影响我国核电设备自主化进程的因素分析

摘要：本文在调研总结我国目前核电设备生产能力及自主化水平现状的基础上，从核电设备制造企业内部、外部情况分析了影响我国核电设备自主化进程的各种因素，从而一方面为国家核电宏观决策提供依据，另一方面为企业加快核电设备自主化进程、提升竞争力、开拓国内外市场提供参考。

福岛核事故以来，国家审时度势，确定了“在确保安全的基础上高效发展核电”的方针，并及时调整了核电中长期发展规划。调整完善后的规划提高了核电安全标准，调整了建设规模，提出了重点任务，从此，我国步入了核电发展的新阶段。新的形势下，面对更高的核电技术标准，我国要大规模的发展核电，必须走国产化的道路，坚持自主化，尤其是掌握核心的设备设计和制造技术，只有这样才能实现国产化的主动权，降低核电造价，提高核电经济性和竞争力，并推动核电相关产业的进步。

而目前的情况是，核电国产化虽然取得了很大的成绩，但离国家提出的要求、真正实现自主化还有较大的差距。面对不同的技术路线要求，尤其是占主导地位的三代核电技术，国内核电设备制造企业目前仍有一些不能生产的关键设备、锻件和材料，核心技术仍然受制于人。面对国家提出的三代核电技术标准，能否高质量、自主化、批量化生产核电设备，已经成为制约我国核电设备制造业健康、可持续发展的“瓶颈”，实现核电设备制造自主化仍然任重道远。

1.目前我国核电设备生产能力及自主化现状

近几年，国内核电设备制造企业陆续完成了大型铸锻件、压力容器、蒸汽发生器、稳压器、堆内构件和控制棒驱动机构、主管道等核岛关键设备，汽轮机、发电机等常规岛关键设备以及核级泵阀、控制系统等设备的研制工作，并有运行业绩。国内企业已成套供应了CNP300、CNP600、CPR1000、 AP1000、EPR1750等多种机型的核岛及常规岛主设备。

目前国内核电设备制造企业具备每年生产约12套百万千瓦级核电机组的能力。重型机械企业具备年产约12套核电铸锻件的能力，大型铸锻件的工艺性能有待巩固优化。

我国的AP1000依托项目1-4台机组核岛设备平均国产化率约为55%，预计到第4台机组达到70%以上。目前国内核电设备制造企业基本完成了AP1000技术的引进、消化、吸收工作，并结合自主研发，已逐步掌握了AP1000关键设备的制造技术，目前处于陆续交货阶段。根据2013年底统计的交货情况，已实现国产化供货的设备有非能动余热排出热交换器、安注箱、反应堆冷却剂主管道、堆芯补水箱、稳压器、堆内构件、钢制安全壳；正在研制、生产的设备有反应堆压力容器、蒸汽发生器、屏蔽电机主泵、控制棒驱动机构、爆破阀等。

目前国内有二代改进型核电设备加工、供货经验的厂家，基本具备AP1000三代核电机组所需设备的加工制造能力。制约三代AP1000成套设备制造的瓶颈，在于AP1000三代大型铸锻件和关键原材料的供应能力有限，如反应堆压力容器一体化顶盖、蒸汽发生器下封头、管板、主管道等锻件的制造技术虽然在逐步突破，但是工艺尚不成熟，需要进一步完善和巩固优化，才能批量制造；主泵国外原厂验证和考核进展较慢，虽然首台已交货，但仍存在很多问题，技术尚不成熟，国产化进程预计需要较长时期；另外安全级自动化仪控系统、余热导出泵、爆破阀、海水循环泵等设备的自主化进展可能会较慢。

2.影响我国核电设备自主化进程的因素分析

2.1制造企业内部发展因素

2.1.1企业项目管理能力不足，质量管理水平有待提高

面对多堆型、多技术路线、交货期集中等多重困难，对于多个同时进行的核电设备项目的合理有序管理，从而实现按期、保质、保量向业主交货极为重要，企业对核电项目的管理能力不足是未来几年核电设备制造企业的主要矛盾。

