張振華

（秦山第三核電有限公司，浙江 海鹽 314300）

企業(yè)自主創(chuàng)新能力是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的動力。作為我國首座商用重水堆核電站、國家重點工程、中加兩國迄今最大的貿(mào)易項目，工程建設(shè)階段堅持自主原則的基礎(chǔ)上，結(jié)合中國國情，在實踐中找到一條“中外結(jié)合、以我為主”的管理模式，實現(xiàn)了核電工程管理與國際接軌，投入生產(chǎn)運行后，以提升管理和科技創(chuàng)新能力為核心，培育以核安全文化為核心的企業(yè)文化，增強(qiáng)企業(yè)軟實力，培養(yǎng)和造就了一支思想素質(zhì)高、業(yè)務(wù)技術(shù)精、敬業(yè)愛崗、作風(fēng)過硬的員工隊伍，提升了企業(yè)核心競爭力，有力促進(jìn)了電站建設(shè)和運營管理等各項工作。

1 消化吸收引進(jìn)技術(shù)，堅持改進(jìn)創(chuàng)新，提升重水堆核電機(jī)組綜合性能

一直以來，秦山第三核電有限公司（簡稱秦山三核）不斷消化吸收重水堆技術(shù)，堅持進(jìn)行電站系統(tǒng)和設(shè)備的技術(shù)改進(jìn)，進(jìn)一步提高電站的安全性和可靠性，提升機(jī)組綜合性能，并先后有24項技術(shù)攻關(guān)和技術(shù)改進(jìn)項目獲得省部級及以上科技獎勵。秦山三核組織實施了“增設(shè)停堆數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”、“模擬機(jī)改造”、“增設(shè)輔助給水泵”、“冷卻水復(fù)合緩蝕劑研發(fā)”、“增設(shè)RCW檢修備用系統(tǒng)項目”、“400 V不間斷電源（UPS）設(shè)備改造”、“電源優(yōu)化項目”等一系列重大技術(shù)改進(jìn)。有多項是重水堆核電站的首創(chuàng)，如“增設(shè)停堆數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”技改項目，系統(tǒng)投運后為主控制室提供了更精確的電站停堆系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示，增強(qiáng)了操縱人員對系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)控和瞬態(tài)分析能力。通過與國內(nèi)設(shè)計單位合作，在消化吸收國外技術(shù)的基礎(chǔ)上，成功建成我國首座乏燃料干式貯存設(shè)施，為后續(xù)其他堆型乏燃料中間暫存推廣應(yīng)用奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。RCW檢修備用系統(tǒng)的建成投運，不僅解決了RCW/RSW系統(tǒng)檢修問題，可有效縮短大修工期，還提供了嚴(yán)重事故緩解手段，是國際上重水堆機(jī)組的首創(chuàng)，也為沿海機(jī)組熱阱多樣性設(shè)計提供了很好的工程實踐。

秦山三核重視技術(shù)創(chuàng)新管理，通過建立技術(shù)創(chuàng)新激勵機(jī)制鼓勵員工鉆研學(xué)習(xí)技術(shù)，開發(fā)電站實用新技術(shù)，建成投運以來產(chǎn)生了一批“方形冰塞夾套”、“汽輪機(jī)盤車增力裝置”等具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)成果。公司在自主技術(shù)創(chuàng)新的過程中，不僅進(jìn)一步提高了機(jī)組的安全性和可靠性，而且取得了多項具有自主知識產(chǎn)權(quán)的成果。截至2011年11月底，公司共申請專利28項，其中16項已獲專利授權(quán)。

2 堅持自主科技攻關(guān)，實施汽輪機(jī)功率提升改造

秦山三核汽輪發(fā)電機(jī)組原設(shè)計額定功率為728 MW，商運時性能考核試驗值為720 MW。秦山三核在國外設(shè)計制造商改造無果的情況下，經(jīng)過自主科技攻關(guān)，對兩臺機(jī)組汽輪機(jī)功率實施了提升改造，成功實現(xiàn)兩臺機(jī)組出力各提升了8 MW，在不增加投入的情況下每年可增加發(fā)電量1.2億kW·h。秦山三核自主實施汽輪機(jī)功率提升改造的良好實踐，已成為對國外技術(shù)消化吸收再創(chuàng)新的成功范例。

3 深入開拓重水堆技術(shù)優(yōu)勢，大力推進(jìn)重水堆鈷-60生產(chǎn)、回收鈾和釷資源利用技術(shù)開發(fā)

