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“國和一號”產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟助力核能國產(chǎn)化

2023-05-30 17:53:24 中國能源報(bào)
我國的核能工業(yè)走過了一條不平凡的道路,這是一條披荊斬棘的道路,其中有很多相關(guān)企業(yè)為我國核能產(chǎn)業(yè)擺脫對國外供應(yīng)的依賴,攻堅(jiān)克難的故事。我們讓這些故事串成一串,展示出我國現(xiàn)代核能產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)窃趺葱纬傻摹?
“嗡嗡嗡——滋滋滋——”
 
剛走近上海電氣核電設(shè)備有限公司(以下簡稱“上核公司”)生產(chǎn)核島主設(shè)備(包括蒸汽發(fā)生器、堆內(nèi)構(gòu)件、濕繞組主泵等)的車間門口,各種轟鳴聲就已傳來。來到某項(xiàng)目蒸汽發(fā)生器近4米高的管板下筒體組件跟前,一位工人正在進(jìn)行管板一次側(cè)鎳基合金堆焊作業(yè)。為保證堆焊區(qū)域母材熱影響區(qū)性能和防止產(chǎn)生裂紋等危險(xiǎn)性缺陷,左右各十幾個燃?xì)饣鹧婢嬲诩訜峁馨澹幢阌浾哒驹诰嚯x其5米遠(yuǎn)的安全通道處,仍能感受到火焰的滾滾熱浪。
 
在廠房門口,一臺已經(jīng)制造完成的蒸汽發(fā)生器平放在滾輪架上。“這些制造完成的主設(shè)備,可以借助我們可靠泊5000噸級自備重件碼頭,直接運(yùn)抵核電站建設(shè)現(xiàn)場。”上核公司總工程師張茂龍向記者介紹道。
 
日前,《中國能源報(bào)》記者走進(jìn)由國家電投依托上海核工院牽頭發(fā)起的“國和一號”產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟相關(guān)企業(yè)調(diào)研時,了解到很多相關(guān)企業(yè)為我國核能產(chǎn)業(yè)擺脫對國外供應(yīng)的依賴,攻堅(jiān)克難的故事。通過重大專項(xiàng)實(shí)施,從主泵到690U型管,從設(shè)備到零部件,已突破長期以來制約我國核電發(fā)展的瓶頸,主系統(tǒng)主設(shè)備全面實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化,三代非能動壓水堆核電國產(chǎn)化率從31%提升到90%,“國和一號”現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈已雛形初現(xiàn)。
 
民營企業(yè)自主探索遇難題
 
為擺脫對國外核能設(shè)備、零部件等的供應(yīng)依賴,2006年,國務(wù)院將“大型先進(jìn)壓水堆核電站”和“高溫氣冷堆核電站”列入國家科技重大專項(xiàng),并于2008年批準(zhǔn)“大型先進(jìn)壓水堆核電站重大專項(xiàng)總體實(shí)施方案”,產(chǎn)業(yè)鏈的故事由此展開。
 
例如,核電用690U型管合金(以下簡稱“U型管”),是百萬千瓦級核電機(jī)組中蒸汽發(fā)生器需使用的關(guān)鍵特殊材料。被核燃料加熱的熱水,正是通過蒸汽發(fā)生器里無數(shù)根細(xì)長的U型管進(jìn)行能量交換,從而產(chǎn)生高溫高壓蒸汽并實(shí)現(xiàn)發(fā)電。其不僅尺寸繁多,而且對于密封精度、防腐蝕、防放射性的要求很高。此前,世界上只有法國、日本和瑞典的3家公司能夠生產(chǎn)此類產(chǎn)品,售價(jià)高達(dá)300萬元/噸。
 
江蘇銀環(huán)精密鋼管有限公司董事長、寶銀特種鋼管有限公司莊建新2005年就已看到U型管的發(fā)展方向,他向記者講述了在外“求學(xué)”被拒之門外的故事。“當(dāng)年我?guī)е粋€翻譯,身上揣著幾千美金,去了法國最早做690U型管的老牌制造廠,想要通過股權(quán)換人家的技術(shù)。結(jié)果到了人家那,只在接待處看了個光碟喝了杯咖啡,連門都沒讓進(jìn)。”
 
2007年,寶銀特種鋼管有限公司(以下簡稱“寶銀公司”)正式成立。在設(shè)計(jì)單位上海核工院的指導(dǎo)下,寶銀公司投入大量研發(fā)資金,自主研制精密管裝備和全流程生產(chǎn)線,經(jīng)過幾年的攻關(guān)努力,終于生產(chǎn)出了第一根國產(chǎn)的核電站用U型管。
 
“起初我們的生產(chǎn)率很低。生產(chǎn)150噸的U型管需要一年半的時間。在這期間不斷出現(xiàn)問題,反復(fù)調(diào)整。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,如今我們一年產(chǎn)能可達(dá)550噸。”寶銀公司副總經(jīng)理吳青松表示,“搞技術(shù),要想實(shí)現(xiàn)‘0-1’的突破,起步是最難的。”
 
“當(dāng)時國內(nèi)有人根本不相信民營企業(yè)能夠生產(chǎn)出這樣的管子。在這個過程中,受福島核泄漏的影響,公司投入15億元建設(shè)的產(chǎn)線虧損了4個億,也經(jīng)歷過生死存亡的時刻。但就是為了爭這口氣,一定要把技術(shù)拿到自己手里!”莊建新說,“目前國內(nèi)已建和在建的所有核電站均有寶銀公司提供的產(chǎn)品。”
 