从质量管理上看，核电设备设计、制造单位应按照核安全要求，建立健全完整、有效的质量管理体系。严格执行质量管理程序，完善设备制造的软件，编制规范的工艺文件，核电产品严格实施质量计划、进度，严格进行原材料及配件采购以及工艺试验，工艺评定，过程控制，质量检验和最终完工报告等，确保产品质量和性能安全。质量管理问题应更多体现为日常管理的习惯性问题，目前制造企业尚未完全实现质量意识从普及到深化、从常识到实践的快速转化，质量问题仍经常出现，质量管理水平有待提高。

2.1.2企业产品研发能力弱，无技术基础

企业自主开发能力不强，我国的核电产品是引进技术，消化吸收不够，部分核心技术受制于人，无新产品、新技术储备，集成设计能力缺乏；科技开发缺乏高端人才和专业学术带头人，科技人才队伍中高层次和有较长实践经验的人员更少，科技人员总量也偏少，人才梯队还未建立起来；科技投入相比国际大公司严重不足，投入的机制有待建立和完善，往往注重硬件投入，在试验、研发能力方面的投入明显不足，对形成自有知识产权技术的软实力投入更少；企业科技创新体系不完善，科技规划及管理效力不强，研发体系不健全，内部技术资源、技术信息共享和资源优化利用程度较低，资源分散。另外，自主创新的激励机制有待完善、创新动力不足。

2.1.3核电人才资源短缺

在我国，无论是核电设备生产经营管理人员、研发人员、设计人员，还是工厂操作人员，都存在较大缺口。高端人才、创新人才、有实践经验的管理人才以及有较高级别的核设备无损检测人员、核设备焊接人员急缺。另外在核电产业布局分散、市场竞争激烈、呈现出与常规产业完全不同的人力资源需求的情况下，人才资源短缺与人才流失风险加大等各种矛盾共存；薪酬体系有待完善，该行业难以提供与其他高新技术企业媲美的待遇，人才引进存在难题。

2.1.4企业资金能力不足，不能满足新产品试验与检验需求

核电设备的生产制造具有技术要求高、系统复杂等特点。国内设备制造企业在样机及样品的试制过程中需要投入大量的人力资源和物力资源，无法进行批量试验与检验，而样品一旦试制失败，必将损失大量资金。因此，在当前的市场形势下，资金问题给企业带来很大压力。

对于一些关键的核级设备，如主蒸汽安全阀、主蒸汽隔离阀等大型阀门，大型阻尼器、控制棒驱动机构等，设备试验与验证设施不足。相关企业正在积极开展设备研发，但相关的试验与验证平台建设投资大、利用率低，企业无力建设，由于缺少试验验证手段，制约着关键设备国产化。

2.2制造企业外部影响因素

2.2.1大型铸锻件制造经验和研发能力不足

目前，国内主要重型机械企业的装备均较为先进，完全具备生产AP1000大型铸锻件的能力，能够制造出部分高要求的大型铸锻件，但技术优势偏重于制造领域，技术力量也主要分布在制造方面，研发能力薄弱。企业对新材料、新工艺的应用以及基础性技术的研究相对缺乏，产品质量稳定难以保证。部分难度较大的大型铸锻件一次成功率低，需要反复进行摸索攻关。由于铸锻件质量不稳定而不能按时交货对设备制造造成影响的情况还时有发生。成套供货能力不足，有待提升。

2.2.2关键原材料供应能力有限

核电设备产品生产所需的原材料问题至关重要，材料问题解决不好，就无法做到真正的自主化。材料供应商要进入核电原材料生产领域，必须取得国家核安全局颁发的制造许可证，考虑到取证的难度、企业需要投入的大量资金且需求量不大、要求又高，最终的投资收益有限，部分供应商不愿意介入核电原材料生产领域。另外国内原材料供应商在冶炼工艺、装备能力、产品质量、执行规范等方面也都有欠缺，限制了部分材料的国内供应。如果国内原材料在质量稳定性上有所提升，则必将对我国核电自主化起到重要的推动作用。

2.2.3国内缺乏统一的核电标准体系

国内没有统一的核电标准体系。对于同一集团不同业主、同一厂址不同项目、同一集团不同设计院，最终的项目管理和技术要求都会有较大的差异，例如提高管理要求，增加文件种类，增加技术要求等。核电项目多堆型、多技术路线、多项目同时执行，给企业进行技术准备、材料准备、工艺准备、资源平衡以及项目管理带来很大挑战，无疑会增加技术管理难度和产品质量控制风险。

