科技创新打造“第三极”驱动

　　打造核电强国离不开“四个自主”：自主设计、自主建设、自主运营、自主制造，其中自主设计和自主制造是自主化中最为关键、也是挑战最大的环节，而科技创新是自主设计和自主制造的基础。中国广核集团（简称“中广核”）从大亚湾核电站起步，经过30多年的发展，历经“引进、消化、吸收、再创新”的蜕变，在运营、建设相继自主化后，科技创新成果频出，在自主设计和自主制造领域已经从“追随者”迈入到“引领者”的行列。

　　从M310到CPR1000、CPR1000+、再到后来的ACPR1000+以及“华龙一号”，作为中广核核电科技研发平台，中科华核电技术研究院有限公司（下称“研究院”）以市场需求为导向，以科技创新为驱动，为中广核提供了重要的技术支撑，为中广核快速发展发挥了重要作用。

　　研究院是如何做科技创新驱动力量的？本报记者采访了该院总经理庞松涛。

　　矢志科技创新

　　中国能源报：研究院在中广核的业务版图中是如何定位的？

　　庞松涛：研究院作为中广核唯一的核电科技研发平台，其战略定位是引领中广核科技创新发展，为中广核核电主业以及新能源板块提供技术支持；充分发挥继运营、工程后，驱动中广核战略发展的“第三极”作用，着眼高端核能和新能源技术的研发突破，为中广核未来十年、二十年的战略发展做好技术储备。

　　研究院主要业务为新堆型和核燃料及其相关关键技术和设备的研发设计、核电高端设备的产品供货、技术服务、小堆示范工程的建设等。

　　中国能源报：研究院在科技创新、尤其是自主设计方面做了哪些工作？

　　庞松涛：研究院作为中广核科技创新的主力军，承担了“华龙一号”研发、海上及陆上小型堆研发、自主知识产权燃料元件研发、四代堆等先进核能系统跟踪研究等大部分战略科研任务和以掌握核电核心技术、提升自主设计能力为目标的尖峰计划项目；建成了综合热工水力及安全实验室、大亚湾不可接近设备研发中心、LOCA模拟环境鉴定实验室等具有全行业影响力和国际水平的科研基础设施。我们拥有3个国家能源研发中心，先后承担科技部863、973、科技支撑、能源局重大专项等32项国家级科研项目，累计获得国家科研经费约6亿元。通过科技创新，形成了一批自主化的产品和技术，提升了中广核科研实力，打破了多项国外技术垄断，为核电自主设计奠定了基础。

　　通过引进消化吸收和科技创新，研究院具备了核电相应领域自主设计的能力。

　　研究院承担的堆芯设计与安全分析是核电工程设计中最重要的设计内容，是核电站所有其他设计的基础和上游，与核电厂能否安全稳定运行密切相关。通过开展CPR1000核电技术的消化吸收与翻版设计、EPR核电技术的引进消化吸收和联合设计、AP1000核电技术引进消化吸收和平行设计，特别是通过“华龙一号”核电示范工程项目的自主设计，研究院已经全面掌握了压水堆的堆芯设计和安全分析的方法、设计工具与手段，设计技术能力在国内具有较强的技术竞争力。

　　在运核电站的换料设计和燃料管理技术改进设计是自主设计的重要内容。研究院在CPR1000机组的换料设计与18个月换料技术改进设计方面，走在国内同行的前列。换料设计和18个月换料、1/4换料技术改进已从大亚湾核电基地扩展到宁德、红沿河等多基地，形成中广核技术改进的新品牌。

　　在工程设计、运行核电站技术改进方面，研究院完成了福岛事故后各项技术改进研究设计，包括总体技术方案策划、技术路线制定、主体导则编制、导则接口设计、影响规程梳理等，满足了福岛事故后国家核安全局对红沿河、宁德、阳江、防城港等在运、在建机组《首批装料许可证》发放及机组设计的要求。

