核電國產(chǎn)化研究--專業(yè)論文

1、核電國產(chǎn)化研究許連義原機(jī)械工業(yè)部重大裝備司司長摘要：本文敘述了我國已基本具備百萬千瓦級核電機(jī)組的設(shè)計(jì)和制造能力，而且在價(jià)格 和質(zhì)量方而有竟?fàn)幜Α＿€指出了我國的核電體制應(yīng)進(jìn)行改革，才能適應(yīng)核電的發(fā)展。關(guān)健詞：核電體制設(shè)備制造我國是擁有13億人口的大國，對能源需求巨大。從長遠(yuǎn)發(fā)展觀點(diǎn)看，僅靠水和火力發(fā)電 還遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民牛活h益改善提高的要求，所以必須開發(fā)新能源。核能 發(fā)電作為一種女全清潔的新能源已被世界許多國家所接受。它是繼水、火電z后的一種技術(shù) 最成熟，應(yīng)用最廣泛的新能源，許多發(fā)達(dá)國家已將核電作為木國的電力支柱z-； 一些發(fā)展 中國家也在積極發(fā)展核電。因此，發(fā)展核電對我國實(shí)施可

2、持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，解決能源短缺和環(huán) 境污染問題已成為刻不容緩勢在必行的人事。%1. 發(fā)展我國核電的根本出路在于國產(chǎn)化國產(chǎn)化也稱本地化，縱觀世界各國核電發(fā)展的歷史和道路無非有兩種，一種是像美國、詢蘇聯(lián)和加拿大，他們本國就對電力有極大的需求，為了滿足 這種需求，他們獨(dú)立硏究，開發(fā)，不斷發(fā)展完善，形成了一套完整的技術(shù)和相應(yīng)的工業(yè)生產(chǎn) 體系。這些國家憑借其雄厚的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和技術(shù)力量，從科研試驗(yàn)到建設(shè)運(yùn)行，從小型核電機(jī) 組到中人型核電機(jī)組，逐步發(fā)展并掌握了科研設(shè)計(jì)，設(shè)備制造，安裝調(diào)試，運(yùn)行管理等一系 列關(guān)鍵技術(shù)，培養(yǎng)了一批科技和管理人才，他們不斷地進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)反饋，改進(jìn)創(chuàng)新，提高了核 電站的安全性，可靠性和經(jīng)濟(jì)性

3、，在國內(nèi)建造了相當(dāng)數(shù)量的核電站，而且可成套機(jī)組出口， 他們在壯界核電市場上占了可觀的份額。第二種是像徳、法、口等國，他們?yōu)榱斯?jié)省人量的試驗(yàn)研究經(jīng)費(fèi)和時(shí)間，并從高技術(shù)起 點(diǎn)起步，他們通過引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，經(jīng)過消化吸收，不但掌握了引進(jìn)技術(shù)，而冃通過自己 的研究改進(jìn)，在本國建造了一批核電站，以滿足本國電力的需求，并可出口國外。西班牙、 韓國、瑞典等國也是通過這種辦法，發(fā)展了本國的核電事業(yè)。從以上主要國家發(fā)展核電走過的道路來看，他們都是根據(jù)木國對能源的需求，開發(fā)和建 立自己的核工業(yè)體系，發(fā)展核電事業(yè)。核電投資冃人，建設(shè)周期乂長，我國要依靠進(jìn)口發(fā)展核電，不僅存在資金問題，而h造 價(jià)昂貴是我們難以承受的，

4、這無疑是阻礙了我國核電的發(fā)展，只有實(shí)現(xiàn)核電設(shè)計(jì)白主化和設(shè) 備國產(chǎn)化才有可能減少核電站投資，降低發(fā)電成木，從而可與火電相競爭，使核電的發(fā)展進(jìn) 入良性循環(huán)。大亞灣和嶺澳四臺百力千瓦級核電站的建成價(jià)約為80億美元，若有百分z五i的國產(chǎn)化 份額，將給國內(nèi)增加300多億元人民幣的產(chǎn)值，它不僅可帶動民族工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展， 提高綜合國力，也可為高科技發(fā)展和核電站的建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。核電國產(chǎn)化的內(nèi)涵，應(yīng)包括口主設(shè)計(jì)，口產(chǎn)設(shè)備，口主建造，口主運(yùn)營四個方曲。但四 個白主的關(guān)鍵是白主設(shè)計(jì)，它是實(shí)現(xiàn)工程管理和設(shè)備採購的前題，只有掌握了系統(tǒng)和設(shè)備的 設(shè)計(jì)，才能對設(shè)備捉出切實(shí)可行的採購規(guī)格書，才能處理設(shè)備制造中產(chǎn)牛

