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，其中有很多相關企業(yè)為我國核能產業(yè)擺脫對國外供應的依賴，攻堅克難的故事。我們讓這些故事串成一串，展示出我國現(xiàn)代核能產業(yè)鏈是怎么形成的。
剛走近上海電氣核電設備有限公司（以下簡稱“上核公司”）生產核島主設備（包括蒸汽發(fā)生器、堆內構件、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，一位工人正在進行管板一次側鎳基合金堆焊作業(yè)。為保證堆焊區(qū)域母材熱影響區(qū)性能和防止產生裂紋等危險性缺陷，左右各十幾個燃氣火焰炬正在加熱管板，即便記者站在距離其5米遠的安全通道處，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備，可以借助我們可靠泊5000噸級自備重件碼頭，直接運抵核電站建設現(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》記者走進由國家電投依托上海核工院牽頭發(fā)起的“國和一號”產業(yè)鏈聯(lián)盟相關企業(yè)調研時，了解到很多相關企業(yè)為我國核能產業(yè)擺脫對國外供應的依賴，攻堅克難的故事。通過重大專項實施，從主泵到690U型管，從設備到零部件，已突破長期以來制約我國核電發(fā)展的瓶頸，主系統(tǒng)主設備全面實現(xiàn)國產化，三代非能動壓水堆核電國產化率從31％提升到90％，“國和一號”現(xiàn)代產業(yè)鏈已雛形初現(xiàn)。
為擺脫對國外核能設備、零部件等的供應依賴，2006年，國務院將“大型先進壓水堆核電站”和“高溫氣冷堆核電站”列入國家科技重大專項，并于2008年批準“大型先進壓水堆核電站重大專項總體實施方案”，產業(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組中蒸汽發(fā)生器需使用的關鍵特殊材料。被核燃料加熱的熱水，正是通過蒸汽發(fā)生器里無數(shù)根細長的U型管進行能量交換，從而產生高溫高壓蒸汽并實現(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家公司能夠生產此類產品，售價高達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”被拒之門外的故事。“當年我?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，想要通過股權換人家的技術。結果到了人家那，只在接待處看了個光碟喝了杯咖啡，連門都沒讓進。”
2007年，寶銀特種鋼管有限公司（以下簡稱“寶銀公司”）正式成立。在設計單位上海核工院的指導下，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線，經(jīng)過幾年的攻關努力，終于生產出了第一根國產的核電站用U型管。
“起初我們的生產率很低。生產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，反復調整。隨著技術的不斷進步，如今我們一年產能可達550噸。”寶銀公司副總經(jīng)理吳青松表示，“搞技術，要想實現(xiàn)‘0－1’的突破，起步是最難的。”
“當時國內有人根本不相信民營企業(yè)能夠生產出這樣的管子。在這個過程中，受福島核泄漏的影響，公司投入15億元建設的產線虧損了4個億，也經(jīng)歷過生死存亡的時刻。但就是為了爭這口氣，一定要把技術拿到自己手里！”莊建新說，“目前國內已建和在建的所有核電站均有寶銀公司提供的產品。”
有意思的是，在2010公司首套產品成功下線后，法國瓦盧瑞克公司得知消息也來中國投資690U型管產線，爭奪國內市場份額，這家法國公司正是當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。
“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企業(yè)，研制出產品的項目應用也會成問題。有了產業(yè)鏈的支持，這是從無到有，從‘0’到‘1’的轉變。”浙江倫特機電有限公司（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入核電產業(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化研發(fā)工作。其研制的IIS堆芯儀表系統(tǒng)是監(jiān)測反應堆堆芯運行狀態(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)國內在役的五十幾個核電機組的堆芯儀表套管組件都是由國外公司供貨。”吳方亮表示，進口不僅貴，話語權也極其受限。要進口該產品，外方不但設置了各種門檻，還會以技術支持費等借口額外收費。“這是對國內沒有自主供貨能力的一種侮辱，一定要把這個關鍵設備做出來！”
在國內毫無研制和測試經(jīng)驗的前提下，上海核工院與倫特公司聯(lián)合開展技術攻關，從無到有突破各種技術難題。“從2015年到2021年，從原理樣機到工程樣機再到最后取證模擬件完成整個鑒定試驗，一共花了6年多時間。現(xiàn)在我們已經(jīng)實現(xiàn)了批量化生產。”
不僅攻克難題，還有創(chuàng)新突破。“因為從儀表傳出的電流極小，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，進口產品的電纜組件都采用了有機電纜。鎧裝電纜的壽命更長，壽期可達到60年，也更耐高溫。從經(jīng)濟性來看，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年設計壽命，在核電站60年服役期內也僅需更換2次。”
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實施，上海和長三角地區(qū)已形成集研發(fā)設計、設備制造、工程承包、建造安裝、運行維護等的完整核電產業(yè)鏈，建成我國規(guī)模最大、業(yè)務最全的核電產業(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51％。其中，上海核電產業(yè)集聚200余家企事業(yè)單位，從業(yè)人員近2萬人，產業(yè)年總產出超過240億元，核島裝備國內市場占有率達到近40％。
“民營企業(yè)具有專注精神。大企業(yè)做小設備，在經(jīng)濟性上也許并不劃算，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，也為整個核能產業(yè)鏈提供具有過硬技術的生產企業(yè)。”上海核工院科技創(chuàng)新部副主任夏迪表示。
“在推進‘雙碳’目標背景下，核電發(fā)展的春天又一次來臨。目前我們具有年產6臺（套）百萬千瓦級核島主設備的制造能力，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，核電站核準擱淺，對民營企業(yè)打擊很大。我們的U型管售價比進口產品大大降低，甚至還有國外企業(yè)在招標中惡意壓價。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’產業(yè)鏈聯(lián)盟面向產業(yè)化，像一根‘線’把我們這些產業(yè)鏈上的企業(yè)穿項鏈似的集合起來，通過平臺為我們提供項目，保障了可持續(xù)性發(fā)展。”
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