　　核燃料组件是反应堆的核心部件，核燃料组件的设计和制造技术是整个核电产业的难点之一，其研发周期通常要十多年，并且新研发的核燃料组件必须经过多次严格的堆内试验之后才能投入商业使用。研究院开展了12英尺燃料元件、14英尺燃料元件、锆合金、国家能源局下一代燃料组件ATF事故容错燃料研发等燃料研发设计项目。

　　中国能源报：您刚刚也有提到新堆型研发和小堆示范工程的建设，在这一块的技术研发情况如何？

　　庞松涛：研究院积极探索先进的堆型关键技术，开展了超临界水堆、高温气冷堆、铅基快堆、极致安全反应堆等先进核能系统的调研和研发，并开展了铅基堆研发设计能力建设，搭建完成了铅基快堆研发设计软件平台，为中广核先进核能系统后续发展做好了顶层设计。“十三五”期间，研究院将全面开展先进核能系统的研发，为中广核战略发展提供技术支撑。

　　研究院自主开发的ACPR50S小型堆是结合中广核三代核电技术科研成果、国外先进小型堆技术特点，综合考虑市场应用条件、海洋条件等影响，进行设备小型化、系统简化改进设计，形成不低于三代核电安全水平，具有经济竞争力的模块化、紧凑型小型堆，适用于海岛、内陆、孤立电网等小型堆市场需求。

　　着力小型堆开发

　　中国能源报：小型堆是核电发展的重要方向，目前国内外的开发现状怎么样？ 

　　庞松涛：近年来，随着小型堆设计的日臻完善，其非常好的安全性、模块化带来的经济潜力、功率规模小可满足热电联供和海上能源需求等特点，国内外小型堆开发成为核能开发的热点。

　　小型堆技术的开发符合我国能源发展战略。政府层面积极支持小型堆开发，小型堆列入我国能源科技“十二五”示范工程专项，国家能源局支持了多个研发项目；“十三五”期间我国还将支持小型堆核电站科研及示范工程。

　　国际原子能机构（IAEA）一直积极推进中小型反应堆发展，美国、俄罗斯、日本、韩国、法国、阿根廷等国家均对小型堆开展了研发，中广核也积极投身小型堆研发和工程实施。

　　中国能源报：在您看来，发展小型堆有哪些积极意义？

　　庞松涛：发展陆上模块化、多用途小型堆，可以进一步扩展核能应用的地域及应用领域。小型堆与大型核电站协同发展，逐步替代老、旧火电，加强核能利用，有利于进一步改善国家能源结构，确保能源安全，保障我国能源和环境协调发展，促进社会和经济可持续发展。

　　海上小型堆核电站以其功率密度高、燃料补给需求极低、安全、热电联供等多用途、清洁无污染等特点，成为经济地满足海上能源需求的首选。海上小型堆核电站可以为海域经济开发活动奠定坚实的能源基础，为保障国家海洋能源安全、实现我国海洋经济的全面可持续发展发挥重要作用，并拥有巨大的海外潜在市场；也可以为我国海洋权益维护、海洋国防事业提供坚实的能源保障，成为国家海洋战略的强大支撑。

　　中国能源报：目前中广核小型堆开发情况如何？

　　庞松涛：中广核正在开发的海上浮式小型堆核电站ACPR50S是以成熟的大型商用压水堆核电站为参考，反应堆模块实现紧凑型布置，通过设备小型化、系统简化、模块化设计，采用成熟核电经过实践和验证的先进技术，充分结合热、汽、水、电等综合能源需求特点，其安全性能好，主要安全指标均高于三代核电技术标准，设备制造成熟可靠，工程可实施性高，是具有成熟技术基础的高安全性、模块化、多用途小型堆。

　　中广核ACPR50S海上浮式核电站正在开展示范工程的前期准备工作，建成投运后，可为海洋活动供应充足、稳定的电力、热力和淡水等，为海洋资源开采、岛礁守备、周边居民生活、生产活动提供能源和淡水保障。