5、的技術(shù)問題，才能 有效地指導(dǎo)核電站的建造，安裝，調(diào)試工作和處理建設(shè)過程中的技術(shù)問題，才能有效地提高 核電站的運(yùn)行管理和裝換料等技術(shù)問題。所以在核電國產(chǎn)化屮，口主設(shè)計(jì)是龍頭。二、我國已基本具備了百萬千瓦級壓水堆核電站的設(shè)計(jì)和設(shè)備制造能力。1、設(shè)計(jì)：從五十年代起，我國便開始創(chuàng)建核技術(shù)隊(duì)伍和試驗(yàn)研究基地，至今己形成了專業(yè)與學(xué)科 門類齊全的一人批核技術(shù)力量和實(shí)驗(yàn)研究設(shè)施。我們曾自主地設(shè)計(jì)建造了石墨一水生產(chǎn)反應(yīng) 堆，核潛艇動力堆，高通量工程試驗(yàn)堆，低溫供熱堆，球床高溫氣冷發(fā)電實(shí)驗(yàn)堆，対外出ii 了重水實(shí)驗(yàn)堆，并開展了天然鈾石墨氣冷和重水堆核電站的設(shè)計(jì)研究工作。八十年代初，在 華東電力設(shè)計(jì)院和上海核工程設(shè)

6、計(jì)研究院的合作下，乂 亍研究設(shè)計(jì)了秦山30萬千瓦壓水堆 核電站，在通過運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)反饋改進(jìn)后，又向巴基斯坦出口了恰西馬核電站，使我們在工程設(shè) 計(jì)、管理、質(zhì)量保證和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等方面更趨于完善。秦山一期口1991年12刀併網(wǎng)發(fā)電以來, 至2001年12月，十年來已累計(jì)發(fā)電168億千瓦-時(shí)，平均負(fù)荷因子64%,其中1996年發(fā)電量為 22. 3億千瓦-時(shí)，負(fù)荷因子達(dá)84.7%,可用率86.4%,達(dá)到了國際核電站年度運(yùn)行的先進(jìn)水平。 但它畢競是原型堆，在流致振動方而考慮欠周，因此產(chǎn)生中子通量測量管斷裂，導(dǎo)致停堆檢 修，不過此問題已在恰西馬核電站中得到修止，使我們的設(shè)計(jì)水平又提高了一步。九十年代 初，以廣東人

7、亞灣核電站為參考，引進(jìn)了法馬通核島設(shè)計(jì)軟件，開始以我為主，設(shè)計(jì)建造秦 山二期兩臺六十力訐瓦壓水堆核電站，可以說我們已基本掌握了六i力t瓦壓水堆核電站的 設(shè)計(jì)，但還要進(jìn)一步消化吸收和配置有關(guān)的軟件，如失水事故的最佳估算程序，先進(jìn)的熱工 水力程序等。至于百萬千瓦級壓水堆核電站的設(shè)計(jì),雖然廣東電力設(shè)計(jì)院和北京核二院都部分地參加 過嶺澳核電站的設(shè)計(jì)，也引進(jìn)了核島設(shè)汁軟件，但畢竟自c還未實(shí)踐過，所以國內(nèi)要設(shè)計(jì)百 萬千瓦級壓水堆核電站，還要與國外合作，補(bǔ)充引進(jìn)必要的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，以期逐步掌握 和提高自主設(shè)計(jì)能力。2、制造：相對于設(shè)計(jì)而言，我國的制造能力則比設(shè)計(jì)能力強(qiáng)得多，特別是國有人型企業(yè)，經(jīng)過兒 個五