有意思的是,在2010公司首套產(chǎn)品成功下線后,法國瓦盧瑞克公司得知消息也來中國投資690U型管產(chǎn)線,爭奪國內(nèi)市場份額,這家法國公司正是當(dāng)初將莊建新拒之門外的那個老牌制造廠。2022年,寶銀公司成功收購其在中國的分公司——瓦盧瑞克核電管材(廣州)有限公司。
 
產(chǎn)學(xué)研一體化提供支撐
 
“如果不是上海核工院找到我們,我們民企甚至都不知道市場上還有這些需求,研制過程中所需要的配件也很難在市場上找到匹配的供應(yīng)企業(yè),研制出產(chǎn)品的項(xiàng)目應(yīng)用也會成問題。有了產(chǎn)業(yè)鏈的支持,這是從無到有,從‘0’到‘1’的轉(zhuǎn)變。”浙江倫特機(jī)電有限公司(以下簡稱“倫特公司”)總經(jīng)理吳方亮坦言。
 
倫特公司原本是一家做溫度儀表的地方民營企業(yè),2015年,在上海核工院的帶動下進(jìn)入核電產(chǎn)業(yè),與上海核工院聯(lián)合開展“國和一號”堆芯儀表套管組件的國產(chǎn)化研發(fā)工作。其研制的IIS堆芯儀表系統(tǒng)是監(jiān)測反應(yīng)堆堆芯運(yùn)行狀態(tài)的“眼睛”,可以幫助堆芯避免出現(xiàn)溫度過高或功率過大的情況。
 
“現(xiàn)國內(nèi)在役的五十幾個核電機(jī)組的堆芯儀表套管組件都是由國外公司供貨。”吳方亮表示,進(jìn)口不僅貴,話語權(quán)也極其受限。要進(jìn)口該產(chǎn)品,外方不但設(shè)置了各種門檻,還會以技術(shù)支持費(fèi)等借口額外收費(fèi)。“這是對國內(nèi)沒有自主供貨能力的一種侮辱,一定要把這個關(guān)鍵設(shè)備做出來!”
 
在國內(nèi)毫無研制和測試經(jīng)驗(yàn)的前提下,上海核工院與倫特公司聯(lián)合開展技術(shù)攻關(guān),從無到有突破各種技術(shù)難題。“從2015年到2021年,從原理樣機(jī)到工程樣機(jī)再到最后取證模擬件完成整個鑒定試驗(yàn),一共花了6年多時間。現(xiàn)在我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了批量化生產(chǎn)。”
 
不僅攻克難題,還有創(chuàng)新突破。“因?yàn)閺膬x表傳出的電流極小,我們采用了更適合弱信號傳輸?shù)逆z裝電纜,在8個傳感器傳輸出口連接了礦物電纜組件。此前,進(jìn)口產(chǎn)品的電纜組件都采用了有機(jī)電纜。鎧裝電纜的壽命更長,壽期可達(dá)到60年,也更耐高溫。從經(jīng)濟(jì)性來看,核電站正常服役期限60年間,無需更換就能覆蓋整個服役期了。而堆芯儀表套管組件有20年設(shè)計(jì)壽命,在核電站60年服役期內(nèi)也僅需更換2次。”
 
形成完整核電產(chǎn)業(yè)鏈
 
據(jù)了解,經(jīng)過逾50年的發(fā)展,特別是通過國家科技重大專項(xiàng)實(shí)施,上海和長三角地區(qū)已形成集研發(fā)設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、工程承包、建造安裝、運(yùn)行維護(hù)等的完整核電產(chǎn)業(yè)鏈,建成我國規(guī)模最大、業(yè)務(wù)最全的核電產(chǎn)業(yè)集群。以“國和一號”示范工程為例,已采購的裝備中,長三角地區(qū)企業(yè)供貨占比達(dá)51%。其中,上海核電產(chǎn)業(yè)集聚200余家企事業(yè)單位,從業(yè)人員近2萬人,產(chǎn)業(yè)年總產(chǎn)出超過240億元,核島裝備國內(nèi)市場占有率達(dá)到近40%。
 
“民營企業(yè)具有專注精神。大企業(yè)做小設(shè)備,在經(jīng)濟(jì)性上也許并不劃算,但若是由專注精、特、尖的小企業(yè)來做,更具有持續(xù)性。此外,聯(lián)盟的建立,不僅為‘國和一號’提供后備支撐,也為整個核能產(chǎn)業(yè)鏈提供具有過硬技術(shù)的生產(chǎn)企業(yè)。”上海核工院科技創(chuàng)新部副主任夏迪表示。
 
“在推進(jìn)‘雙碳’目標(biāo)背景下,核電發(fā)展的春天又一次來臨。目前我們具有年產(chǎn)6臺(套)百萬千瓦級核島主設(shè)備的制造能力,總體可滿足發(fā)展需要。”張茂龍表示。
 
吳青松說:“福島核泄漏事故后,核電站核準(zhǔn)擱淺,對民營企業(yè)打擊很大。我們的U型管售價(jià)比進(jìn)口產(chǎn)品大大降低,甚至還有國外企業(yè)在招標(biāo)中惡意壓價(jià)。不過,只要有持續(xù)的市場需求,我們通過以量帶利就能繼續(xù)維持。‘國和一號’產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟面向產(chǎn)業(yè)化,像一根‘線’把我們這些產(chǎn)業(yè)鏈上的企業(yè)穿項(xiàng)鏈似的集合起來,通過平臺為我們提供項(xiàng)目,保障了可持續(xù)性發(fā)展。”



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