親歷中國引進第三代核電技術始末③

陳肇博+李鳳桃

口述：原核工業(yè)部常務副部長、現(xiàn)任國家核電技術公司專家委員會主任 陳肇博

撰文： 《中國經(jīng)濟周刊》 記者 李鳳桃

引進吸收再創(chuàng)新，我們不搞“交鑰匙”做法

在引入美國西屋公司的第三代核電技術AP1000之后，我國就要實現(xiàn)這一技術的自主化和再創(chuàng)新。黨中央國務院決定成立國家核電技術公司（下稱“國家核電”）來完成這一任務。作為時任國家核電籌備組組長，我參與了組建國家核電。

2007年2月13日，中組部和國資委宣布了以王炳華為董事長和黨組書記的國家核電領導班子。我被中組部任命為該公司獨立董事。國家核電為一股份制公司，國資委代表國家控股60%，中核集團、廣核集團、中電投集團和通用機械集團各占10%股份。國家核電的任務是：代表國家受讓第三代先進核電技術，實施AP1000依托工程項目管理，通過消化吸收再創(chuàng)新形成我國具有自主知識產(chǎn)權的核電技術品牌。

中國不僅要消化AP1000技術，實現(xiàn)核電設計的自主化和設備的國產(chǎn)化，還要在AP1000的基礎上開發(fā)出中國自主品牌的CAP1400、CAP1700大型壓水堆。這是我國核電事業(yè)中一項極具挑戰(zhàn)性的艱巨任務。 公司被冠以“國家”二字，這在國企中是少有的，表明黨中央國務院對該公司的重視和寄托的希望。

國家專項投資百億元研發(fā)CAP1400

由于再創(chuàng)新的研發(fā)需要大量投入，我國三代核電技術自主化需要資金支持。

那時候，正好科技部牽頭制定“國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃”。根據(jù)規(guī)劃，國家計劃通過核心技術突破和資源集成，在一定時限內完成多項科技研發(fā)，完成戰(zhàn)略產(chǎn)品、關鍵共性技術和重大工程，設立16個重大專項，包括高級芯片研制、商用大飛機等，其中有一個重大專項就是“大型先進壓水堆及高溫氣冷堆核電站”項目。

2006年6月，國務院召開常務會議，對這個規(guī)劃的綱要進行討論研究。溫家寶總理主持會議。在會議中，我也做了發(fā)言，我建議大型先進壓水堆項目必須和正在招標引進的第三代壓水堆項目結合，在引進技術基礎上，通過進一步研發(fā)再創(chuàng)新，開發(fā)出具有自主產(chǎn)權的更先進的中國品牌的大型壓水堆。在引進的先進技術平臺上更上一個臺階，避免從頭開始。我建議，國家將這個引進消化吸收再創(chuàng)新的項目列為重大專項之一，并給予各方面的支持。當時，溫家寶總理和分管教育科技的國務委員陳至立同志都表示贊同。溫家寶指出，核電只搞一個項目，即要在引進的核電技術基礎上進行投入研發(fā)，不能搞“兩張皮”。

幾個月后，國際招標確定了引進AP1000技術之后，國家核電及時提出了在AP1000技術基礎上開發(fā)更大功率的非能動型壓水堆 CAP1400項目建議。2008年2月15日，國務院第209次常務會議上通過重大專項總體實施方案，并將CAP1400的研發(fā)和示范工程建設列為重大專項的重點任務，由國家核電牽頭，實行產(chǎn)學研結合，廣泛吸收有關單位共同攻關。這個專項國家投資逾百億元，并要求用開發(fā)的成果建設一座示范核電站。

“CHINA”的“AP1000”，

很不簡單

重大專項的任務包含了兩層要求：一個是通過消化吸收實現(xiàn)AP1000的自主化，更為重要的是開發(fā)出中國自主品牌的CAP1400，并進行更大功率的CAP1700的預研。

在AP1000的自主化方面，首先是設計的自主化。通過幾年努力，自主化的AP1000的標準設計已完成，這是AP1000技術消化吸收基本完成的標志。我們命名自主化的AP1000為“CAP1000”，也就是中國（CHINA）的“AP1000”。相比西屋公司的AP1000，我們吸收了依托工程中眾多經(jīng)驗反饋以及AP1000設計在建設過程中的改動，并針對AP1000原設計的一些不足之處，以及設備國產(chǎn)化的需要，對其進行了必要的改進和升級。