秦山三核高度重視科技創(chuàng)新，重點推進(jìn)鈷-60生產(chǎn)、回收鈾和釷資源利用技術(shù)開發(fā)，作為公司在核電發(fā)展新形勢下，為國家核電發(fā)展作出新貢獻(xiàn)的“三步曲”。

3.1 推動自主創(chuàng)新，實現(xiàn)鈷-60同位素大批量生產(chǎn)，打破國外技術(shù)壟斷

鈷-60放射源在食品保鮮、輻照育種、醫(yī)療器械消毒、伽馬手術(shù)刀、腫瘤治療、工業(yè)探傷和材料改性等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。此前，我國的鈷源市場全面依賴進(jìn)口。在國外技術(shù)壟斷、引進(jìn)技術(shù)難以達(dá)成的情況下，秦山三核在中核集團(tuán)公司的主導(dǎo)下開展自主創(chuàng)新，啟動了國內(nèi)自主研發(fā)工作。2003年，國內(nèi)研發(fā)正式啟動，國內(nèi)多家單位緊密合作，自主研發(fā)了相關(guān)的鈷調(diào)節(jié)棒設(shè)計和安全分析、制造和檢驗、堆頂更換和水池解體、廠外運輸以及熱室加工等五大關(guān)鍵技術(shù)，成功攻克了鈷調(diào)節(jié)棒設(shè)計、制造、加工的關(guān)鍵技術(shù)，為鈷-60的順利生產(chǎn)奠定了堅實的基礎(chǔ)。兩臺機(jī)組的設(shè)計生產(chǎn)能力為平均年產(chǎn)600萬居里（1 Ci=3.7×1010Bq），能滿足目前國內(nèi)約80%的市場需求。

該技術(shù)于2008年6月19日獲得國家核安全局的審評認(rèn)可。2009年年初在秦山三核1號機(jī)組正式投入生產(chǎn)。至今已順利完成3批次，約1600萬居里的鈷-60同位素輻照生產(chǎn)。完成500萬居里熱室分裝后，已投放到國內(nèi)市場。后續(xù)將按每年600萬居里的計劃持續(xù)生產(chǎn)，以滿足我國的市場需要。

這一創(chuàng)新成果在打破國際壟斷的同時，將進(jìn)一步提高中核集團(tuán)在同位素領(lǐng)域的核心競爭力，為國家工業(yè)和醫(yī)用鈷源的供給提供有力保障，促進(jìn)我國輻照產(chǎn)業(yè)和下游同位素應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

3.2 開發(fā)重水堆利用回收鈾技術(shù)，為我國回收鈾利用開辟一條嶄新的出路

我國走核燃料閉合循環(huán)和鈾钚分離的技術(shù)路線，壓水堆乏燃料后處理產(chǎn)生大量回收鈾和少量回收钚，回收钚可用于MOX燃料或今后的快堆，但回收鈾一直沒有合適的方式高效經(jīng)濟(jì)利用。國際上也非常重視對回收鈾的再利用，但由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的原因一直未能很好地解決這一問題。

我國是少數(shù)幾個既有壓水堆又有重水堆的國家。重水堆可經(jīng)濟(jì)高效利用壓水堆回收鈾，實現(xiàn)回收鈾在重水堆上的再利用并形成規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化，對于我國提高鈾資源利用率、減輕核燃料供應(yīng)壓力、維持核能可持續(xù)發(fā)展有著十分重大的意義。

秦山三核從2008年開始，投入大量的人力、物力開發(fā)這項技術(shù)。根據(jù)深入研究，制定了兩步走的開發(fā)戰(zhàn)略，即先以等效天然鈾方式利用回收鈾，取得一定的經(jīng)驗之后再逐步實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益更高的回收鈾直接利用。到2009年年底，在短短的兩年時間內(nèi)，順利完成燃料設(shè)計，入堆示范驗證的許可申請，以及示范驗證燃料的加工制造。2010年3月下旬，秦山三核實現(xiàn)了國際上首次將小批量的回收鈾燃料放到秦山三核運行重水堆上進(jìn)行示范考驗，2011年3月底示范驗證順利完成，取得了令人滿意的試驗效果。

