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国核动力研究设计院(以下简称中国核动力院)是我国集核反应堆工程研究、设计、试验、运行和小批量生产为一体的大型综合性科研基地。自1965年建院以来,已经建立起包括核动力工程研究设计、反应堆运行和应用研究、反应堆工程实验研究、
核燃料和材料的研究、同位素生产和核技术应用研究等完整的研究设计体系,在我国高新技术研发领域和先进
能源工业开发体系中占有重要地位。
自主研发 上世纪60年代,中国核动力院自主研发,自主设计,自主建造了我国第一座压水型反应堆,成就了核动力事业的强国之梦。1980年建成了高通量工程试验堆,使中国成为继美苏之后第三个拥有这种堆型的国家,迄今仍然是亚洲最大的工具堆。80年代末,中国核动力院还自主研发并建成了脉冲反应堆,中国是世界上第二个掌握脉冲堆技术的国家。
秦山一期
核电站是我国首座自主设计的
核电站,试验验证非常重要,中国核动力院完成了多项反应堆关键技术的验证试验。这些试验为秦山一期核电站的顺利建成和安全运行作出了巨大贡献,也为中国核动力院随后的自主研发打下了坚实的技术基础。
2002年6月23日,时任国家副主席的胡锦涛在视察秦山二期核电站时说:“核电产业是高技术的战略产业,实践证明,高技术特别是核心技术拿钱是买不来的。要继续坚持以我为主,这是发展核电的必由之路。”中国核动力院作为我国核电自主创新的先驱、设计自主化和设备
国产化的中坚力量,在核电站核蒸汽供应系统的研发、设计及设备供货等领域发挥了重要作用。
在“八五”期间,承担了AC-600压水堆关键技术、六十万千瓦核电站关键技术和成套装备两大项共数十个课题的科研攻关任务。中国核动力院提出了具有中国特色的非能动安全型先进压水堆AC-600概念,初步形成了有中国特色的先进型压水堆核电站的设计基础,AC-600也被国际原子能机构IAEA列入“世界各国先进压水堆”清单。通过六十万千瓦核电站关键技术和成套装备的研究开发(国家“八五”重大关键技术科技攻关
项目),实现了控制棒驱动机构、反应堆保护系统、仪表控制系统的自主设计和制造国产化;完成了水力模拟、流致振动、驱动线热态考验和抗震试验等关键试验,其成果已成功应用于秦山二期核电站,为秦山二期核电站的顺利建成和核电设备国产化做出了积极贡献。
在“九五”期间,承担了先进压水堆核电站关键技术、核电通用技术研究、高性能燃料组件研究等多项的科研攻关任务,为我国开展“二代改进、三代研发”提供了强有力的技术支撑;为我国“十五”期间开展压水堆核电站中国先进燃料组件的研制工作奠定了坚实的技术基础,为研制中国品牌的先进燃料组件创造了有利条件。
在“十五”期间,重点开展了CNP1000型号开发、M310改进(CPR1000)研究、中国先进燃料组件研制、现役核电站应用技术研究、新一代核电站技术方案论证、核电关键设备国产化等工作,取得了一大批科研成果,为我国核电设计自主化、设备国产化、发展民族核电做出了重要的贡献。
2005年10月国家环保总局
核安全中心对《CNP1000核电厂初步安全分析报告》进行了预审评。审评认为:CNP1000设计比国内同类核电厂在安全方面的设计更加全面和周到,将CNP1000核电厂定位于“二代改进型”核电厂是准确和符合实际的,经局部设计改进后具备上工程的条件。通过CNP1000型号初步设计和试验验证,该院掌握了二代改进型核电站的关键技术,具备国产大型压水堆核电站的设计能力。
上世纪末开始进行了法国进口机型M310的改进研究,提出了包括换料周期18个月、设计寿命60年、堆芯热工安全裕量大于15%、数字化仪控、专设安全系统优化等多项改进措施,并进行了一系列的详细分析、计算、论证,完成了CGP1000的方案论证工作。中国核动力院目前在该机型方面已承担了福清、方家山、岭澳二期、红沿河、宁德和阳江等工程设计。CPR1000型号开发是我国二代核电技术消化吸收再创新的典范,是
中国核电发展进程中的重要成果之一。
在“九五”高性能燃料组件研究基础上,由该院牵头完成了先进燃料组件设计与试验验证、先进燃料组件制造技术研究、辐照及辐照后的检测研究、中国核燃料数据库的建立等课题,在全面消化掌握AFA-3G燃料组件技术的基础上,跟踪国际先进技术,开展了单项结构设计改进研究,初步确定了我国先进燃料组件的总体性能技术指标;提高了AFA-3G燃料组件制造的国产化比例;建立了开发研究燃料组件所需的系统循环体系,促使我国燃料组件的研制工作进入良性循环。
在“十一五”期间,重点开展了大型先进压水堆核电站研究开发、中国超临界水冷堆预先研究等工作,为实现中国核电的可持续性发展继续贡献着中国核动力院人的智慧。2005年11月,该院联合清华大学、中国机械工业联合会、中国核工业建设集团公司、中国电力工程顾问集团公司、中国广东核电集团公司等单位编制了大型先进压水堆及高温气冷堆核电站示范工程项目论证报告。2006年,该院组织专门的研发团队在充分借鉴