設計自主化過程并不簡單。我們不能照抄AP1000，而需要真正吃透并驗證其設計工藝和軟件，并做必要的改進。

其中，工作量很大的是英制轉換成公制，以適應中國標準。AP1000設計的計量單位是英尺、英寸、磅等，我們要把它變成厘米、毫米，公斤、克。簡單地把英寸乘一個系數(shù)變成厘米，這樣得出的是小數(shù)點后帶幾位尾數(shù)的厘米數(shù)。我們轉公制的目的是選用中國的材料和設備，而中國材料和設備的標準，不可能有小數(shù)點后帶幾位零頭的標準。這就需要根據(jù)英制數(shù)據(jù)尋求國內相近的材料和設備，而兩者的差別就需要我們通過評估、計算甚至試驗來選定中國的材料和設備，既能滿足美方原設計的技術要求，又實現(xiàn)了國產(chǎn)化替代。無論是主設備、輔助設備，還是材料都存在這個問題。

此外，重要的設計改動都要經(jīng)過周密的計算、論證，甚至試驗。我們與西屋簽合同時，西屋的設計是DCD-15版。隨著美國核安全部門（NRC）陸續(xù)提出新的要求（如屏蔽廠房要能抗擊商用大飛機的撞擊等），AP1000的設計不斷改進和升版，2011年12月，美國核管會批準了DCD-19版。自DCD-15版以來AP1000的基本設計沒有改變，主要是納入了前面說的飛機沖撞評估規(guī)則，此外，各種支持系統(tǒng)的細節(jié)和廠址特征得到調整，以簡化美國業(yè)主取證的過程。在合同中規(guī)定，合同簽訂后直至核電站建成的過程中，西屋公司設計的任何改進和升版都必須及時通知中方，并要應用于依托工程項目中。所以到目前，DCD-19版的設計變更，除了針對軟地基的設計修改不適用于三門和海陽的巖體地基，以及針對抵御大型商用飛機惡意撞擊我國尚無法律要求外，其余設計變更均已在三門、海陽的4臺機組中得到同步應用。有人說，中國簽合同買了西屋公司已過時的設計（即DCD-15版），人家已發(fā)展到DCD-19版了，這是由于不了解情況而產(chǎn)生的誤解。

在自主化的基礎上，再創(chuàng)新的技術難度更大。在引進時，AP1000的實際發(fā)電能力最高達到125萬千瓦，經(jīng)過我們的自主研發(fā)，我們CAP1400的實際發(fā)電能力可以達到155萬千瓦。在再創(chuàng)新過程中，我們把反應堆的功率加大，重新設計了反應堆堆芯、壓力容器、蒸汽發(fā)生器、主泵、主管道、鋼制安全殼、汽輪發(fā)電機組等關鍵設備，并根據(jù)依托工程的經(jīng)驗反饋做了很多改進，包括將熱效率提高，增加應對外部事件（如地震、水淹等）的能力等，并根據(jù)福島核事故的經(jīng)驗教訓補充了一些安全設施。endprint

當前，我們已完成CAP1400的初步設計并通過了國家審查，施工設計已完成62%，大部分關鍵設備已研制成功，有的已開工制造，有的正在制造樣機，示范工程的場地準備已近完成，預計近幾個月內將正式開工。我們還計劃讓CAP1400走出國門。在之前的講述中，我們提到在引進AP1000時，我們和西屋公司達成協(xié)議，在CAP1400、CAP1700出口美國和日本時，我們將與西屋合作，而在除美國和日本之外的國際市場，中國將完全擁有CAP1400、CAP1700的自主知識產(chǎn)權。

設備制造，

我們不搞“交鑰匙”做法

依托工程和重大專項還大大推動了我國機械制造業(yè)的技術和管理升級，因為三代核電站對設備質量和可靠性提出了更高的要求。在主泵、數(shù)字化儀控、蒸汽發(fā)生器用的大量690傳熱管、鋯材等過去依靠進口的設備和材料，也在發(fā)展三代核電過程中逐步填補了空白。此外，在三代AP1000特有的設備，如鋼制安全殼、一體化鍛造型主管道、爆破閥等設備的改進中也大大提高了我們的創(chuàng)新和自主化能力。下面我就設備國產(chǎn)化講幾個故事。

