文=余芳倩

（作者為資深媒體人）

“國和一號”是中國十六個重大科技專項之一，代表著當今世界三代核電技術的先進水平，是中核電技術研發(fā)和產業(yè)創(chuàng)新的最新成果。“國和一號”為世界核電技術創(chuàng)新提供了中國智慧。作為三代技術的主要研發(fā)平臺，上海核工院也走出了一條中國特色的核電自主化發(fā)展之路。

2020年9月28日，中國國家電力投資集團（以下簡稱“國家電投”）宣布，中國具有完全自主知識產權的三代核電技術“國和一號”完成研發(fā)。據悉，“國和一號”是中國十六個重大科技專項之一，代表著當今世界三代核電技術的先進水平，是中核電技術研發(fā)和產業(yè)創(chuàng)新的最新成果，采用“非能動”安全設計理念，單機功率達到150萬千瓦，也是目前中國自主設計的最大功率的核電機組。

“國和一號”也稱作CAP1400，是我國在引進消化吸收國際先進三代核電技術的基礎上，依托國家大型先進壓水堆核電站重大專項開發(fā)的、具有自主知識產權的大型先進核電型號，具有安全系數(shù)高、經濟性能好、創(chuàng)新成果多等特點。

國慶節(jié)前夕，“國和一號”成為新聞媒體追逐的熱點話題。關注點有二：一是“國和一號”是國際公認的、代表世界三代核電先進水平的技術型號；二是“國和一號”是完全自主設計的中國核電技術品牌，標志著我國完全具備先進核電自主化能力。

歷時12年 全面掌握三代核電關鍵技術

據悉，“國和一號”能為社會提供強大的電力，每小時可以為電網提供150萬千瓦時電量，每年能夠提供近130億千瓦時電量，冬天還能供熱?！皣鸵惶枴焙穗姍C組設計壽命達60年，發(fā)生嚴重事故的概率相當于二代核電機組的1%，單臺機組年發(fā)電量可滿足超2200萬居民的用電需求，每年可減少二氧化碳等溫室氣體排放超900萬噸。

而這項自主創(chuàng)新的大工程匯聚了國家、行業(yè)、產業(yè)全方位的力量，其研發(fā)工作從2008年正式啟動，歷時12年科研攻關，477家單位、2.6萬余名技術人員參與其中。國家電投所屬的上海核工程研究設計院（以下簡稱“上海核工院”）以壓水堆重大專項總設計師鄭明光為代表的技術團隊對“國和一號”頂層設計方案進行了全面創(chuàng)新，包括增加鋼制安全殼厚度和直徑以擴大核島空間，重新設計研制蒸汽發(fā)生器，大幅度優(yōu)化主泵流量、主管道流通截面等，實現(xiàn)型號總體性能和效率全面提升。2014年1月，“國和一號”初步設計通過國家能源局評審；2016年2月，通過范圍最廣、內容最細的聯(lián)合安全審評；2016年4月，通過國際原子能機構通用安全審評，獲得國際認可。目前，“國和一號”示范工程施工設計已完成99.2%。

在創(chuàng)新性上，“國和一號”取得多項成果。截至今年8月，壓水堆重大專項累計形成知識產權成果6513項，獲得國家授權專利1052項，形成新產品、新材料、新工藝、新裝置、新軟件392項。并且“國和一號”也已通過評審，具有自主知識產權和出口權，為我國三代先進核電的規(guī)?；?、批量化發(fā)展與“走出去”提供了有力保障。

在安全性上，“國和一號”基于多層防御體系，系統(tǒng)性地應用“非能動”和“簡化”理念，并經過了完整試驗驗證。研制過程中新建22個臺架，完成17項試驗共887個工況，開展了堆芯熔融、安全殼冷卻等6大試驗課題，建成了一批具有世界先進水平的綜合配套試驗設施，支撐了安全審評，確保了項目安全。

據悉，目前，我國已擁有兩種自主三代核電技術，分別為“國和一號”與“華龍一號”。“國和一號”國家核電集團采用的是“非能動”安全設計理念，所謂非能動技術指的是安全系統(tǒng)可以不依賴外來的動力源，完全靠自然對流、重力、蓄壓勢等自然本性來實現(xiàn)安全功能?！叭A龍一號”是中核集團和中廣核集團在我國30余年核電設計、制造、建設和運行經驗的基礎上推出的三代核電技術，采用“能動+非能動”安全設計理念，我國也擁有自主知識產權。這兩大核電技術采用不同的技術路線，都代表著我國核電研制能力的最高水平。

