創(chuàng)新路上的靚麗風采

2021年，中國核能行業(yè)協(xié)會科學技術(shù)獎共評出89項，包括科技進步獎共77項，其中，一等獎4項、二等獎22項、三等獎51項;技術(shù)發(fā)明獎3項，其中，一等獎2項、二等獎1項;企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新工程獎2項;創(chuàng)新團隊獎2項;青年優(yōu)秀創(chuàng)新人物獎5名。

為進一步弘揚創(chuàng)新進取的科學精神和大國工匠精神，宣傳核能行業(yè)創(chuàng)新工程、創(chuàng)新團隊、創(chuàng)新人物，展示核能行業(yè)篤行務(wù)實、追求卓越的精神，協(xié)會《中國核能》雜志自2022年第一期開始對核能科技進步獎部分獲獎的創(chuàng)新集體和創(chuàng)新個人進行綜合報道，以饗讀者。

從1970年開展“七二八工程”開始，我國核電已經(jīng)走過了50多年的奮進創(chuàng)新之路。以秦山、大亞灣等核電站為牽引，推動了我國核電在設(shè)計、軟件、材料、燃料、設(shè)備、標準以及安全審評相關(guān)領(lǐng)域的全面發(fā)展，已經(jīng)具備了二代及二代加核電的批量建設(shè)能力，為核電事業(yè)打下了堅實可靠的基礎(chǔ)。

2006年，黨中央、國務(wù)院決定實施三代核電自主化戰(zhàn)略，通過引進、消化吸收、再創(chuàng)新，實施國家科技重大專項，研究開發(fā)具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的三代大型先進壓水堆核電站并建成示范工程，形成一批高水平的知識產(chǎn)權(quán)成果，使我國核電設(shè)計、制造、建造和運行技術(shù)自主可控，實現(xiàn)跨越式發(fā)展。

2020年9月28日，國和一號核電品牌正式發(fā)布

不辱使命的創(chuàng)新工程

2006年2月9日，國務(wù)院發(fā)布《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》(2006-2020年)》，確定將“大型先進壓水堆及高溫氣冷堆核電站”作為當時的16個國家科技重大專項之一。

2008年2月15日，國務(wù)院常務(wù)會議審查通過了以上海核工院為技術(shù)責任主體編制的《大型先進壓水堆核電站重大專項總體實施方案》。

2020年9月28日，大型先進壓水堆核電站重大專項標志性成果，代表三代核電世界先進水平、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型先進非能動壓水堆核電型號“國和一號”核電品牌正式發(fā)布。2021年，以上海核工院為全廠項目總承包單位的國和一號示范工程繼續(xù)按計劃高質(zhì)量推進，國和一號智慧工地監(jiān)管中心正式投用，項目HSE國際標桿評級達7.2級，達到示范標桿水平。壓水堆專項累計形成知識產(chǎn)權(quán)成果8500余項，獲得國家授權(quán)專利1465項，形成新產(chǎn)品、新材料、新工藝、新裝置、新軟件675項。2021年5月28日，習近平總書記在兩院院士大會、中國科協(xié)第十次全國代表大會上指出：“國和一號”和“華龍一號”三代核電技術(shù)取得新突破。

十年磨一劍，上海核工院繼“七二八工程”之后再次擔當國家使命。

自立自強的創(chuàng)新工程

如何保證三代核電在高安全性基礎(chǔ)上擁有更強的競爭力?怎樣研制出具有競爭力的核電機型，進而實現(xiàn)批量化建設(shè)?在壓水堆專項總設(shè)計師、國家電投核能總工程師、“國和一號”總設(shè)計師鄭明光看來，這些問題的解決之道就是自主化和國產(chǎn)化。

