探秘三代核电“国和一号”产业链：核心技术必须靠自主创新
导读：“国和一号”是依托国家科技重大专项，完全由我国自主设计的大型先进核电型号。它由国家电投上海核工院牵头研发设计，涉及700余家单位、3 1万余名技术人员，集我国三代核电技术和产业创新之大成。
从核电站心脏到血管，从大设备到锻件材料，从蒸汽发生器到U型管、管道焊接材料……2023年，我国三代核电自主化成果“国和一号”将实现100%整机国产化能力，以实现完全自主可控。
“国和一号”是依托国家科技重大专项，完全由我国自主设计的大型先进核电型号。它由国家电投上海核工院牵头研发设计，涉及700余家单位、3.1万余名技术人员，集我国三代核电技术和产业创新之大成。
“核心技术是买不来、求不来的，必须靠自主创新。”这是第一财经记者在多家“国和一号”产业链企业采访时听到的最多的一句话。
正如“国和一号”总设计师郑明光所说，前沿探索、理念创新、基础研究、技术开发、工程应用、价值创造，技术创新链是一个完整的过程。以我为主、引进消化吸收再创新、形成先进型号、建成先进产业链体系，能够解决工程技术产业需求与当前经济发展的“卡脖子”问题，增强国际合作能力。这对我们国家经济发展有巨大的推动作用。
安全性高400倍
“国和一号”是我国十六个重大科技专项之一，是我国当前已实现自主可控的可规模化建设的最先进三代非能动核电技术型号，是我国核电技术研发和产业创新的最新成果。
从上世纪80年代开始，中国先后引进了法国、加拿大、俄罗斯核电技术。多头引进、多种核电堆型和技术标准并存，所需的工业支撑体系不一，这给我国核电技术的标准化、系列化和国产化造成了很大困难。
2008年2月，国务院常务会议审查通过了《大型先进压水堆核电站重大专项总体实施方案》，“国和一号”研发工作正式启动。
郑明光表示，党中央、国务院在本世纪初开始部署国家中长期发展的重大科技专项，核电专项也是其中之一，以解决核电批量化建设的能力问题、安全性问题，和整个产业链体系的稳定问题；通过依托项目和重大专项的开发，建成我国先进三代核电的产业链体系，使后续发展具有可支撑性、可持续性。
上海核工院相关人员对第一财经记者介绍，我们在引进消化吸收先进技术基础上，通过持续研究开发，完成了具有自主知识产权的世界先进三代核电型号“国和一号”。“国和一号”单台机组年发电量可达125亿度，每年可减少煤炭标准煤消耗400万吨，每年减少二氧化碳排放近千万吨。
在发电的同时，“国和一号”也具备供热能力，首堆将提供450万平方米的供热，未来将具有4000万平方米的供热能力，兼具社会效益、经济效益。
相比二代堆型来说，“国和一号”安全性高400倍，即便反应堆烧毁，也不可能发生大规模放射性物质释放，可以取消场外应急，从本质上保证了环境的安全。
形成自主可控的完整核电产业链
700多家制造企业、3万多科技工作者参与了“国和一号”研制。“国和一号”重大专项通过关键技术的研发，补足了核电产业链上的短板。同时，基于高安全标准所制定的“国和一号”新核电产品标准，也使我国成了全球核电高端制造领域顶级的少数“玩家”之一。
2021年6月，国家电投全面启动了“国和一号”产业链“固链、强链、补链、塑链”工作，以“国和一号”为驱动，引领相关合作企业集智攻关，推动建立我国完整的、先进的、经济的、自主可控的核电产业链。
2022年2月，由国家电力投资集团有限公司组建的“国和一号”产业链联盟在上海成立，并提出在2023年全面实现100%整机国产化的能力。
“举国机制、国家平台，实现了高端产业链、供应链体系的大集成、大联合、大配套、大对接。”郑明光说，一个核电产业链体系，需要完整的配套、供应，其实把一个国家材料和设备的整个基础工业体系全都带动了起来。
从核电“大动脉”到“心脏”，从“大脑”核设计与安全分析软件到“中枢系统”核电仪控，再到电缆、仪表等遍布核岛各处的“血管”“神经”……上海核工院联合国内相关大学、科研院所、企业等一大批产学研用单位，全面布局科研攻关任务和工程项目实施，每一种设备、材料的技术开发，都布局2至5家有竞争力与积极性的单位参与研制，从设计技术到制造技术与工艺来回多次迭代，有效发挥了新型举国体制的优势。
“国和一号”先进产业链体系建设，首先带来的是核电造价降低20%左右。郑明光表示，如果产业链体系只有一家，价格就会被垄断，成本会提高；同时因为缺乏动力，技术就不太会进步。只有合理的市场竞争格局，才可能促进整个产业体系的良性有序发展。
严苛的要求，超规的尺寸，特殊的用途，极少的用量，让许多产品的研发投入与收益不成正比。以蒸汽发生器中的支撑板为例，由于材质和规格特殊，过去在核电建设中，这一部件曾长期需要进口。
作为国内最早担负核电站设备建造任务的企业，上海电气核电集团联合产业链上游的宝武钢铁集团，从原材料开始自己研发，协同攻关。据上海电气不完全统计，多年的积累，让企业拥有了多达400余项关键技术，制造能力获得大幅提升。
带动民营企业协同创新
值得一提的是，“国和一号”产业链也带动了民营企业的科技创新。“我国民营企业经过20多年的奋斗，管理、技术能力、研发投入都有很大的进步。”郑明光说，这些企业在关键材料、关键设备的部件上，对产业链形成了强大的支撑。一个大企业去做某个小设备，也许在经济性上并不合算，但是一些小企业来做精、特、尖，特别是可持续性上，可能会有比较好的作用。
浙江伦特机电有限公司是一家专业研发生产温度仪表和核测仪表的隐形冠军企业，2015年，在上海核工院的带动下进入核电产业。如果说堆芯是核电厂的心脏，堆芯仪表系统就是监测心脏运行状态的眼睛，可以帮助堆芯避免出现温度过高或功率过大的情况，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“国和一号”堆芯仪表套管组件的国产化研发工作，从无到有突破各种技术难题，研制成果达到国际先进水平。
浙江伦特机电有限公司总经理吴方亮表示，进口不仅贵，话语权也极其受限。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，现在已经实现了批量化生产。
690合金U型管是核电站蒸汽发生器重要组件，核燃料加热所产生的高温高压且带一定辐射性的一回路介质液态水，通入蒸汽发生器用690合金U型管内并通过管壁将热量传递给管外侧的二回路介质，使之产生高温高压的水蒸汽从而推动汽轮机做功发电。蒸汽发生器用690合金U型管可谓是压力边界同时也是防辐射屏障，因此管材在密封精度、防腐蚀、防放射性的要求很高。此前，只有法国、日本和瑞典的3家公司能够生产此类产品。
在设计单位上海核工院的指导下，宝银特种钢管有限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690合金U型管，价格仅为国产化前进口价的三分之一。
宝银特种钢管有限公司总经理庄建新说，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。但如今宝银已成为当地“专精特新”重点企业，全球第四家具备核电站蒸汽发生器用U型管生产能力的企业。
除此之外，如研究密封材料的陕西特橡、研制密封圈的天生、大连大高、江苏神通等，这些民营企业在关键材料、关键设备的部件上，对产业链形成了强大的支撑。“国和一号”产业链带动下，中国企业携手奏响了一支核电产业创新奋进曲。