影響我國核電設(shè)備自主化進程的因素分析

摘要：本文在調(diào)研總結(jié)我國目前核電設(shè)備生產(chǎn)能力及自主化水平現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，從核電設(shè)備制造企業(yè)內(nèi)部、外部情況分析了影響我國核電設(shè)備自主化進程的各種因素，從而一方面為國家核電宏觀決策提供依據(jù)，另一方面為企業(yè)加快核電設(shè)備自主化進程、提升競爭力、開拓國內(nèi)外市場提供參考。

福島核事故以來，國家審時度勢，確定了“在確保安全的基礎(chǔ)上高效發(fā)展核電”的方針，并及時調(diào)整了核電中長期發(fā)展規(guī)劃。調(diào)整完善后的規(guī)劃提高了核電安全標準，調(diào)整了建設(shè)規(guī)模，提出了重點任務(wù)，從此，我國步入了核電發(fā)展的新階段。新的形勢下，面對更高的核電技術(shù)標準，我國要大規(guī)模的發(fā)展核電，必須走國產(chǎn)化的道路，堅持自主化，尤其是掌握核心的設(shè)備設(shè)計和制造技術(shù)，只有這樣才能實現(xiàn)國產(chǎn)化的主動權(quán)，降低核電造價，提高核電經(jīng)濟性和競爭力，并推動核電相關(guān)產(chǎn)業(yè)的進步。

而目前的情況是，核電國產(chǎn)化雖然取得了很大的成績，但離國家提出的要求、真正實現(xiàn)自主化還有較大的差距。面對不同的技術(shù)路線要求，尤其是占主導(dǎo)地位的三代核電技術(shù)，國內(nèi)核電設(shè)備制造企業(yè)目前仍有一些不能生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備、鍛件和材料，核心技術(shù)仍然受制于人。面對國家提出的三代核電技術(shù)標準，能否高質(zhì)量、自主化、批量化生產(chǎn)核電設(shè)備，已經(jīng)成為制約我國核電設(shè)備制造業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展的“瓶頸”，實現(xiàn)核電設(shè)備制造自主化仍然任重道遠。

1.目前我國核電設(shè)備生產(chǎn)能力及自主化現(xiàn)狀

近幾年，國內(nèi)核電設(shè)備制造企業(yè)陸續(xù)完成了大型鑄鍛件、壓力容器、蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器、堆內(nèi)構(gòu)件和控制棒驅(qū)動機構(gòu)、主管道等核島關(guān)鍵設(shè)備，汽輪機、發(fā)電機等常規(guī)島關(guān)鍵設(shè)備以及核級泵閥、控制系統(tǒng)等設(shè)備的研制工作，并有運行業(yè)績。國內(nèi)企業(yè)已成套供應(yīng)了CNP300、CNP600、CPR1000、 AP1000、EPR1750等多種機型的核島及常規(guī)島主設(shè)備。

目前國內(nèi)核電設(shè)備制造企業(yè)具備每年生產(chǎn)約12套百萬千瓦級核電機組的能力。重型機械企業(yè)具備年產(chǎn)約12套核電鑄鍛件的能力，大型鑄鍛件的工藝性能有待鞏固優(yōu)化。

我國的AP1000依托項目1-4臺機組核島設(shè)備平均國產(chǎn)化率約為55%，預(yù)計到第4臺機組達到70%以上。目前國內(nèi)核電設(shè)備制造企業(yè)基本完成了AP1000技術(shù)的引進、消化、吸收工作，并結(jié)合自主研發(fā)，已逐步掌握了AP1000關(guān)鍵設(shè)備的制造技術(shù)，目前處于陸續(xù)交貨階段。根據(jù)2013年底統(tǒng)計的交貨情況，已實現(xiàn)國產(chǎn)化供貨的設(shè)備有非能動余熱排出熱交換器、安注箱、反應(yīng)堆冷卻劑主管道、堆芯補水箱、穩(wěn)壓器、堆內(nèi)構(gòu)件、鋼制安全殼；正在研制、生產(chǎn)的設(shè)備有反應(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器、屏蔽電機主泵、控制棒驅(qū)動機構(gòu)、爆破閥等。