相比二代核電技術，第三代核電技術具有更高的安全性和先進性。目前主流的三代核電技術主要包括美國西屋電氣公司設計的AP1000技術、法國的EPR技術、俄羅斯的VVER-1200技術、中國在引進的AP1000基礎上自主研發(fā)的CAP1400型壓水堆核電技術（“國和一號”），以及中國自主研發(fā)設計的“華龍一號”技術。

據悉，我國曾計劃大力推廣AP1000技術，但因該技術首臺機組建設拖延多年等因素，自主三代核電技術“華龍一號”開始崛起。目前已有多個原計劃采用AP1000技術的核電站，改用了“華龍一號”技術，比如，國務院常務會議核準了海南昌江核電二期工程和浙江三澳核電一期工程，兩大項目有效總投資超過700億元，也均將采用“華龍一號”技術。

上海核工院總經理王明彈曾公開表示：“國和一號”除解決了我們知識產權、設計能力問題，還解決了裝備制造、建造、調試、管理等問題，發(fā)揮了核電項目對整個工業(yè)行業(yè)的引領作用。

那么，如何界定12年的研發(fā)時間？2006年11月，中國政府決定引進美國西屋AP1000技術，并確認為未來中國核電發(fā)展的主流技術路線。2007年，國家核電技術公司（2015年與中電投重組為國家電投）成立，作為引進消化吸收該技術的平臺，實施相關工程設計和項目管理，并負責CAP1400技術的研發(fā)和落地。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國家科技重大專項的重點任務，由國家電投牽頭，吸收有關單位共同攻關。國家為此特批了山東威海市榮成石島灣廠址，用于建設CAP1400示范核電站，擬建設2臺大型壓水堆核電機組，設計壽命60年，單機容量140萬千瓦。

由此可見，2008年的國務院第209次常務會議可以界定為“國和一號”的研發(fā)起點。

國家電投稱，“國和一號”在經濟性上具有明顯競爭優(yōu)勢，且打破了多項技術壟斷，主泵、爆破閥、壓力容器、蒸汽發(fā)生器、堆內構件等關鍵設備、關鍵材料全部實現(xiàn)自主化設計和國產化制造，設備整體國產化率達到90%以上。批量化建設后，工程造價可再降低20%左右。

核電作為投資巨大、安全性要求極高的高科技產業(yè)，實現(xiàn)自主化離不開強大的國力支撐。從“國和一號”的成功可以看到，經過30多年不間斷積累的核電工程建設和運營經驗，目前我國的核電建設能力已經走在了全球前列。目前，我國已完成5臺國際三代核電機組的建設，數(shù)量居全球第一，其中三門核電一號機組為美國AP1000全球首堆，臺山核電一號機組為法國EPR全球首堆，過硬的核電建設能力，嚴格的技術安全審查，使得這些“全球首堆”能夠為世界其他三代核電機組的建設提供極有價值的經驗和信息。另外，截至2019年年底，我國在建核電機組13臺，總裝機容量達到1387.1萬千瓦，居全球第一。據測算，到2025年，我國在運核電裝機容量將達到7000萬千瓦，在建3000萬千瓦；從“十四五”及中長期看，自主三代核電技術在我國清潔能源體系中的作用將更加凸顯。

上海核工院走出一條中國特色的核電自主化發(fā)展之路

據了解，“國和一號”為世界核電技術創(chuàng)新提供了中國智慧。作為三代技術的主要研發(fā)平臺，上海核工院也走出了一條中國特色的核電自主化發(fā)展之路。

上海核工院從1970年蹣跚起步，伴隨著改革開放和我國核電發(fā)展進程一步步成長壯大起來。從秦山核電實現(xiàn)中國大陸核電“零的突破”，到巴基斯坦恰?，敽穗娬緦崿F(xiàn)“走出去”，再到技術總體支持中國第一座重水堆核電站創(chuàng)國內大型核電站工程設計和項目管理與國際接軌的先例，上海核工院奠定了其作為我國核電自主化關鍵力量的歷史地位。