　　同时，中广核正在开展一体化陆上小型堆ACPR100的关键技术攻关，并与清华大学、中核能源精诚合作，开发热电堆和高温气冷堆项目。

　　推动设备国产化

　　中国能源报：核电高端设备的产品供货也是研究院的主业之一，研究院在自主制造方面取得了哪些成绩？

　　庞松涛：研究院自成立以来一直致力于核电装备的国产化研发，在近九年的时间里取得了大量研发成果，形成了PMC（核燃料装卸料系统）、CRDM（控制棒驱动机构）、3R（RGL控制棒控制系统、RIC堆芯测量系统、RPN核仪表系统）、模拟机、LOCA裕度监测系统、应急柴油机、地坑过滤器、等离子熔融固废系统等一系列核心产品并获得工程应用。目前，研究院在中广核下属的核电工程项目中单机组的设备供货额度已近3亿元，打破了国外厂商的技术垄断，大大降低了核电工程造价。

　　研究院建设了模拟环境鉴定实验室，拥有全世界最大的LOCA试验炉，能够进行二代加和三代核电机组的核级设备LOCA鉴定试验。建成至今，已经完成了北京核仪器厂、深圳长园集团、佳木斯电机厂的RRA泵电机试验等多个核级产品的LOCA模拟环境鉴定试验。

　　中国能源报：在带动核电装备自主化方面，研究院承担了什么样的角色？

　　庞松涛：2009年国家能源局授予研究院“国家能源核电站核级设备研发中心”，要求研究院要成为“连接核电工程运营与装备制造企业的桥梁和纽带，引导国内装备制造企业进行核电装备自主化研发。”

　　五年来，研究院坚定地履行了国家赋予的职责，在核电装备自主化领域，利用自身作为中广核下属的研究院与核电工程设计、建设、运营结合紧密的特点，除自己大力开展核电装备国产化研发外，还依托“国家能源核电站核级设备研发中心”与国内超过50家装备制造企业以“联合研发”、“技术支持”、“试验验证服务”等形式展开了广泛深入的合作，将自身掌握的核电装备关键技术、工程和运行经验反馈以及试验验证和设备鉴定等优势资源与装备制造企业进行优势互补，取得了大量的自主化研发成果，并且实现了批量化的工程应用，创造了数十亿的核电设备供货业绩。

　　积极推进“走出去”

　　中国能源报：现阶段国家战略力推核电出海，中广核是否具备了“走出去”的基础？

　　庞松涛：“走出去”作为国家战略，中广核在抓住机遇大力发展国内核电项目的同时，近年来也在不断地谋划推进核电“走出去”工作。中广核近30年来不间断的核电建设，在各方面为“走出去”积累奠定了较好的基础，包括核电建设规模和运营经验的优势，技术和人才的优势，专业化核电工程建设和管理机制、核电运营管理机制的优势，以及核电产业链配套的优势。

　　特别值得一提的是，研究院参与研发的具有自主知识产权的三代核电技术“华龙一号”已经通过国家评审，这为中广核未来开拓海外市场奠定了坚实基础。此外，研究院自主研发的ACPR50S小型堆也是“走出去”的重要技术选项，目前我们对印尼等国家开展了小型堆的市场推广。

　　中国能源报：在核电“走出去”的过程中，研究院将扮演怎样的角色？

　　庞松涛： 在核电“走出去”过程中，中广核实施的是整体战略，联合内部工程、生产、服务、科研等各个领域的力量形成 “联合舰队”，针对不同项目的需求，提供不同的方案，实现“走出去”的目标。 

　　研究院是中广核的专业化公司，在“走出去”过程中，第一，可以提供小堆技术，提供发电、供热、制水、制氢等核能综合利用解决方案；第二，通过自主的核电技术输出，可以提供核电高端设备，如核仪表设备、电站模拟机、PMC、地坑过滤器等自主化的核电高端设备；第三，可以提供核电运营的专业技术服务，如燃料管理、严重事故管理、工程改造等。     

　　根据国际能源署（IEA）和经合组织核能署（OECD-NEA）2015年1月联合发布的《核能技术路线图》，按照全球温度升高不超过2摄氏度的目标，到2050年，全球核电装机将达9.3亿千瓦（电功率），发电量占比将达到17%，核能发电的前景广阔。我相信，在中广核大力推进核电“走出去”的过程中，研究院将会大有作为。