首先擺在面前的，就是一個看似難以逾越的障礙——根據(jù)與外方的合作協(xié)議，只有電功率超過135萬千瓦，我國才能擁有三代非能動核電的自主知識產(chǎn)權(quán)。為此，以鄭明光為代表的三代核電自主化技術(shù)攻關(guān)團隊，在原定技術(shù)方案基礎(chǔ)上對“國和一號”頂層設(shè)計方案進行了全局性的再創(chuàng)新，包括增加鋼制安全殼的直徑和厚度以擴大核島空間，重新設(shè)計研制反應(yīng)堆冷卻劑泵、蒸汽發(fā)生器、爆破閥和汽輪發(fā)電機，大幅度優(yōu)化主泵流量、主管道流通截面等，實現(xiàn)型號總體安全經(jīng)濟性能和效率的全面提升。

核電型號功率的提升不是簡單的等比例放大，從材料的研發(fā)到零部件的生產(chǎn)再到設(shè)備的安裝調(diào)試，幾乎一切都需要重新論證、分析、評估與研制，每一個設(shè)備參數(shù)的修改和確定，都要經(jīng)過大量的計算、模擬和試驗。只有真正懂設(shè)計、懂技術(shù)，具備自主研制、自主試驗的能力，掌握關(guān)鍵核心技術(shù)，這個“大門檻”才能跨得過去。為了驗證設(shè)計的合理性，上海核工院牽頭組建研發(fā)團隊，新建22個世界先進的試驗臺架，五年內(nèi)完成了6大試驗課題17項關(guān)鍵試驗共887個工況的獨立試驗驗證。

2016年，“國和一號”通過中國專利保護協(xié)會專家評審，認為“具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)和出口權(quán)”，并通過我國史上范圍最廣、內(nèi)容最深的聯(lián)合安全審評和國際原子能機構(gòu)通用安全審評，獲得國內(nèi)外權(quán)威“認證”。

作為重大專項的標志性成果，“國和一號”對“重、大”二字有著非常直觀的闡釋：單臺機組中，超過100噸的設(shè)備或模塊有30件左右，最大的模塊體積有5000多立方米，重達1400多噸;安全殼直徑40多米，高70多米，用5厘米左右厚的鋼板制成，每平方米可承受40噸以上的壓力;蒸汽發(fā)生器里面有1萬多根用于熱交換的U型管，總長超過300公里……歷經(jīng)12年科研攻關(guān)，“國和一號”成功打破多項材料及設(shè)備制造技術(shù)壟斷，關(guān)鍵設(shè)備材料全部實現(xiàn)自主化設(shè)計和國產(chǎn)化制造，設(shè)備總體國產(chǎn)化率達到90%以上。自主化設(shè)計、國產(chǎn)化制造不僅增強了核電站的經(jīng)濟性，而且可提供了可靠的、可持續(xù)發(fā)展的資源保障。目前，我國已具備年產(chǎn)8~12臺/套先進核電機組的裝備能力。

舉國機制的創(chuàng)新工程

“國和一號”的研制成功，離不開在國務(wù)院、科技部領(lǐng)導下的行之有效的國家重大科技項目組織管理方式，匯聚了國家、行業(yè)和產(chǎn)業(yè)力量。以上海核工院為技術(shù)責任主體單位，構(gòu)建了三代核電自主化技術(shù)攻關(guān)團隊，全面布局科研攻關(guān)任務(wù)和工程項目實施，國內(nèi)先后有600余家科研院所、裝備制造企業(yè)、高等院校，31000 余名科研人員參與研發(fā)，有效發(fā)揮了新型舉國體制的優(yōu)勢。

中科院、國家核安全評審中心等國家級科研機構(gòu)，清華大學、上海交大、西安交大等國內(nèi)一流高校提供了有效的研發(fā)支撐。既有一重、二重、沈鼓、哈電、上海電氣、東方電氣、寶鋼、鞍鋼、太重等一大批身經(jīng)百戰(zhàn)的“國家隊”選手，更有上上電纜等一眾“爭氣”民營企業(yè)勇于啃“硬骨頭”，相繼進入核電研發(fā)領(lǐng)域，在主設(shè)備、關(guān)鍵材料的研發(fā)上投入了大量人力、物力，有效推動了“國和一號”的研發(fā)進程，實現(xiàn)了制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的同時，構(gòu)筑了完備的三代核電供應(yīng)鏈。