目前國內(nèi)有二代改進型核電設(shè)備加工、供貨經(jīng)驗的廠家，基本具備AP1000三代核電機組所需設(shè)備的加工制造能力。制約三代AP1000成套設(shè)備制造的瓶頸，在于AP1000三代大型鑄鍛件和關(guān)鍵原材料的供應(yīng)能力有限，如反應(yīng)堆壓力容器一體化頂蓋、蒸汽發(fā)生器下封頭、管板、主管道等鍛件的制造技術(shù)雖然在逐步突破，但是工藝尚不成熟，需要進一步完善和鞏固優(yōu)化，才能批量制造；主泵國外原廠驗證和考核進展較慢，雖然首臺已交貨，但仍存在很多問題，技術(shù)尚不成熟，國產(chǎn)化進程預(yù)計需要較長時期；另外安全級自動化儀控系統(tǒng)、余熱導(dǎo)出泵、爆破閥、海水循環(huán)泵等設(shè)備的自主化進展可能會較慢。

2.影響我國核電設(shè)備自主化進程的因素分析

2.1制造企業(yè)內(nèi)部發(fā)展因素

2.1.1企業(yè)項目管理能力不足，質(zhì)量管理水平有待提高

面對多堆型、多技術(shù)路線、交貨期集中等多重困難，對于多個同時進行的核電設(shè)備項目的合理有序管理，從而實現(xiàn)按期、保質(zhì)、保量向業(yè)主交貨極為重要，企業(yè)對核電項目的管理能力不足是未來幾年核電設(shè)備制造企業(yè)的主要矛盾。

從質(zhì)量管理上看，核電設(shè)備設(shè)計、制造單位應(yīng)按照核安全要求，建立健全完整、有效的質(zhì)量管理體系。嚴格執(zhí)行質(zhì)量管理程序，完善設(shè)備制造的軟件，編制規(guī)范的工藝文件，核電產(chǎn)品嚴格實施質(zhì)量計劃、進度，嚴格進行原材料及配件采購以及工藝試驗，工藝評定，過程控制，質(zhì)量檢驗和最終完工報告等，確保產(chǎn)品質(zhì)量和性能安全。質(zhì)量管理問題應(yīng)更多體現(xiàn)為日常管理的習慣性問題，目前制造企業(yè)尚未完全實現(xiàn)質(zhì)量意識從普及到深化、從常識到實踐的快速轉(zhuǎn)化，質(zhì)量問題仍經(jīng)常出現(xiàn)，質(zhì)量管理水平有待提高。

2.1.2企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)能力弱，無技術(shù)基礎(chǔ)

企業(yè)自主開發(fā)能力不強，我國的核電產(chǎn)品是引進技術(shù)，消化吸收不夠，部分核心技術(shù)受制于人，無新產(chǎn)品、新技術(shù)儲備，集成設(shè)計能力缺乏；科技開發(fā)缺乏高端人才和專業(yè)學術(shù)帶頭人，科技人才隊伍中高層次和有較長實踐經(jīng)驗的人員更少，科技人員總量也偏少，人才梯隊還未建立起來；科技投入相比國際大公司嚴重不足，投入的機制有待建立和完善，往往注重硬件投入，在試驗、研發(fā)能力方面的投入明顯不足，對形成自有知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)的軟實力投入更少；企業(yè)科技創(chuàng)新體系不完善，科技規(guī)劃及管理效力不強，研發(fā)體系不健全，內(nèi)部技術(shù)資源、技術(shù)信息共享和資源優(yōu)化利用程度較低，資源分散。另外，自主創(chuàng)新的激勵機制有待完善、創(chuàng)新動力不足。

2.1.3核電人才資源短缺

在我國，無論是核電設(shè)備生產(chǎn)經(jīng)營管理人員、研發(fā)人員、設(shè)計人員，還是工廠操作人員，都存在較大缺口。高端人才、創(chuàng)新人才、有實踐經(jīng)驗的管理人才以及有較高級別的核設(shè)備無損檢測人員、核設(shè)備焊接人員急缺。另外在核電產(chǎn)業(yè)布局分散、市場競爭激烈、呈現(xiàn)出與常規(guī)產(chǎn)業(yè)完全不同的人力資源需求的情況下，人才資源短缺與人才流失風險加大等各種矛盾共存；薪酬體系有待完善，該行業(yè)難以提供與其他高新技術(shù)企業(yè)媲美的待遇，人才引進存在難題。

