親歷中國(guó)引進(jìn)第三代核電技術(shù)始末④

李鳳桃

口述：原核工業(yè)部常務(wù)副部長(zhǎng)、現(xiàn)任國(guó)家核電技術(shù)公司專(zhuān)家委員會(huì)主任 陳肇博

三代核電自主化過(guò)程中，我國(guó)制造業(yè)屢創(chuàng)奇跡

AP1000的自主化還留下一個(gè)“尾巴”，那就是數(shù)字化儀控技術(shù)。在AP1000的技術(shù)轉(zhuǎn)讓中，數(shù)字化儀控技術(shù)不在轉(zhuǎn)讓之列，西屋公司的理由是該技術(shù)產(chǎn)權(quán)不在西屋公司。實(shí)際上，西屋公司早先自己開(kāi)發(fā)了數(shù)字化儀控技術(shù)，但后來(lái)將這一技術(shù)賣(mài)給了ABB公司。我們也曾要求ABB公司轉(zhuǎn)讓這項(xiàng)技術(shù)，但他們不同意。不僅是美國(guó)公司，當(dāng)時(shí)歐洲公司的數(shù)字化儀控技術(shù)也不轉(zhuǎn)讓。這就逼著中國(guó)自己開(kāi)發(fā)這項(xiàng)技術(shù)。

與馬丁公司合作開(kāi)發(fā)數(shù)字化儀控

世界上大部分核電站的自動(dòng)保護(hù)和控制系統(tǒng)都是老一代“模擬式”的，因?yàn)榇蟛糠趾穗娬臼巧蟼€(gè)世紀(jì)七八十年代建設(shè)的，那個(gè)時(shí)候數(shù)字技術(shù)剛開(kāi)始發(fā)展。但本世紀(jì)以來(lái)，數(shù)字化儀控技術(shù)發(fā)展很快，許多大型的石化企業(yè)、冶金企業(yè)和燃煤電站都采用了數(shù)字化儀控。國(guó)外只有少數(shù)較新的核電站，如法國(guó)的N4核電站采用了數(shù)字化儀控系統(tǒng)，也有個(gè)別二代核電站把模擬式儀控改造為數(shù)字化儀控。所有三代核電站都采用了數(shù)字化儀控。這是一項(xiàng)高端技術(shù)，當(dāng)年法國(guó)N4核電站采用數(shù)字化儀控遇到很大困難，為此，核電站還拖延了兩年工期。

在中國(guó)，當(dāng)時(shí)只有田灣核電站使用了西門(mén)子公司提供的數(shù)字化儀控系統(tǒng)。在田灣核電站的調(diào)試和運(yùn)營(yíng)中，我們感到數(shù)字化儀控技術(shù)對(duì)核電站的確非常有用，使操作簡(jiǎn)化、準(zhǔn)確，防止了假信號(hào)和減少了誤操作，提高了機(jī)組負(fù)荷因子和安全性。

如果中國(guó)不能實(shí)現(xiàn)儀控技術(shù)的自主化，那么未來(lái)只能購(gòu)買(mǎi)美國(guó)或歐洲的儀控系統(tǒng)，這對(duì)即將要建設(shè)一大批核電站的中國(guó)來(lái)講，將付出很高的代價(jià)。當(dāng)時(shí)，我們?cè)谂c歐美公司接觸時(shí)，他們對(duì)儀控系統(tǒng)要價(jià)已非常高，兩個(gè)機(jī)組儀控系統(tǒng)的價(jià)格高達(dá)兩三億美元。其實(shí)，這套系統(tǒng)的硬件，包括各種測(cè)試儀表、壓力計(jì)、溫度計(jì)、各種控制柜、計(jì)算機(jī)等都很便宜的，總價(jià)值就幾千萬(wàn)美元，但真正值錢(qián)的就是軟件。因?yàn)閿?shù)字化儀控系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)投入較大，擁有很多的專(zhuān)利，所以一旦向中國(guó)轉(zhuǎn)讓了技術(shù)，他們就不再可能靠賣(mài)數(shù)字化儀控而獲取高額利潤(rùn)了。

正在我們?yōu)殡y的時(shí)候，出現(xiàn)一個(gè)機(jī)遇。美國(guó)的軍工制造企業(yè)——洛克希德·馬丁公司（下稱(chēng)“馬丁公司”）希望利用他們掌握的FPGA技術(shù)進(jìn)入核電領(lǐng)域，在數(shù)字化儀控方面參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。但他們沒(méi)有搞過(guò)民用核電站的儀控，尚沒(méi)有美國(guó)核安全部門(mén)（NRC）發(fā)給的許可證。他們需要找到一個(gè)具體的項(xiàng)目來(lái)設(shè)計(jì)出用于核電的儀控系統(tǒng)，并取得NRC的許可證。當(dāng)時(shí)中國(guó)的核電發(fā)展勢(shì)頭很好，他們就到中國(guó)尋找合作機(jī)會(huì)。馬丁公司選擇了與國(guó)家核電下屬的國(guó)核自?xún)x公司進(jìn)行合作。