8、年計(jì)劃和火電、三峽水電等重點(diǎn)工程的技術(shù)改造和技術(shù)引進(jìn)，裝備水平和制造能力有了 很人的提高。根據(jù)國家頒布的民用核承壓設(shè)備監(jiān)督管理規(guī)定及其實(shí)施細(xì)則，國家核女全 局和企業(yè)主管部門對承制企業(yè)的裝備、技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)、管理和質(zhì)保體系等方面進(jìn)行嚴(yán)格地評審 和核查后，已給國內(nèi)四十多家企業(yè)頒發(fā)了tt力t乩級壓水堆核電站核承壓設(shè)備制造資格許可 證。由此可見，國內(nèi)己基木具備了白萬千瓦級壓水堆核電設(shè)備的制造能力：1）八十年代初，我國便自行設(shè)計(jì)建造了秦山一期核電站工程，在十五項(xiàng)主設(shè)備中，除 了反應(yīng)堆壓力殼、主泵、堆芯吊蘭筒體等五項(xiàng)設(shè)備從國外進(jìn)口外，其余皆由國內(nèi)牛產(chǎn)提供, 設(shè)備國產(chǎn)化率占70%,在我國出口到巴基斯坦30萬千瓦

9、壓水堆核電站中，國內(nèi)生產(chǎn)提供的設(shè) 備占95%以上。2）秦山二期60萬千瓦壓水堆核電站原木是國產(chǎn)化項(xiàng)目，但兇國內(nèi)資金不足，不得不利 用國外賣方貸款購買國外設(shè)備，然后我方再從外國公司手里分包部分設(shè)備在國內(nèi)生產(chǎn)。即使 這樣，在秦山二期一號機(jī)組中的設(shè)備國產(chǎn)化率占50%,二號機(jī)占60%,平均為56%,而且國內(nèi) 企業(yè)參與了核島和常規(guī)島關(guān)鍵主設(shè)備的制造，如反應(yīng)堆床力殼，一號機(jī)山日本三菱公司提供, 二號機(jī)則由上海鍋爐廠生產(chǎn)；四臺蒸汽發(fā)生黑屮，兩臺半由美國原西屋公司安排在西班才的 安薩公司生產(chǎn)，一臺半由上海鍋爐廠生產(chǎn)；兩臺穏壓幣則分別由核工業(yè)西安524廠和上海鍋 爐廠各牛產(chǎn)一臺；524廠還牛產(chǎn)了硼注箱，簫勢器等

10、核承壓設(shè)備和支撐結(jié)構(gòu)?？刂瓢趄?qū)動機(jī) 構(gòu)、堆內(nèi)構(gòu)件、裝卸料機(jī)等則分別l+l上海先鋒電機(jī)廠、上海第一機(jī)床廠、上海起重運(yùn)輸機(jī)械 廠等制造完成。常規(guī)島的汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)是哈爾濱汽輪機(jī)廠和哈爾濱電機(jī)廠在引進(jìn)六十萬千 瓦火電機(jī)組技術(shù)基礎(chǔ)上，繼續(xù)與西屋公司合作，利用西屋公司技術(shù)設(shè)計(jì)制造完成的。冷凝器 和高、低壓加熱器由上海電站輔機(jī)廠制造；主變壓器由保定變壓器廠完成。核電站的控制保 護(hù)系統(tǒng)，儀器儀表，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，核輻射檢測儀表等皆由國內(nèi)上海自動化儀器儀表公司， 四川儀辭儀表公司，電子部北京和利時(shí)公司，中核總261、262廠等提供。一號機(jī)組已t2001 年12月28日達(dá)到臨界，2002年3月底實(shí)現(xiàn)滿功率，在進(jìn)

11、行了一系列試驗(yàn)工作之后，于2002年4 月17日通過了 168小時(shí)連續(xù)滿功率發(fā)電運(yùn)行驗(yàn)收。3）對百萬千瓦級壓水堆核電主設(shè)備國產(chǎn)能力的評估：-反應(yīng)堆壓力容器：一重和二重機(jī)械集團(tuán)公司都曾經(jīng)冶煉、鍛造和加工過核壓力容器丿ij 鋼，而且一重和上海鍋爐廠曾分別為恰西馬和秦山核電站提供過反應(yīng)堆壓力容器，有一定的 制造經(jīng)驗(yàn)。雖然百萬與六十力千瓦反應(yīng)堆壓力容器的制造工藝大同小異，但畢竟還未制造過, 如果能在外方的技術(shù)支持與合作下完成制造，業(yè)主將更加放心，國產(chǎn)化率可達(dá)50%左右。-堆內(nèi)構(gòu)件：上海第一機(jī)床廠為秦山一、二期和恰兩馬核電站提供了堆內(nèi)構(gòu)件，從工廠 的加工裝備和技術(shù)水平看，可以制造和總裝白萬t瓦級核電站的

