自主创新：核工业可持续发展的灵魂

林　波　张洪福　张春华

2002年,胡锦涛总书记在视察秦山核电站时指出:“秦山核电站是我国立足自主创新建造的第一座核电站,具有十分重要的战略意义。”“核电产业是高技术的战略产业。实践证明,高技术特别是核心技术拿钱是买不来的。要继续坚持以我为主,这是发展核电的必由之路。”

中国核工业的历史,就是不断自主创新的历史。

从自主研制成功原子弹、氢弹、核潜艇,到近年来又成功地自主设计建造了秦山一期、二期等核电站,中核集团以自主创新作为企业核心竞争力的关键,在实现自身可持续发展的同时,践行着“富国强军”的企业社会责任。

近年来,中核集团除了在国防建设的技术创新取得重大突破之外,还在核电、核燃料关键环节、基础科研、核技术应用等方面,积极推进自主创新并取得一大批重大成果。

从“国之光荣”到自主化跨越,一个项目节省投资8亿美元

经过20多年坚持不懈的努力,中核集团开发出以CNP(China Nuclear Power)系列为主的核电自主创新品牌,包括秦山一期CNP300(30万千瓦压水堆核电站)、秦山二期CNP600(60万千瓦压水堆核电站)、已完成初步设计的CNP1000(百万千瓦级压水堆核电站),不断创造着我国核电设计、建造和运营史上的奇迹。

秦山一期核电站实现了祖国大陆核电“零的突破”,被中央领导誉为“国之光荣”和“中国核电从这里起步”,使我国成为世界上第七个能够自行设计建造核电站的国家。完成的400余项科研开发和技术攻关,使我国拥有了核电技术的自主知识产权。

秦山二期核电站的设备制造国产化率达到55%。在55项关键设备中,有47项是国内制造的。它实现了我国自主设计、自主建造商用核电站的重大跨越,标志着我国掌握了目前世界上第二代核电技术,是民族核电发展新的里程碑。

秦山二期核电站的比投资为1330美元/千瓦,远低于国内同期引进的核电项目(近2000美元/千瓦)。一个项目即为国家节省投资8亿多美元!

在此基础上,中核集团开展的中国百万千瓦级核电站(CNP1000)自主化设计和科研工作,填补了我国百万千瓦级核电站自主设计的空白。

“中国人的8兆瓦”,年增效益5000万元

不破不立!实现核电工程管理与国际接轨的秦山三期核电站,同时实现了多项技术突破,以多项世界之最的纪录,确立了中核集团在核电自主创新领域的领军地位。

2007年对1号机组实施自主技术改造,解决了加拿大、美国和日本专家解决不了的技术难题,使额定功率提高了8兆瓦,这8兆瓦被誉为“中国人的8兆瓦”。

“中国人的8兆瓦”取得了很好的经济效益和社会效益:2台机组出力共提升16兆瓦,每年多发电1.2亿千瓦时,增加经济效益5000多万元,相当于每年节约标准煤4.3万吨,多减排CO212万吨和近千吨SO2。

核燃料专用设备:继“两弹一艇”、秦山核电站后自主创新重大突破

中核集团的核燃料专用设备成功实现工业化应用,标志着我国已独立自主地成功掌握了此项关键技术。

专用设备研制涉及机械、电气、力学、材料学、空气动力学、流体力学等多学科的理论和技术领域,技术难度、复杂程度令常人难以想像。专用设备的研制成功与否决定我国在新世纪与核电发展相配套的核燃料能否实现真正意义的自给,具有十分重要的战略意义。

它的研制成功,使我国专用设备的研制水平实现新的跨越,这是我国核工业继“两弹一艇”、秦山核电站之后,取得的又一重大自主创新成果,是我国核燃料产业和核科技工业的重大跨越,对国家决策大力发展核电起到了积极作用。