2.1.4企業(yè)資金能力不足，不能滿足新產(chǎn)品試驗與檢驗需求

核電設(shè)備的生產(chǎn)制造具有技術(shù)要求高、系統(tǒng)復(fù)雜等特點。國內(nèi)設(shè)備制造企業(yè)在樣機及樣品的試制過程中需要投入大量的人力資源和物力資源，無法進行批量試驗與檢驗，而樣品一旦試制失敗，必將損失大量資金。因此，在當前的市場形勢下，資金問題給企業(yè)帶來很大壓力。

對于一些關(guān)鍵的核級設(shè)備，如主蒸汽安全閥、主蒸汽隔離閥等大型閥門，大型阻尼器、控制棒驅(qū)動機構(gòu)等，設(shè)備試驗與驗證設(shè)施不足。相關(guān)企業(yè)正在積極開展設(shè)備研發(fā)，但相關(guān)的試驗與驗證平臺建設(shè)投資大、利用率低，企業(yè)無力建設(shè)，由于缺少試驗驗證手段，制約著關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化。

2.2制造企業(yè)外部影響因素

2.2.1大型鑄鍛件制造經(jīng)驗和研發(fā)能力不足

目前，國內(nèi)主要重型機械企業(yè)的裝備均較為先進，完全具備生產(chǎn)AP1000大型鑄鍛件的能力，能夠制造出部分高要求的大型鑄鍛件，但技術(shù)優(yōu)勢偏重于制造領(lǐng)域，技術(shù)力量也主要分布在制造方面，研發(fā)能力薄弱。企業(yè)對新材料、新工藝的應(yīng)用以及基礎(chǔ)性技術(shù)的研究相對缺乏，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定難以保證。部分難度較大的大型鑄鍛件一次成功率低，需要反復(fù)進行摸索攻關(guān)。由于鑄鍛件質(zhì)量不穩(wěn)定而不能按時交貨對設(shè)備制造造成影響的情況還時有發(fā)生。成套供貨能力不足，有待提升。

2.2.2關(guān)鍵原材料供應(yīng)能力有限

核電設(shè)備產(chǎn)品生產(chǎn)所需的原材料問題至關(guān)重要，材料問題解決不好，就無法做到真正的自主化。材料供應(yīng)商要進入核電原材料生產(chǎn)領(lǐng)域，必須取得國家核安全局頒發(fā)的制造許可證，考慮到取證的難度、企業(yè)需要投入的大量資金且需求量不大、要求又高，最終的投資收益有限，部分供應(yīng)商不愿意介入核電原材料生產(chǎn)領(lǐng)域。另外國內(nèi)原材料供應(yīng)商在冶煉工藝、裝備能力、產(chǎn)品質(zhì)量、執(zhí)行規(guī)范等方面也都有欠缺，限制了部分材料的國內(nèi)供應(yīng)。如果國內(nèi)原材料在質(zhì)量穩(wěn)定性上有所提升，則必將對我國核電自主化起到重要的推動作用。

2.2.3國內(nèi)缺乏統(tǒng)一的核電標準體系

國內(nèi)沒有統(tǒng)一的核電標準體系。對于同一集團不同業(yè)主、同一廠址不同項目、同一集團不同設(shè)計院，最終的項目管理和技術(shù)要求都會有較大的差異，例如提高管理要求，增加文件種類，增加技術(shù)要求等。核電項目多堆型、多技術(shù)路線、多項目同時執(zhí)行，給企業(yè)進行技術(shù)準備、材料準備、工藝準備、資源平衡以及項目管理帶來很大挑戰(zhàn)，無疑會增加技術(shù)管理難度和產(chǎn)品質(zhì)量控制風險。

2.2.4設(shè)計與制造脫節(jié)，影響自主研發(fā)與制造

設(shè)備制造企業(yè)不掌握設(shè)計技術(shù)，直接影響了文件準備及不符合項處理的進度。設(shè)計與制造脫節(jié)，使得設(shè)備制造企業(yè)對技術(shù)的消化吸收、技術(shù)進步和新產(chǎn)品的開發(fā)都不利。制造企業(yè)沒有處理問題的自主權(quán)，必須通過設(shè)計院進行。對材料代用、更換設(shè)備、生產(chǎn)過程持續(xù)改進和優(yōu)化不利。

2.2.5資格許可證審批、頒證工作相對滯后

核級樣機鑒定、評定和核承壓設(shè)備設(shè)計制造，受國內(nèi)檢驗和試驗臺架能力的影響，造成了資格許可證審批、頒證工作的相對滯后，部分企業(yè)不能按時取得資格許可，不能盡快正式投入生產(chǎn)，從而影響了核電設(shè)備自主化進程。