AP1000和
EPR技术的基础上完成了150万千瓦级大型先进压水堆核电站(CNP1500)的技术方案论证工作。
从2003年起,该院在第四代核电技术方面开展了超临界水冷反应堆预先研究工作。2004年,通过前瞻性基金课题开展了对超临界水冷反应堆的技术调研工作。2006-2007年,开展了超临界水冷堆研究顶层策划与框架设计工作,提出了开发中国超临界水冷堆(CSCWR)的主要技术路线。
该院长期以来致力于中国核电设备国产化工作,继在秦山二期工程中实现控制棒驱动机构、反应堆保护系统等设备的国内自主设计、自主制造后,又先后完成了核电站压力容器、堆内构件、蒸汽发生器、稳压器、主管道、先导式安全阀、电气贯穿件、硼浓度计、松脱件监测系统、重型工具等设备的自主设计,部分产品已成功向核电站供货。
此外,该院以市场为导向,大力开展科技成果转化和核技术应用的开发研究,初步形成了
核能海水淡化、核级设备鉴定、核能低温供热、民用同位素及其配套的多种医用治疗机、工业用探伤机、“云克”抗类风湿系列药品和新材料等八大支柱产品。
研发平台建设是自主研发的前提条件,在长期的核动力研发、设计工作中形成了三大平台:一是以第一代核动力装置研究为基础构建的核动力研发平台。该平台为我国第一代民用电站核动力研制和发展发挥了重要的作用。二是以江泽民总书记批示建设的核动力骨干试验装置为基础所构建起来的民用核动力研发平台,该平台为第二代核动力研发发挥了巨大作用。三是目前正在国家的大力支持下,即将开工建设我国唯一的大型综合性核动力研发基地,构建第三代核动力研发平台,该平台将为我国三代、四代核电技术的研发发挥更大的作用,为我国核电的可持续性发展提供更为广阔的空间。
勇攀高峰 秦山二期工程作为我国第一座自主设计、自主建造、自主营运的商用核电站,是中国核动力院进行商用核电站自主设计的起点。通过核电秦山二期工程的实践,中国核动力院在大型商用核电站设计研究领域拥有了一支专业齐全、技术水平高、具有丰富工程经验的设计队伍,建立了完整的设计质量保证体系和满足工程要求的、完整配套的软硬件系统,为承担后续的核电站工程设计打下了坚实的基础。
中国核动力院继自主设计秦山二期核电站之后,目前已承担着所有在建二代改进型核电工程项目反应堆及反应堆冷却剂系统或核蒸汽供应系统的工程设计与技术服务工作。同时中国核动力院也承担了多座二代改进型核电站反应堆系统主设备的集成采购供货任务。
秦山二期扩建工程是在借鉴核电秦山二期工程成功经验的基础上,按照新的设计标准,大量采用改进技术提高安全性和经济性。
岭澳二期工程是我国首次自主设计的百万千瓦级大型商用压水堆核电项目。在岭澳二期工程中,中国核动力院在承担反应堆及反应堆冷却剂系统和相关的仪控系统自主化设计的基础上,负责或参与的改进项有50余项,并与法国阿海玛公司、东方电气公司共同承担主设备供货任务。岭澳二期工程也是国内首次采用数字化仪控系统进行自主设计的核电站。
在
红沿河核电一期工程中,中国核动力院首次承担了核电厂整个核蒸汽供应系统(NSSS)的设计工作。由传统的反应堆及一回路系统扩大到了完整的NSSS设计,实现了设计范围的拓展。
继红沿河核电一期工程之后,又承担了宁德、
阳江核电站核蒸汽供应系统工程设计及技术服务。随着宁德、阳江核电工程设计与技术服务的开展,将进一步夯实国产二代改进型核电机组的自主设计能力。
福清核电工程和方家山核电工程是采用二代改进型技术,在满足安全性的前提下,降低造价,逐步形成我国独立自主设计制造百万千瓦级核电站的能力。在两大工程建设中,中国核动力院在承担反应堆及反应堆冷却剂系统的设计和技术服务的同时,首次承担了反应堆系统设备的集成供货,从而使其成为集工程设计和设备供货的专业集成单位。福清、方家山核电站工程设计与设备采购工作的开展,将为中国核动力院打造NSSS集成供应商奠定坚实的基础,为中国核电建设提供创新的发展模式。
继福清、方家山核电工程之后,中国核动力院正在开展桃花江、
海南核电项目的前期工作。
回顾四十多年走过的路程,中国核动力院人可以自豪地说:我们无愧于党和人民,无愧于时代赋予我们的使命。辉煌已成为定格的历史,我们更重视未来的开拓。站在新的起点上,面向新世纪,为了实现核动力事业持续、快速、健康发展,中国核动力院人提出了“建设一个基地,实施三大战略,启动四大工程,巩固发展五大支柱”的“1345”发展战略和“建设国际一流研究设计院”的发展目标,并着力实施,不断推进。同时,努力推动科技、管理、体制和运行机制创新,使中国核动力院成为中国核工程的研发中心,成为核蒸汽供应系统和设备集成供应商。我们再次肩负起繁重而光荣的任务,再次扬起希望的风帆。我们将秉承“自主创新,勇攀高峰”的中国核动力院精神,绝不辜负党和国家的殷切希望,人民的重托,为国防建设和国民经济建设,为我国核动力事业的发展再立新功,再创辉煌。(罗琦)