吳郁龍
高溫氣冷堆、低溫核供熱堆產業化事業的創新發展,凝聚了中國核建與清華大學“擔當國任、核能報國”的使命責任。十余年來,中核能源承載國家使命,肩負股東重托,充分發揮企業平臺主體的積極作用,推動核能產業化事業從無到有、由弱到強不斷發展,成績喜人。
推進體機制創新,建立起產學研緊密結合、資源高度整合互補的創新體系。2003年,中國核建與清華大學開展戰略合作,組建中核能源作為產業化平臺和企業主體,開始推進高溫氣冷堆、低溫核供熱堆的產業化工作,并逐步建立起了以企業為主體、以市場為導向、產學研緊密結合的創新體系。中核能源有效整合了清華大學的技術資源和中國核建的工程建造和產業配套資源,與清華大學核研院緊密協作開展技術研發攻關和工程設計等工作,與中核二三、中核二四公司聯合開展高溫氣冷堆示范工程的土建、安裝等工程建造施工及相關技術研究工作,在中國核建的支持下推動高溫氣冷堆、低溫核供熱堆的產業資源配套條件不斷優化。以示范工程為依托形成了由研發設計責任主體清華大學核研院、工程實施責任主體中核能源、投資運營責任主體華能山東石島灣核電公司組成的完整產業鏈,建立起了明確的分工協作機制和利益分配機制,形成了建設高溫氣冷堆示范工程的合力。
中核能源圍繞推進60萬千瓦高溫氣冷堆項目等產業化工作,與中國核建核能產業化投資主體核建清潔能源有限公司、清華大學核研院等各方進一步緊密協作,豐富和完善了產學研結合的產業化體制機制。
中國廣核集團2007年對中核能源進行戰略注資后,成為中核能源的第三方股東,為提升公司管理水平、培育核心能力、建立符合高溫氣冷堆和低溫核供熱堆產業化實際的EPC總承包管理模式創造了條件。
企業主體作用得到充分發揮,打造具備核電EPC總承包能力的產業化平臺取得成效。培育掌握核能技術、具備系統集成和工程實施能力的企業主體,是高溫氣冷堆、低溫核供熱堆技術成功實現產業化的關鍵之一。目前,中核能源擁有高溫氣冷堆、低溫核供熱堆兩項先進核能技術的獨家許可使用權,是我國極少數同時擁有核反應堆工程設計甲級資質、核工業工程咨詢甲級資質、特種設備(壓力容器)設計資質等核心資質,能夠開展核電工程項目總承包業務的企業之一。設計能力方面,在消化吸收和掌握關鍵核心技術的同時,掌握了以三維設計、模塊化設計等為代表的先進設計技術,并且在多個專業領域逐步培育起了明顯的優勢,與清華大學核研院形成了有力的設計互補協作機制。采購能力方面,完成了高溫氣冷堆示范工程絕大多數設備的采購訂貨,形成了完整的供應商數據庫和評價體系,具備較強的采購項目管理能力、設備監造能力,已經具備高溫氣冷堆、低溫核供熱堆的設備集成采購供貨能力。建造管理能力方面,通過開展EPCT集成控制、模塊化建造相關技術研究,逐步形成了EPCT集成控制管理體系,掌握了先進的建造管理技術,工程總承包管理能力也得到了穩步提升。建立的高溫氣冷堆技術工程化研究中心,形成了工程轉化研究設計平臺、工程試驗驗證與設備鑒定平臺、EPCT信息化管理平臺等基礎條件。
大力推進科技創新,推動高溫氣冷堆、低溫核供熱堆工程轉化研究取得重要成果。十余年來,中核能源堅持科研與工程并舉,把開展技術研發和科技攻關擺在重要位置加以推進,通過深化科研管理創新,實施重大專項等一系列科研課題,掌握了一批核心技術,取得了一大批科研成果。