2019年8月，國家電投以上海核工院為主體和依托，組建核能技術創(chuàng)新與工程建設平臺。國家核電與上海核工院實行“兩塊牌子、一個本部”的一體化管理模式，標志著國家電投核能產業(yè)發(fā)展進入一個新的階段，業(yè)務更加聚焦，核心競爭力得以強化，專業(yè)化、標準化、集約化管理水平進一步提升。

國家核電（上海核工院）相關負責人表示，站在中國核電50年發(fā)展新的起點，未來將加快由核電向核能拓展、單一核能向多能綜合利用拓展、核能向核技術利用和核環(huán)保拓展的“三個拓展”，實現(xiàn)核能創(chuàng)新發(fā)展向多領域、“深水區(qū)”、“無人區(qū)”邁進，努力打造成為“世界一流核能成套技術開發(fā)商”和“世界一流核能整體解決方案提供商”。

上海核工院是我國首個具有核電站全廠研發(fā)設計能力的核電總體設計單位。擁有先進核能技術研發(fā)、運用推廣、EPCS總承包以及全壽期技術支持的專業(yè)化管理和項目總包能力。上海核工院提出將秉持“引領核電技術，產品卓越交付”的理念，堅持“做優(yōu)服務、保障安全、成就價值”的服務理念，通過卓越的技術和創(chuàng)新，為世界提供安全、清潔、可靠的核電能源。

資料顯示，上海核工院是隸屬于國家電投的重點研究設計單位，是一家以核電工程研究設計為主的高新技術企業(yè)。上海核工院是在黨中央第一代領導核心的關心下建立起來的，始建于1970年2月8日，中國核電就是從這里起步的。2007年5月，根據《國務院關于組建國家核電技術有限公司有關問題的批復》，上海核工院從中國核工業(yè)集團公司整建制劃歸國家核電技術有限公司，后重組至國家電投集團。上海核工院擁有一支從事核能前沿技術研發(fā)、工程設計和管理、高端技術服務的一流人才隊伍，現(xiàn)有從業(yè)人員2700余人，其中中科院院士1名，國家設計大師4人，行業(yè)設計大師5人；博士及博士后占4%，碩士研究生及以上學歷41%，本科以上學歷98%。擁有核工業(yè)行業(yè)設計、工程造價、建設項目環(huán)境影響評價、電力工程調試等一系列甲級資質。榮獲中國國家科技進步特等獎、國家工程設計特等獎等609項國家級、國防科工委和省部級榮譽，以及全國文明單位（3次）、全國五一勞動獎狀（2次）、上海市文明單位（12次）、上海市市長質量獎、首批上海品牌認證等稱號。

上海核工院在核電領域的業(yè)績主要包括：獨立自主研發(fā)設計秦山核電站一期；巴基斯坦恰?，敽穗娬?—4號機組總包設計；秦山二期、田灣核電設備監(jiān)制；與西屋合作開發(fā)準三代CPWR1000；秦山三期核電站總體設計；CNP1000研發(fā)；紅沿河1—4號機組分包設計；承擔世界首批AP1000三代核電三門海陽四臺機組的核島工程總承包工作，并參與設計。正在開展的設計研發(fā)工作包括：重大專項“國和一號”型號研發(fā)、設計、設備研制、試驗研究；CAP1700方案設計；小堆方案研發(fā)；30萬改進型設計；四代堆預研；國內28個機組技術服務與運行支持、技術改造。

從上述業(yè)績可見，上海核工院從秦山核電起步，積累核電設計經驗，并將其總結推廣，再通過第三代核電技術的引進消化工作進行突破創(chuàng)新，最終研發(fā)出大型先進壓水堆CAP1400第三代核電技術，積累了核電自主開發(fā)和設計的雄厚實力，以型號開發(fā)為驅動，具備了能夠根據市場化需求，快速提供核島設計方案并評估工程實施可行性的能力，形成了以概率安全分析等為代表的國際前沿領先學科，是國內核電領域專業(yè)覆蓋全面的核工程研發(fā)和設計單位，也是國際一流的核電研究設計機構。

首先，擁有完善的技術評估體系，國際領先的創(chuàng)新研發(fā)能力?；谏虾：斯ぴ嚎萍及l(fā)展戰(zhàn)略，建立了以科技發(fā)展與專家委員會、總體技術部、科研管理部、質量安全管理部等為主體的技術評估體系，跟蹤分析研究國內外核電技術發(fā)展趨勢。現(xiàn)有8大技術領域、31個學科和101個專業(yè)，是我國目前唯一具有核島全島研發(fā)設計能力的核電總體設計單位。