核技术研发,巩固中核集团核技术应用领域骨干地位

在同位素制品、辐射加工、核仪器设备、反应堆技术应用、特色化工及相关环保设备等六个重点产业领域,研发出一批具有鲜明核工业特色的拳头产品,培育了一批核技术应用骨干企业,巩固了中核集团公司在国内核技术应用领域内的骨干地位。

中核集团是目前国内惟一能同时利用反应堆和加速器生产同位素的企业。国内市场占有率超过70%,产品出口到30多个国家和地区,是国内同位素制品领域的主导企业。

利用重水堆反应堆生产钴-60产业化示范工程是国家第一批民用非动力核技术应用产业化专项之一,将扭转国内钴源长期依赖进口的局面。

核仪器设备科技创新,成功为北京奥运服务。自主研制成功我国第一台实用型NQR爆炸物检测装置和放射性物质检测系统,在解决了关键技术的基础上,形成了批量化生产能力,成功服务于2008年北京奥运会,得到北京奥组委及有关政府部门的嘉奖。此外,自主研制的自屏蔽式邮件消毒灭菌系统、EDS-M爆炸物检测装置应用于重要国家机关部门。

在医用设备方面,中核集团先后开发出了钴-60后装机、远距离治疗机等放疗系列产品,获多项国家省部级奖,拥有13项国家专利,市场占有率50%左右。最新研制成功的血液辐照机已进入临床试验阶段,为推动我国医疗卫生事业发展做出了重要贡献。

反应堆技术,开辟和平利用核能新领域。中核集团反应堆技术应用在国内占有绝对优势,有些技术已打入国际市场,在核能海水淡化、城市低温供热及支持硼中子俘获技术的医院中子照射器等方面取得的突破,开辟了和平利用核能新领域。

多项重大科技工程,展现了我国核技术实力

快堆是当今惟一现实的增殖堆型,核裂变燃料越烧越多,消耗的是在压水堆中不大能裂变的铀-238。压水堆与快堆匹配发展,形成核燃料闭式循环体系,可以将铀资源的利用率从现有热堆的约1%提高到60-70%,可以焚烧长寿命放射性核素,减小放射性危害。

正在建设的中国实验快堆工程,是国家“863”计划重大项目,目前已经进入全面调试阶段,计划2009年9月达到首次临界,2010年6月并网发电。

中国先进研究堆是面向21世纪科学技术发展的需要,自主创新、安全可靠,高性能、多用途的研究堆,设计功率6万千瓦,最大热中子注量率8×1014中子/平方厘米秒,代表亚洲最高水平,居世界研究堆的前三位。

中国先进研究堆的建成,将极大提高我国核基础性研究、核能开发研究、核技术应用研究的水平,包括材料科学、生物科学、生命科学等前沿学科的基础性研究,规模化生产高比度放射性核素,开展反应堆燃料和材料的辐照考验,进行核电站材料工程试验研究,并可进行批量单晶硅中子掺杂生产、中子活化分析、中子照相等核技术应用以及反应堆人员技术培训等。

中国先进研究堆工程于2002年8月26日正式开工,目前正在进行全面调试,计划于近期建成并实现首次临界。

核聚变研究取得新成果。中国环流器二号A装置具备了开展聚变堆经济性和工程性等前沿课题研究的能力。集团公司自主研发出核聚变反应装置中的关键核心部件——H环形放电模,实现了国内首次高约束参数模式下的放电,该技术达到国际先进水平。中核集团公司作为我国参与国际热核聚变堆(ITER)项目的主要单位,承担了一批核心科研和研制任务,对提高我国核聚变研究和相关设备制造水平起到巨大推动作用。

核工业集团拥有18个重要的核科研设计单位,建设了一批国家级的核重点实验室,为核工业发展提供了强有力的产业技术保障。核科技自主创新能力进一步提升,培养和造就了一支适应时代发展需要的,具有战斗力的核科技创新人才队伍。

中核集团成立以来共获得国家科技进步奖或自然科学奖22项,获国防科技奖793项。