在科研管理創新方面,一是充分利用國際資源,組建公司科技委,聘請了一批國際核能專家作為科技委專家,為公司的技術決策提供咨詢支持;二是引入國際先進的技術創新管理手段,在公司科研工作的技術路線、計劃管理、過程實施、成本經費、成果績效等各個方面實施精細化管理,建立起了科學高效的科研管理體系;三是與美國鷹圖公司、美國WSC公司、德國SCHOTT公司、日本日立公司、英國HOUDON公司等加強國際技術合作與交流,提高了高溫氣冷堆、低溫核供熱堆技術創新的國際化水平。
在科研項目實施方面,中核能源成立后,先后實施了一批科研項目,完成了高溫氣冷堆示范工程的標準機型設計等相關研究工作。高溫氣冷堆重大專項啟動以后,中核能源又先后承擔了12個重大專項科研課題。低溫核供熱堆方面,中核能源也組織開展了一系列科研工作。通過科研攻關,中核能源取得了高溫氣冷堆三維協同設計平臺、高溫氣冷堆典型系統的模塊化設計方案等一系列突破性技術成果,形成了30余項專利、軟件著作權、施工工法等科研成果,多項科技成果還獲得了國防科技進步獎、核工業部級優秀工程咨詢成果獎、全球金閥門Animation單項獎、鷹圖全球Automation鉑金大獎等國內外殊榮,公司還獲得了國防科工局授予的“軍工能力建設先進單位”的榮譽。
積極開拓高溫氣冷堆、低溫核供熱堆應用市場,扎實推進高溫氣冷堆示范工程建設。高溫氣冷堆在核能發電、提供高溫工藝熱、核能制氫等方面具有突出的競爭優勢,低溫核供熱堆也可廣泛應用于區域供熱、熱電聯供、海水淡化等領域,具有廣闊的市場前景。中核能源成立以來,在國內外相繼開展了大量的市場推廣和廠址選擇等工作。高溫氣冷堆方面,先后完成了山東石島灣、安徽安慶等沿海和內陸核電廠址的相關前期工作,并在股東方的推動下啟動了山東石島灣高溫氣冷堆示范工程項目。低溫核供熱堆方面,先后在哈爾濱、長春、大連、葫蘆島、錦州、蘭州、徐州等地區進行了冬季供暖、核能海水淡化、工業蒸汽項目等方面的市場調研和推廣工作。中核能源還積極配合股東方開展了60萬千瓦高溫氣冷堆項目的國際國內市場推廣和相關廠址選擇等工作,為下一步加速推進核能產業化工作奠定了基礎。
建設高溫氣冷堆示范工程,既是高溫氣冷堆重大專項的核心內容,也是當前和今后一個時期推進核能產業化的關鍵步驟。位于山東省威海市榮成石島灣的高溫氣冷堆示范工程,是全球首座模塊式高溫氣冷堆商用核電站示范工程,也是世界首臺具備第四代核能系統安全性特征的商用核電機組。高溫氣冷堆示范工程以清華大學已建成的10兆瓦高溫氣冷實驗堆為基礎,規劃建設1臺20萬千瓦級高溫氣冷堆核電機組及其相應的配套設施。高溫氣冷堆示范工程從2004年開始啟動前期工作,并完成了初可研、可研等任務,工程設計、設備采購、現場施工準備等各方面工作均啟動較早、進展順利。至2009年8月,示范工程現場即已完成了各項施工準備工作,具備了澆筑第一罐混凝土的條件。2012年12月4日,高溫氣冷堆示范工程獲得了國家核安全局頒發的建造許可證。2012年12月9日,高溫氣冷堆示范工程開始澆筑核島第一罐混凝土進入施工建設階段。在高溫氣冷堆示范工程的建設過程中,中核能源充分發揮核島及其BOP的EPC總承包作用,與相關單位聯合攻關,扎實有序地開展了工程設計、設備采購和現場建造的各項工作。工程設計方面,自主研發的三維協同設計平臺成為示范工程綜合布置設計的重要工具,示范工程采用的高溫氣冷堆模塊化設計和建造技術能夠大幅縮短工程建造周期并降低建設成本;設備采購方面,主設備和關鍵設備的研制和驗證工作進展順利;現場建造方面,土建、安裝施工按照工程進度計劃順利推進,質量安全受控可控,不僅克服了極端嚴寒低溫和酷暑高溫天氣等影響,而且在核島底板澆筑施工質量等方面創造了我國核電站建設施工的新記錄。