在國(guó)家核電成立之初，我們就成立了一家公司，叫國(guó)核自?xún)x系統(tǒng)工程公司（下稱(chēng)“國(guó)核自?xún)x”），其主要任務(wù)就是開(kāi)發(fā)核電站的數(shù)字化儀控。這是國(guó)家核電和上海自動(dòng)化儀表公司合資成立的公司，該公司主要負(fù)責(zé)數(shù)字化儀控系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)、系統(tǒng)集成、現(xiàn)場(chǎng)安裝、調(diào)試、售后服務(wù)等工作，而數(shù)字化儀表等設(shè)備硬件將在上海自動(dòng)化儀表公司的工廠進(jìn)行生產(chǎn)。

國(guó)核自?xún)x的總經(jīng)理是原田灣核電站的副總工程師，姓邱。之前，我在江蘇核電公司任董事長(zhǎng)時(shí)將他從上海核工程研究設(shè)計(jì)院聘請(qǐng)到田灣核電站，他參與了江蘇核電公司引入俄羅斯技術(shù)的談判。俄方推薦采用德國(guó)先進(jìn)的數(shù)字化儀控系統(tǒng)，他作為田灣核電站儀控負(fù)責(zé)人，從與西門(mén)子公司談判開(kāi)始，參加了這套國(guó)內(nèi)核電站第一次采用的數(shù)字化儀控系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試直到投入運(yùn)行的全過(guò)程。他精通業(yè)務(wù)，工作勤奮，外語(yǔ)好，得到俄方領(lǐng)導(dǎo)和西門(mén)子公司的尊重和表?yè)P(yáng)，他的團(tuán)隊(duì)曾用詳實(shí)的數(shù)據(jù)駁回了西門(mén)子公司索賠1800萬(wàn)歐元的無(wú)理要求，捍衛(wèi)了我方利益。田灣工程完工后他回到上海核工程研究設(shè)計(jì)院。國(guó)家核電成立之后，將他從上海核工程研究設(shè)計(jì)院抽調(diào)出來(lái)組建國(guó)核自?xún)x。

經(jīng)過(guò)幾年的艱苦創(chuàng)業(yè)，目前國(guó)核自?xún)x已有員工300多人，與馬丁公司的合作順利進(jìn)行。目前有20人在美國(guó)馬丁公司的核電儀控基地與美方人員一起進(jìn)行科研開(kāi)發(fā)?，F(xiàn)已建成核島保護(hù)系統(tǒng)的平臺(tái)（NuPAC），預(yù)計(jì)今年10月份完成獨(dú)立驗(yàn)證與確認(rèn)，可望于明年通過(guò)美國(guó)核安全監(jiān)管部門(mén)（NRC）的通用性審評(píng)和批準(zhǔn)。核電站控制平臺(tái)（NuCON）已實(shí)現(xiàn)其基本功能，正進(jìn)行平臺(tái)軟件的測(cè)試和修改工作，并已與兩家燃煤電廠簽訂合同，提供實(shí)驗(yàn)性數(shù)字化儀控設(shè)備，并已發(fā)貨。CAP1400數(shù)字化儀控工程樣機(jī)預(yù)計(jì)于2015年內(nèi)建成。

總之，數(shù)字化儀控這個(gè)難點(diǎn)正在逐步攻克，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CAP1400將包含具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)字化儀控。根據(jù)與馬丁公司簽訂的合同，雙方對(duì)NuPAC都具有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)。至于NuCON平臺(tái)，則完全由中方開(kāi)發(fā)，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

馬丁公司對(duì)FPGA（可編程控制器）掌握得很好，它的特點(diǎn)是將部分軟件固化到硬件中，防止黑客攻擊。這比AP1000采用的技術(shù)更先進(jìn)。

設(shè)備國(guó)產(chǎn)化中的多個(gè)“世界第一”

在AP1000設(shè)備國(guó)產(chǎn)化過(guò)程中，還有三件事值得一提。

一是AP1000獨(dú)有的鋼制安全殼（CV），這是直徑40米、高65米、厚4厘米的特種鋼制成的龐大的核安全二級(jí)的容器，是非能動(dòng)安全系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。這個(gè)龐然大物在過(guò)去的核電站中是沒(méi)有的，也沒(méi)有工廠制造過(guò)。

西屋認(rèn)為中國(guó)不具備制造這個(gè)容器的條件，推薦由意大利的Ansaldo公司制造。實(shí)際上Ansaldo公司過(guò)去也從來(lái)未制造過(guò)這種容器，對(duì)它也是第一次。既然過(guò)去誰(shuí)也沒(méi)做過(guò)，我們中國(guó)是否有能力自己做？這個(gè)問(wèn)題被尖銳地提了出來(lái)。當(dāng)時(shí)中核建23公司分析研究西屋提出的技術(shù)要求后，提出我們可以按美國(guó)的設(shè)計(jì)和技術(shù)要求，自己制造。于是國(guó)家核電與中核建23公司建立了股份制的海陽(yáng)核設(shè)備工廠，承擔(dān)起自己制造CV容器和核電站各種模塊的任務(wù)。