12、堆內(nèi)構(gòu)件，國產(chǎn)化率在80% 以上。-蒸汽發(fā)牛器：東方、上海鍋爐廠都分別為嶺澳、秦山核電站制造過蒸汽發(fā)牛器，國產(chǎn) 化率約為70%。哈爾濱鍋爐廠也可生產(chǎn)。-穩(wěn)壓器：上鍋廠和核工業(yè)524廠己為秦山二期制造過，其國產(chǎn)化率可達(dá)90%,東鍋、 哈鍋廠也有能力生產(chǎn)。-控制林駛動機(jī)構(gòu)：上海先鋒電機(jī)廠已為秦山一、二期、恰西馬核電站提供了控制棒 驅(qū)動機(jī)構(gòu)，也為嶺澳核電站分包了部分部套。在百萬千瓦級核電站中國產(chǎn)化率可達(dá)90%以上。-主泵：沈陽水泵廠具有百萬千僥級核電站主泵的加工裝備和熱態(tài)試驗(yàn)回路，曾與外 商及哈爾濱電機(jī)廠合作，設(shè)計(jì)制造了恰西馬核電站的主泵。但設(shè)計(jì)制造白萬千瓦級核電站主 泵還需與國外合作，國產(chǎn)化率在5

13、0%左右。-主管道：四川化工機(jī)械廠七十年代即開發(fā)了不銹例離心鑄造技術(shù)，已為嶺澳核電站 提供了一段直管和彎管，完全具備了核電主管道的制造能力，另外，上海大隆機(jī)器廠也可牛 產(chǎn)彎管。-環(huán)型吊車：大連起重機(jī)廠已為恰西馬核電站提供了環(huán)型吊車，基本掌握了大型環(huán)吊 的設(shè)計(jì)制造技術(shù)，國產(chǎn)化率約為70%。-裝卸料機(jī)構(gòu)：上海起重運(yùn)輸機(jī)械廠和核二院共同合作建立了裝卸料機(jī)的試驗(yàn)臺架， 并為秦山二期研制提供了成套裝備。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開發(fā)白萬千瓦級核電站裝卸料機(jī)構(gòu) 是不成問題的。國產(chǎn)化率在80%以上。-汽輪機(jī)和汽輪發(fā)電機(jī)：我國有能力制造大型核電汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的廠家有上海、哈 爾濱和東方汽輪機(jī)廠和電機(jī)廠，他們曾分別為秦

14、山一、二期和嶺澳核電站生產(chǎn)和合作制造了 30萬、60萬、100萬千瓦核電站汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)。由于上海汽輪機(jī)廠和電機(jī)廠已與西門子公 司合資，對方可以提供全轉(zhuǎn)速和半轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)。東方汽輪機(jī)和電機(jī) 廠在嶺澳核電站中分包了汽倫機(jī)和發(fā)電機(jī)的靜子部分，并止在接受阿爾斯通公司核電汽輪機(jī) 和發(fā)電機(jī)的技術(shù)轉(zhuǎn)讓。他們通過消化吸收是可以掌握其設(shè)計(jì)制造技術(shù)的，初期國產(chǎn)化率在60% 左右。-輔機(jī)：上海電站輔機(jī)、上海汽輪機(jī)、杭州鍋爐、哈爾濱鍋爐等廠都曾為秦山、嶺澳 核電站提供過高、低壓加熱器、冷凝器、汽水分離再熱器等，國產(chǎn)化率在80%以上。-對于其它通用設(shè)備和控制儀表系統(tǒng)等，我國也有一定的設(shè)計(jì)制造能力。

15、-定要符合技術(shù)規(guī)范要求，價(jià)格具有競爭能力。特別是我國加入世貿(mào)后，國際採購就更 加方便。對制造技術(shù)難度大，數(shù)量少，國內(nèi)生產(chǎn)又不經(jīng)濟(jì)的設(shè)備和部件，如穩(wěn)壓器上的噴淋 伐、主泵密封、女全伐等，就不一定在國內(nèi)牛產(chǎn)，可以從國外進(jìn)口；即便有些設(shè)備國內(nèi)能牛 產(chǎn)，但價(jià)格可能比國外貴，這樣業(yè)主從國外進(jìn)口，也是順理成章。所以核電設(shè)備國產(chǎn)化也要 實(shí)事求是地按照市場規(guī)律和競爭機(jī)制辦事，誰的設(shè)備質(zhì)量好、便宜就買誰的，以保證業(yè)主的 利益。不過總的講來，自己國家制造的設(shè)備一般比進(jìn)口要便宜、劃算，否則，美、英、法、 德、口等國為什么要自己發(fā)展核電事業(yè)而不是靠進(jìn)口解決電力問題呢？當(dāng)然對少數(shù)國家和地 區(qū)，他們自己的工業(yè)能力有限，而