2.2.4设计与制造脱节，影响自主研发与制造

设备制造企业不掌握设计技术，直接影响了文件准备及不符合项处理的进度。设计与制造脱节，使得设备制造企业对技术的消化吸收、技术进步和新产品的开发都不利。制造企业没有处理问题的自主权，必须通过设计院进行。对材料代用、更换设备、生产过程持续改进和优化不利。

2.2.5资格许可证审批、颁证工作相对滞后

核级样机鉴定、评定和核承压设备设计制造，受国内检验和试验台架能力的影响，造成了资格许可证审批、颁证工作的相对滞后，部分企业不能按时取得资格许可，不能尽快正式投入生产，从而影响了核电设备自主化进程。

2.3设备制造中的设计、部件采购等细节问题

2.3.1上游设计指定采购

在AP1000设备制造中，许多关键零部件都遇到了上游设计指定型号的情况。由于涉及指定型号采购，国外供方一般都仅有1-2家。由此造成采购价格昂贵、采购过程中对供方很难控制，价格与交货期能够谈判的余地很小，整个采购过程中设备制造商都处于不利的地位。

例如AP1000蒸汽发生器支撑中的球轴承、蒸汽发生器上部的干燥器、以及部分螺纹润滑剂等产品都遇到了上述情况。

2.3.2上游设计中部分国外标准件采购困难

例如用于余热排出泵支撑和空气瓶支撑框架中的W型钢为美国标准，国内型钢制造厂家无现成的模具。由于采购的型钢量小，总价较低，而国内型钢制造厂家新制造型钢模具的成本太高，故没有生产此类型钢的积极性，迫使设备制造商到国外采购，对设备成本和进度都造成一定影响。如在后续AP1000项目的设计中能考虑采用将原国外标准件转换为国标，则将使得该类标准件的采购更加方便、经济，更有利于AP1000核电国产化工作的推进。

2.3.3上游技术文件需尽早固化

由于重要的上游设计变更对材料采购、技术准备和产品制造影响重大。故希望设计方能尽早对上游技术文件进行固化，避免由于重要的上游设计变更对整个设备的制造造成重大影响。

例如前期某项目蒸汽发生器及反应堆压力容器由于原材料上游技术变更，直接影响到部分已采购到厂的或在制的原材料，设备制造商不得不重新进行比对，依据比对结果分门别类的对已采购的原材料进行处理，给厂家增加了较大的工作量，对项目执行也造成一定影响。

2.3.4部分材料采购量少、质保要求高，采购困难

AP1000设备在原材料采购过程中某些材料由于数量少，质量要求高，使得材料供应商不愿供货。如蒸汽发生器上所用疏水管，两台蒸汽发生器共需2米4长的管材，但实际采购时厂家为至少16根，4米长起订。以上仅为其中的一个示例，在实际制造中类似情况时有发生。

以上从制造企业内外部因素的角度对影响我国核电设备自主化进程的原因进行了分析，以期找到适合我国国情的提升核电自主化的相关思路及应对措施，一方面为政府宏观指导与调控核电产业自主化发展提供依据，另一方面为企业加快核电设备自主化进程、提升竞争力、开拓国内外市场提供参考。笔者会继续跟踪我国核电设备、锻件、原材料自主化进展情况，探索加快核电自主化的途径，从而为推动我国核电产业整体进步、加快核电“走出去”贡献力量。

3.作者简介

孟彦辉（1982年1月—），女，硕士研究生，机械工业发电设备中心副处长，主要从事全国发电设备行业经济运行分析和生产管理工作。

主要科研成果：

（1） 国家能源局委托课题 《核电中长期发展规划—核电设备篇（2011-2020年）》 负责人2011

（2） 国家发改委委托课题 《电力行业低碳技术创新和产业化发展政策研究》 主要参与人 2012

（3） 《我国重大电力装备制造及技术创新能力研究》 负责人 2012

（4） 《中国市场》期刊发表了《中国重大电力设备供给的历史分析及未来预测》 2013.5