第二，立足自主創(chuàng)新，核心技術必須自己掌握。逐漸完善了CNP300、CNP1000、CAP1000、CAP1400、CAP1700、CAP200L等核心的技術型號，覆蓋了從大到小、從陸到海的全方位的壓水堆核電機型，能夠適應不同國家和不同市場對核電和核能的需求。此外，還開展四代核電的預研工作，引領國際核電技術的發(fā)展潮流。

第三，產學研用合作，構建三代核電產業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟。上海核工院牽頭聯(lián)合上海交通大學、上海電氣核電集團共建上海核電工程技術研究中心，并協(xié)同中科院、中核集團、中船重工集團下屬單位以及行業(yè)骨干企業(yè)，建設了19個聯(lián)合技術中心（實驗室），為打通理念創(chuàng)新—原始創(chuàng)新—集成創(chuàng)新—技術應用—工程示范—成果批量化產業(yè)化提供平臺，推動科技、產業(yè)、經濟的深度融合，支撐核電技術研發(fā)到技術應用再到技術產業(yè)化的產業(yè)鏈條的完善。

第四，制訂國內外行標，掌握壓水堆核電技術發(fā)展的話語權。上海核工院在核電研發(fā)、設計和服務中全面采用國家核安全導則，通過參與制定我國國家標準、行業(yè)標準，樹立行業(yè)典范，同時積極參與國際原子能機構(IAEA)相關標準，美國機械工程師協(xié)會(ASME)相關標準等國外先進標準的制修訂，參與IAEA導則和ASME等規(guī)范和標準的修訂，通過標準制定和工具開發(fā)，為行業(yè)樹立了標桿。

第五，走向國際舞臺，落實“一帶一路”倡議，打造中國核電的國家名片。上海核工院是技術出口的先行者，上世紀90年代，30萬壓水堆核電技術出口巴基斯坦，被朱镕基總理稱為“南南合作”的典范，是當時我國最大的技術出口項目。近年來，院不斷總結我國三代核電自主化實踐和CAP1400重大專項研發(fā)的成果，積極落實“一帶一路”倡議，推動中國核電走出去戰(zhàn)略的實施，助力中國標準走向世界，努力打造中國核電的國家名片。

2020年9月28日，在國家電投“國和一號”品牌正式發(fā)布后的當天下午，上海核工院舉辦了七二八工程50周年報告會暨核電自主創(chuàng)新發(fā)展論壇，以“核電自主創(chuàng)新發(fā)展”為主題，致敬我國核電發(fā)展的光輝歷程，暢想我國核能自主創(chuàng)新的遠大前景。

國家電投集團黨組副書記、董事祖斌回顧了50年的核電發(fā)展實踐，談到三點重要體會，一是黨中央、國務院的英明決策和堅強領導，是核電自主化發(fā)展的根本保障；二是我國集中力量辦大事的制度優(yōu)勢，是實現(xiàn)核電自主化發(fā)展的關鍵因素；三是始終堅持以我為主、創(chuàng)新創(chuàng)造，是實現(xiàn)核電自主化發(fā)展的本質特征。祖斌指出，核能未來發(fā)展面臨諸多挑戰(zhàn)，需舉全行業(yè)的智慧與力量來應對和突破，并提出合力打造中國核電的核心競爭力、協(xié)同推動核能綜合利用的水平和速度、一同營造可持續(xù)發(fā)展的產業(yè)生態(tài)、攜手并肩推動中國核電“走出去”等四點倡議。

論壇上還進行了國家核電技術有限公司、上海核安全審評中心、國家電投核能產業(yè)創(chuàng)新中心的揭牌儀式。國家核電在我國三代核電引進消化吸收再創(chuàng)新工作取得成功后，南遷上海，與上海核工院一體化運作，打造具有全球競爭力的世界一流核能技術創(chuàng)新與工程建設平臺。上海核安全審評中心是我國核與輻射安全技術支持機構，于2020年1月經國家核安全局批復成立，依托上海核工院開展工作，接受國家核安全局業(yè)務指導。2019年11月，國家電投正式成立“國家電投核能產業(yè)創(chuàng)新中心”，以上海核工院為主體和依托，力爭在2025年建成國家級核能技術創(chuàng)新中心。

據了解，目前，國家電投正在積極推動“國和一號”在南非和土耳其的核電項目中落地。