16、且對能源盂求不大，自己搞國產(chǎn)化不一定劃算，倒不如進(jìn) 口幾套電力裝備滿足需耍就行了。但這不能認(rèn)為是一種能持續(xù)發(fā)展的道路，要保持持續(xù)發(fā)展, 就必須走國產(chǎn)化道路。%1. 實(shí)踐證明我國國產(chǎn)核電設(shè)備在質(zhì)量和價(jià)格上具有一定的競爭能力。秦山二期是以我為主中外合作的核電站項(xiàng)目，總投資為148億元人民幣，每千瓦建成價(jià) 不高于1500美元，只相當(dāng)于大亞灣、嶺澳核電站的四分z三。因?yàn)槲覀冞€耒完全掌握口主設(shè) 計(jì)，所以反應(yīng)堆壓力殼，堆內(nèi)構(gòu)件和蒸汽發(fā)生器都是在外商設(shè)計(jì)制造中標(biāo)的情況下，乂將部 分設(shè)備返包給國內(nèi)制造的。同樣，嶺澳核電站也是如此。顯而易見，我方制造的設(shè)備肯定比 在國外採購便宜。事實(shí)上，在秦山二期和嶺澳核電站中

17、，外商在我國採購的設(shè)備價(jià)格只相當(dāng) 于國外價(jià)格的一半，有的甚至更低。如法馬通公司分包給東方鍋爐廠的蒸汽發(fā)生器，硼注稍, 簫勢器等設(shè)備在法國採購近五千萬法郎，而在東鍋廠分包，只化了 1500萬法郎。清華高溫氣 冷實(shí)驗(yàn)核電站中的氨氣鼓風(fēng)機(jī)，向法國採購要價(jià)300萬美元，清華由于資金緊缺無力進(jìn)口， 只好在國內(nèi)採購。上海鼓風(fēng)機(jī)廠接受了設(shè)計(jì)制造工作，并從瑞典和日本進(jìn)口了高溫軸承和高 溫潤滑脂，滿足了爼風(fēng)機(jī)的高溫運(yùn)行性能要求，售價(jià)僅為250萬元人民幣，只是法國價(jià)格的 十分z。在國產(chǎn)化設(shè)備質(zhì)量方血，秦山和嶺澳核電站都是嚴(yán)格按asme、rcc標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行制造利驗(yàn) 收的，而且在制造過程中，有法國專家，業(yè)主和業(yè)主代理蘇

18、州熱工所在現(xiàn)場監(jiān)造，設(shè)備的質(zhì) 量是靠得住的，有的甚至比國外還好。如上海理工大學(xué)工廠制造的蒸汽發(fā)生器隔板，其質(zhì)量 和精度遠(yuǎn)超過進(jìn)口的。山核一院和上海先鋒電機(jī)廠為秦山二期研制的控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)，經(jīng)860 萬步運(yùn)行考驗(yàn)后，仍完好無損，大大超過了其運(yùn)行壽命。但也應(yīng)該指出，我國企業(yè)在核安全文化意識和管理方面，還與世界先進(jìn)國家存在一定差 距，今后還必須深化改革，建立一套完整的核質(zhì)保體系，并付諸有效地實(shí)丿施，以保證我國核 電國產(chǎn)化的順利發(fā)展。四、發(fā)展核電必須改革核電管理體制:核電在我國還是起步階段，由丁引進(jìn)技術(shù)、消化吸收和科研開發(fā)，起始造價(jià)是較高的。 因而在20年的還本付息期間，其發(fā)電成本也是高的。按照國家關(guān)于廠網(wǎng)分開，競價(jià)上網(wǎng)的電 力改革政策，當(dāng)前核電是無法與水、火電相競爭的。這樣，即使核電國產(chǎn)化后，也無法牛存 和發(fā)展。為此還必須進(jìn)行核電管理體制改革。不管是水電