在前期堆內(nèi)試驗驗證成功的基礎(chǔ)上，秦山三核于2011年上半年順利啟動了全堆應(yīng)用開發(fā)工作，計劃用2～3年的時間完成全堆應(yīng)用的設(shè)計、安全評價、燃料生產(chǎn)線改造、換料軟件改進(jìn)等工作，力爭于2013年底前在重水堆上首次實現(xiàn)回收鈾全堆應(yīng)用。

秦山三核重水堆應(yīng)用回收鈾項目得到了國家相關(guān)部門的大力支持，國防科工局立為核能開發(fā)項目，國家能源局也組織專題會議進(jìn)行論證。此項目探索了一條企業(yè)科技創(chuàng)新的新路子，對提高鈾資源利用率，為大規(guī)模后處理廠配套，加強(qiáng)核燃料供應(yīng)保障和資源利用，促進(jìn)核能事業(yè)安全高效可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

3.3 開展釷資源利用研究，為我國的釷資源核能利用取得新突破

釷是潛在的核能資源，我國的釷資源儲量居世界第二。為落實國家能源局2008年12月組織召開的釷資源核能利用專家研討會精神，2009年，公司聯(lián)合國內(nèi)外多家合作單位開展了重水堆利用釷資源的相關(guān)研究。2009年10月發(fā)布釷燃料重水堆的初步可行性研究報告。該報告提出基于已有的增強(qiáng)型CANDU-6重水堆以及高性能CANFLEX燃料技術(shù)，近期實現(xiàn)對釷資源的核能利用，并帶動釷資源核能利用相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)研究。

鑒于世界上還沒有釷堆，國內(nèi)相關(guān)基礎(chǔ)技術(shù)還非常薄弱，直接一步到位建造釷燃料重水堆困難較大。為此，公司提出先進(jìn)燃料重水堆方案，擬分兩階段漸進(jìn)發(fā)展模式來實現(xiàn)重水堆對釷資源的利用。

第一步，在秦山三核實現(xiàn)回收鈾等效利用的基礎(chǔ)上，新建兩座先進(jìn)燃料重水堆實現(xiàn)對回收鈾的直接利用，并與國家將要建設(shè)的大型后處理廠配套，進(jìn)一步提高回收鈾利用率和大幅降低乏燃料量。少量通道使用釷燃料組件開展示范應(yīng)用。具備鈷-60生產(chǎn)能力，全面滿足國內(nèi)日益增長的鈷-60放射源需求，提高重水堆核電站的綜合優(yōu)勢和經(jīng)濟(jì)性。采用三代最新標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)和安全增強(qiáng)，根據(jù)福島事故經(jīng)驗反饋，在重水堆原有固有安全的基礎(chǔ)上增強(qiáng)嚴(yán)重事故預(yù)防和緩解措施。

第二步，建設(shè)兩臺全堆釷燃料示范重水堆。在前兩個先進(jìn)燃料重水堆建設(shè)的同時，在國內(nèi)大力開展釷資源核能利用相關(guān)的技術(shù)研究。在中國核動力研究設(shè)計院研究堆上開展釷燃料輻照考驗，目標(biāo)：2014年年初入堆，2015年出堆檢查，支持前兩個堆的裝料許可證。前兩個堆建成后立即開展全尺寸釷燃料組件的輻照考驗，積累數(shù)據(jù)和經(jīng)驗，為后續(xù)建設(shè)兩臺釷燃料重水堆作技術(shù)準(zhǔn)備。

重水堆是利用釷資源的理想堆型，這對于我們來說是一個全新的領(lǐng)域，秦山三核將在國家相關(guān)部委和上級主管單位的領(lǐng)導(dǎo)下，加快推動釷燃料科研立項，加強(qiáng)國內(nèi)科研基礎(chǔ)研究和合作，實現(xiàn)“零”的突破。

4 結(jié)束語

通過不斷地科技創(chuàng)新和實施技術(shù)改造，電站的安全性和可靠性也不斷提高，秦山三核兩臺機(jī)組長期保持安全可靠經(jīng)濟(jì)運行，電站整體運營水平處于國際先進(jìn)水平，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益。

秦山三核將在國家有關(guān)部委、中核集團(tuán)的指導(dǎo)下，繼續(xù)堅持科技創(chuàng)新，持續(xù)為企業(yè)發(fā)展注入不竭的動力，不斷提升秦山三核的核心競爭能力，為實現(xiàn)我國燃料閉式循環(huán)和資源再利用，多渠道保證核燃料，為核電可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。