2.3設(shè)備制造中的設(shè)計、部件采購等細節(jié)問題

2.3.1上游設(shè)計指定采購

在AP1000設(shè)備制造中，許多關(guān)鍵零部件都遇到了上游設(shè)計指定型號的情況。由于涉及指定型號采購，國外供方一般都僅有1-2家。由此造成采購價格昂貴、采購過程中對供方很難控制，價格與交貨期能夠談判的余地很小，整個采購過程中設(shè)備制造商都處于不利的地位。

例如AP1000蒸汽發(fā)生器支撐中的球軸承、蒸汽發(fā)生器上部的干燥器、以及部分螺紋潤滑劑等產(chǎn)品都遇到了上述情況。

2.3.2上游設(shè)計中部分國外標準件采購困難

例如用于余熱排出泵支撐和空氣瓶支撐框架中的W型鋼為美國標準，國內(nèi)型鋼制造廠家無現(xiàn)成的模具。由于采購的型鋼量小，總價較低，而國內(nèi)型鋼制造廠家新制造型鋼模具的成本太高，故沒有生產(chǎn)此類型鋼的積極性，迫使設(shè)備制造商到國外采購，對設(shè)備成本和進度都造成一定影響。如在后續(xù)AP1000項目的設(shè)計中能考慮采用將原國外標準件轉(zhuǎn)換為國標，則將使得該類標準件的采購更加方便、經(jīng)濟，更有利于AP1000核電國產(chǎn)化工作的推進。

2.3.3上游技術(shù)文件需盡早固化

由于重要的上游設(shè)計變更對材料采購、技術(shù)準備和產(chǎn)品制造影響重大。故希望設(shè)計方能盡早對上游技術(shù)文件進行固化，避免由于重要的上游設(shè)計變更對整個設(shè)備的制造造成重大影響。

例如前期某項目蒸汽發(fā)生器及反應(yīng)堆壓力容器由于原材料上游技術(shù)變更，直接影響到部分已采購到廠的或在制的原材料，設(shè)備制造商不得不重新進行比對，依據(jù)比對結(jié)果分門別類的對已采購的原材料進行處理，給廠家增加了較大的工作量，對項目執(zhí)行也造成一定影響。

2.3.4部分材料采購量少、質(zhì)保要求高，采購困難

AP1000設(shè)備在原材料采購過程中某些材料由于數(shù)量少，質(zhì)量要求高，使得材料供應(yīng)商不愿供貨。如蒸汽發(fā)生器上所用疏水管，兩臺蒸汽發(fā)生器共需2米4長的管材，但實際采購時廠家為至少16根，4米長起訂。以上僅為其中的一個示例，在實際制造中類似情況時有發(fā)生。

以上從制造企業(yè)內(nèi)外部因素的角度對影響我國核電設(shè)備自主化進程的原因進行了分析，以期找到適合我國國情的提升核電自主化的相關(guān)思路及應(yīng)對措施，一方面為政府宏觀指導(dǎo)與調(diào)控核電產(chǎn)業(yè)自主化發(fā)展提供依據(jù)，另一方面為企業(yè)加快核電設(shè)備自主化進程、提升競爭力、開拓國內(nèi)外市場提供參考。筆者會繼續(xù)跟蹤我國核電設(shè)備、鍛件、原材料自主化進展情況，探索加快核電自主化的途徑，從而為推動我國核電產(chǎn)業(yè)整體進步、加快核電“走出去”貢獻力量。

3.作者簡介

孟彥輝（1982年1月—），女，碩士研究生，機械工業(yè)發(fā)電設(shè)備中心副處長，主要從事全國發(fā)電設(shè)備行業(yè)經(jīng)濟運行分析和生產(chǎn)管理工作。

主要科研成果：

（1） 國家能源局委托課題 《核電中長期發(fā)展規(guī)劃—核電設(shè)備篇（2011-2020年）》 負責人2011

（2） 國家發(fā)改委委托課題 《電力行業(yè)低碳技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展政策研究》 主要參與人 2012

（3） 《我國重大電力裝備制造及技術(shù)創(chuàng)新能力研究》 負責人 2012

（4） 《中國市場》期刊發(fā)表了《中國重大電力設(shè)備供給的歷史分析及未來預(yù)測》 2013.5