步”,使我國成為世界上第七個能夠自行設計建造核電站的國家。完成的400余項科研開發和技術攻關,使我國擁有了核電技術的自主知識產權。

秦山二期核電站的設備制造國產化率達到55%。在55項關鍵設備中,有47項是國內制造的。它實現了我國自主設計、自主建造商用核電站的重大跨越,標志著我國掌握了目前世界上第二代核電技術,是民族核電發展新的里程碑。

秦山二期核電站的比投資為1330美元/千瓦,遠低于國內同期引進的核電項目(近2000美元/千瓦)。一個項目即為國家節省投資8億多美元!

在此基礎上,中核集團開展的中國百萬千瓦級核電站(CNP1000)自主化設計和科研工作,填補了我國百萬千瓦級核電站自主設計的空白。

“中國人的8兆瓦”,年增效益5000萬元

不破不立!實現核電工程管理與國際接軌的秦山三期核電站,同時實現了多項技術突破,以多項世界之最的紀錄,確立了中核集團在核電自主創新領域的領軍地位。

2007年對1號機組實施自主技術改造,解決了加拿大、美國和日本專家解決不了的技術難題,使額定功率提高了8兆瓦,這8兆瓦被譽為“中國人的8兆瓦”。

“中國人的8兆瓦”取得了很好的經濟效益和社會效益:2臺機組出力共提升16兆瓦,每年多發電1.2億千瓦時,增加經濟效益5000多萬元,相當于每年節約標準煤4.3萬噸,多減排CO212萬噸和近千噸SO2。

核燃料專用設備:繼“兩彈一艇”、秦山核電站后自主創新重大突破

中核集團的核燃料專用設備成功實現工業化應用,標志著我國已獨立自主地成功掌握了此項關鍵技術。

專用設備研制涉及機械、電氣、力學、材料學、空氣動力學、流體力學等多學科的理論和技術領域,技術難度、復雜程度令常人難以想像。專用設備的研制成功與否決定我國在新世紀與核電發展相配套的核燃料能否實現真正意義的自給,具有十分重要的戰略意義。

它的研制成功,使我國專用設備的研制水平實現新的跨越,這是我國核工業繼“兩彈一艇”、秦山核電站之后,取得的又一重大自主創新成果,是我國核燃料產業和核科技工業的重大跨越,對國家決策大力發展核電起到了積極作用。

核技術研發,鞏固中核集團核技術應用領域骨干地位

在同位素制品、輻射加工、核儀器設備、反應堆技術應用、特色化工及相關環保設備等六個重點產業領域,研發出一批具有鮮明核工業特色的拳頭產品,培育了一批核技術應用骨干企業,鞏固了中核集團公司在國內核技術應用領域內的骨干地位。

中核集團是目前國內惟一能同時利用反應堆和加速器生產同位素的企業。國內市場占有率超過70%,產品出口到30多個國家和地區,是國內同位素制品領域的主導企業。

利用重水堆反應堆生產鈷-60產業化示范工程是國家第一批民用非動力核技術應用產業化專項之一,將扭轉國內鈷源長期依賴進口的局面。

核儀器設備科技創新,成功為北京奧運服務。自主研制成功我國第一臺實用型NQR爆炸物檢測裝置和放射性物質檢測系統,在解決了關鍵技術的基礎上,形成了批量化生產能力,成功服務于2008年北京奧運會,得到北京奧組委及有關政府部門的嘉獎。此外,自主研制的自屏蔽式郵件消毒滅菌系統、EDS-M爆炸物檢測裝置應用于重要國家機關部門。

在醫用設備方面,中核集團先后開發出了鈷-60后裝機、遠距離治療機等放療系列產品,獲多項國家省部級獎,擁有13項國家專利,市場占有率50%左右。最新研制成功的血液輻照機已進入臨床試驗階段,為推動我國醫療衛生事業發展做出了重要貢獻。

反應堆技術,開辟和平利用核能新領域。中核集團反應堆技術應用在國內占有絕對優勢,有些技術已打入國際市場,在核能海水淡化、城市低溫供熱及支持硼中子俘獲技術的醫院中子照射器等方面取得的突破,開辟了和平利用核能新領域。

多項重大科技工程,展現了我國核技術實力

快堆是當今惟一現實的增殖堆型,核裂變燃料越燒越多,消耗的是在壓水堆中不大能裂變的鈾-238。壓水堆與快堆匹配發展,形成核燃料閉式循環體系,可以將鈾資源的利用率從現有熱堆的約1%提高到60-70%,可以焚燒長壽命放射性核素,減小放射性危害。

正在建設的中國實驗快堆工程,是國家“863”計劃重大項目,目前已經進入全面調試階段,計劃2009年9月達到首次臨界,2010年6月并網發電。

中國先進研究堆是面向21世紀科學技術發展的需要,自主創新、安全可靠,高性能、多用途的研究堆,設計功率6萬千瓦,最大熱中子注量率8×1014中子/平方厘米秒,代表亞洲最高水平,居世界研究堆的前三位。

中國先進研究堆的建成,將極大提高我國核基礎性研究、核能開發研究、核技術應用研究的水平,包括材料科學、生物科學、生命科學等前沿學科的基礎性研究,規模化生產高比度放射性核素,開展反應堆燃料和材料的輻照考驗,進行核電站材料工程試驗研究,并可進行批量單晶硅中子摻雜生產、中子活化分析、中子照相等核技術應用以及反應堆人員技術培訓等。

中國先進研究堆工程于2002年8月26日正式開工,目前正在進行全面調試,計劃于近期建成并實現首次臨界。

核聚變研究取得新成果。中國環流器二號A裝置具備了開展聚變堆經濟性和工程性等前沿課題研究的能力。集團公司自主研發出核聚變反應裝置中的關鍵核心部件——H環形放電模,實現了國內首次高約束參數模式下的放電,該技術達到國際先進水平。中核集團公司作為我國參與國際熱核聚變堆(ITER)項目的主要單位,承擔了一批核心科研和研制任務,對提高我國核聚變研究和相關設備制造水平起到巨大推動作用。

核工業集團擁有18個重要的核科研設計單位,建設了一批國家級的核重點實驗室,為核工業發展提供了強有力的產業技術保障。核科技自主創新能力進一步提升,培養和造就了一支適應時代發展需要的,具有戰斗力的核科技創新人才隊伍。

中核集團成立以來共獲得國家科技進步獎或自然科學獎22項,獲國防科技獎793項。