設備國產(chǎn)化是我國核電自主化的重要內容。對于設備制造，在談判時我們就提出，我們不搞“交鑰匙”的做法。“交鑰匙”，就是核電站整個設計建造和設備全由外方負責，而中國需要支付昂貴費用，許多技術也學不到，而在合同簽訂后，外方又把許多工作和設備低價反包給中方干，從中獲取巨大利益。所以，我們要求，在AP1000的依托工程中，第一，我們自己做土建安裝；第二，我們要盡可能地實現(xiàn)設備國產(chǎn)。

在設備方面，我們要求只買西屋公司的一套關鍵設備（設備分關鍵設備和輔助設備，關鍵設備是指壓力容器等核島里的主要部件，輔助設備是指一般性的設備）。這些關鍵設備相比“二代加”的變化很大，一是使用壽命達到60年，二是可靠性和安全性增強。比如，原來二代核電設備很多是由眾多組件焊接而成的，而AP1000的設備盡量整體鍛造，不焊接或盡量減少焊接，這樣就要求鍛件很大，工藝難度大大提高。

按照我們開始時達成的協(xié)定，在依托工程的4臺機組中，從第二臺機組開始，西屋公司便派人幫我們在中國工廠按照三代核電技術標準進行設備生產(chǎn)。AP1000的依托工程有兩個，分別是三門核電站和海陽核電站，分屬中國核工業(yè)集團公司和中國電力投資集團公司兩個業(yè)主。由于兩個業(yè)主都希望有一套國外原裝的機組，于是兩大核電站各自的1號機組關鍵設備都改變?yōu)橛蓢夤┴洝＿@樣最后合同中關鍵設備進口兩套，另兩套用西屋的技術在國內制造。這些關鍵設備有壓力容器、蒸汽發(fā)生器、主泵等。當前在中國制造的關鍵設備進展不錯，有的已交貨，正在實現(xiàn)國產(chǎn)化。

主泵的國產(chǎn)化是我們遇到的一大難題。屏蔽主泵的制造難度的確非常大。在之前的談判中，我們和西屋公司商定，在4臺機組中，3臺機組的主泵由西屋公司提供，第四臺機組的主泵實現(xiàn)國產(chǎn)化。但合同落實時，西屋公司的主泵承包商EMD公司負責人前來參觀中國的設備工廠，他們說，按照你們工廠的設備條件和技術經(jīng)驗，你們無法按照工期要求供貨。參觀考察過美國的主泵工廠后，我們也認識到屏蔽主泵制造工藝難度的確很大，我們制造主泵的相關工廠缺少必要的設備，也缺少技術經(jīng)驗和管理經(jīng)驗。另外，我們也知道，美國公司也非常希望多賣幾臺泵，增加收益。

經(jīng)過反復談判，我們始終堅持一個原則，即必須實現(xiàn)主泵國產(chǎn)化，必須要把中國制造的主泵用于依托工程的核電機組中去。最后達成妥協(xié)，即為避免第四個核電機組（海陽2號機組）擬采用的4臺國產(chǎn)主泵不能按時交貨的風險，我方同意增加購買4臺美方主泵，但同時美方必須幫助中方工廠按時制造出兩臺主泵，優(yōu)先用于海陽2號機組，而多余的兩臺美制主泵則用于后續(xù)新機組。這就是（16+2）方案。美方承諾增加派出人員到中國工廠，幫助工廠按時制成兩臺主泵。當然，美方同時也要求增加技術服務費用。我們認為，在依托工程中，哪怕只有一臺中國制主泵用于依托工程，就說明我們多年未能實現(xiàn)的主泵完全國產(chǎn)化目標，現(xiàn)在實現(xiàn)了。韓國至今尚未生產(chǎn)核電主泵。我相信中國企業(yè)能夠按期制造出兩臺屏蔽式主泵，裝入海陽2號機組，并從此制造出大批量主泵供后續(xù)AP1000項目使用。制造出AP1000的主泵，也為重大專項CAP1400的主泵制造奠定了基礎。endprint