根據(jù)美方的技術(shù)要求，我們先后請(qǐng)寶鋼和鞍鋼都生產(chǎn)出來(lái)制造CV容器的特種鋼板，經(jīng)過(guò)兩年多的努力，我們制造出并在核電站現(xiàn)場(chǎng)拼裝焊接成功了世界第一個(gè)CV容器，其總成本差不多相當(dāng)于Ansaldo公司報(bào)價(jià)的一半，也沒(méi)有什么技術(shù)轉(zhuǎn)讓?zhuān)炊纬闪艘幌盗兄蟹降膶?zhuān)利。

第二個(gè)是主管道。二代核電站的主管道都是由多節(jié)鍛件在現(xiàn)場(chǎng)焊接而成，而AP1000要求主管道作為一個(gè)整體鍛造成形，沒(méi)有焊縫，并有適度彎曲，而且還要在管中部壓出一個(gè)環(huán)形接口，以備與波形管相連接。這樣的主管道進(jìn)一步提高了安全性和可靠性，但工藝十分復(fù)雜。世界上沒(méi)有廠家做過(guò)。外方報(bào)了天價(jià)。當(dāng)我們把這個(gè)消息告知機(jī)械行業(yè)各廠家后，有8家企業(yè)組成5個(gè)團(tuán)隊(duì)要求開(kāi)展主管道研制。經(jīng)過(guò)整整兩年的艱苦努力，由431、煙臺(tái)努瑪爾、鞍鋼重機(jī)、川化機(jī)組成的431團(tuán)隊(duì)，以及二重、吉林中意三家都成功地完成了AP1000特殊主管道的研制，得到了國(guó)家核安全局的認(rèn)可，獲得依托項(xiàng)目供貨合同，依托項(xiàng)目?jī)蓚€(gè)1號(hào)機(jī)組已經(jīng)完成主管道安裝，2號(hào)機(jī)已開(kāi)始安裝。其價(jià)格只有外國(guó)廠家報(bào)價(jià)的三分之一，我們?nèi)〉昧艘慌鷮?zhuān)利。

第三是安全殼內(nèi)用的特殊電纜。這種電纜要耐高溫、耐輻射、經(jīng)得住高溫?zé)崴?，而且不含鹵族元素（氯、氟等），當(dāng)發(fā)生管道破裂和反應(yīng)堆損壞時(shí)，電纜能在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不損壞。這種特殊要求的電纜世界各國(guó)都沒(méi)有生產(chǎn)過(guò)，沒(méi)有任何廠家愿意提供。上海的民營(yíng)企業(yè)上上電纜廠接過(guò)這一艱巨的試制任務(wù)，經(jīng)過(guò)近兩年的努力，做了各種嚴(yán)酷條件下的考驗(yàn)和試驗(yàn)，生產(chǎn)出了完全合格的產(chǎn)品，并取得了專(zhuān)利，為我國(guó)今后CAP1400自主化批量生產(chǎn)解決了一大難題。

類(lèi)似的例子還有不少。在三代核電自主化過(guò)程中，我們中國(guó)制造業(yè)充滿信心，攻關(guān)陷陣，創(chuàng)造了一系列奇跡，推動(dòng)我國(guó)制造業(yè)在技術(shù)和管理上達(dá)到一個(gè)新高度。這不僅為我國(guó)核電自主化建設(shè)，也為核電走出去參加國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

結(jié)束語(yǔ)

黨中央、國(guó)務(wù)院在本世紀(jì)初決策引進(jìn)先進(jìn)的三代核電技術(shù)，為我國(guó)核電在高水平技術(shù)上發(fā)展奠定基礎(chǔ)，同時(shí)爭(zhēng)取了時(shí)間，搶占了世界新一輪核電發(fā)展的先機(jī)。展望未來(lái)，我們無(wú)比興奮。今年是在福島核事故以后我國(guó)重新啟動(dòng)核電建設(shè)的一年，其特點(diǎn)是將開(kāi)始建設(shè)一批三代機(jī)型核電站，主要是CAP1000和CAP1400。今后會(huì)逐年加速，向著核電大國(guó)和核電強(qiáng)國(guó)的目標(biāo)快速前進(jìn)。一個(gè)龐大而嶄新的高科技清潔能源產(chǎn)業(yè)，將成為我國(guó)可持續(xù)發(fā)展和改善環(huán)境的利器，對(duì)實(shí)現(xiàn)偉大的中國(guó)夢(mèng)將做出重大貢獻(xiàn)。endprint