利用國家科技重大專項，每一種設(shè)備、材料的技術(shù)開發(fā)，基本都布局了2家以上有競爭力與積極性的單位參與研制。通過設(shè)計牽引、目標導向，“國和一號”從設(shè)計技術(shù)到制造技術(shù)與工藝多維度迭代并相互支撐。同時，依托國家科技重大專項，上海核工院構(gòu)建了“國家級-省部級-集團級-企業(yè)級“等多層級創(chuàng)新平臺體系，形成上海核能裝備測試驗證中心、山東崮山基地等試驗基地，建設(shè)并配置一大批高水平試驗設(shè)施，并積極推動相關(guān)技術(shù)、試驗資源的共享，從關(guān)鍵點上技術(shù)突破到多項新技術(shù)的系統(tǒng)突破與集成，促進了整體研發(fā)效率不斷提升，形成了技術(shù)與產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展體系，培養(yǎng)了一大批自主創(chuàng)新能力強的專業(yè)人才，推動了核電行業(yè)和技術(shù)從二代到三代的跨越。

國之重器當如是。

薪火相傳的創(chuàng)新工程

2020年9月22日下午，在上海核工院2020 年教師節(jié)暨“建院50 周年杰出貢獻獎”表彰會上，一場別開生面的師徒傳承儀式正在舉行。

“請繆鴻興前輩為王偉贈與藏金觀山杯。”主持人大聲宣布。寓意藏金觀山杯，杯中藏丘壑，心底有乾坤，領(lǐng)悟科學精神，勇攀科學高峰。

85歲高齡的繆鴻興是上海核工院原副總工程師、“七二八工程”副總設(shè)計師，“60后”專家王偉現(xiàn)在是上海核工院助理總工程師，目前正承擔著“國和一號”國產(chǎn)化儀控設(shè)備驗證總指揮的重任，“80后”青年骨干李濤正是王偉麾下的技術(shù)骨干，全面策劃推動儀控設(shè)備測試項的選取和執(zhí)行以及規(guī)程的審查，“90后”新員工張?zhí)爝~則是團隊的新鮮血液，朝氣蓬勃。

這場儀式見證了傳承四代的師徒情誼，更見證了穿越半個世紀的歲月，一代又一代上海核工院人“國之光榮”精神的傳承。像這樣從“國之光榮”到“國和一號”的薪火相傳，在上海核工院還有很多。

1974 年，周恩來總理在批準“七二八工程”方案時指出，要通過工程掌握技術(shù)、積累經(jīng)驗、培養(yǎng)人才。五十年來，一代又一代的上海核工院人接過前輩衣缽，將核電自主創(chuàng)新之路越走越寬。

國際原子能機構(gòu)(IAEA)原總干事天野之彌曾評價：“中國成功設(shè)計研發(fā)了大型壓水堆CAP1400(國和一號)，這對核能未來非常重要。”型號驅(qū)動、技術(shù)引領(lǐng)、能力集聚、示范創(chuàng)新，“國和一號”的創(chuàng)新之路仍在繼續(xù)。

2021年10月16日，“國和一號+”智慧核能綜合利用示范項目一期工程正式投用，這是一個依托“國和一號”平臺，集核能供熱、海水淡化、核風光儲綜合指揮能源系統(tǒng)、智慧多能管控平臺于一體的“核能+”商業(yè)模式創(chuàng)新項目。2022年2月28日，“國和一號”產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟在滬成立，劍指“全面實現(xiàn)100%設(shè)備國產(chǎn)化能力”， 致力于建成“技術(shù)上最先進最安全、裝備上完全自主可控、經(jīng)濟上有顯著競爭優(yōu)勢”的三代核電產(chǎn)業(yè)鏈。

大道之行，壯闊無垠。

大道如砥，行者無疆。