大力发展清洁、低碳能源是时代的选择，“双碳”目标是我国对世界的庄严承诺。作为清洁、低碳能源的重要组成，核电发展大有可为。党的二十大报告和国家“十四五”规划明确提出积极安全有序发展核电，为我国核能发展指明了方向。“国和一号”是我国在引进消化吸收三代非能动压水堆核电技术的基础上，通过“大型先进压水堆及高温气冷堆核电站”国家科技重大专项开发的、具有自主知识产权的大型先进压水堆核电型号，是我国三代核电自主化的标志性成果。

站在中国品牌日国家电投展台“国和一号”核岛模型前，国家电投首席科学家、“国和一号”总设计师郑明光自豪地说：“ ‘国和一号’填补了我国核电产业的多项技术和工艺空白，推动了核电行业和技术整体升级换代，是名副其实的‘国之重器’。”

“国和一号”产业链联盟，助力核能国产化

日前，记者走进由国家电投依托上海核工院牵头发起的“国和一号”产业链联盟相关企业调研时，了解到很多相关企业为我国核能产业摆脱对国外供应的依赖，攻坚克难的故事。通过重大专项实施，从主泵到690U型管，从设备到零部件，已突破长期以来制约我国核电发展的瓶颈，主系统主设备全面实现国产化，三代非能动压水堆核电国产化率从31%提升到90%，“国和一号”现代产业链已雏形初现。

为摆脱对国外核能设备、零部件等的供应依赖，2006年，国务院将“大型先进压水堆核电站”和“高温气冷堆核电站”列入国家科技重大专项，并于2008年批准“大型先进压水堆核电站重大专项总体实施方案”，产业链的故事由此展开。

例如，核电用690U型管合金(以下简称“U型管”)，是百万千瓦级核电机组中蒸汽发生器需使用的关键特殊材料。被核燃料加热的热水，正是通过蒸汽发生器里无数根细长的U型管进行能量交换，从而产生高温高压蒸汽并实现发电。其不仅尺寸繁多，而且对于密封精度、防腐蚀、防放射性的要求很高。此前，世界上只有法国、日本和瑞典的3家公司能够生产此类产品，售价高达300万元/吨。

据了解，经过逾50年的发展，特别是通过国家科技重大专项实施，上海和长三角地区已形成集研发设计、设备制造、工程承包、建造安装、运行维护等的完整核电产业链，建成我国规模最大、业务最全的核电产业集群。以“国和一号”示范工程为例，已采购的装备中，长三角地区企业供货占比达51%。其中，上海核电产业集聚200余家企事业单位，从业人员近2万人，产业年总产出超过240亿元，核岛装备国内市场占有率达到近40%。

“民营企业具有专注精神。大企业做小设备，在经济性上也许并不划算，但若是由专注精、特、尖的小企业来做，更具有持续性。此外，联盟的建立，不仅为‘国和一号’提供后备支撑，也为整个核能产业链提供具有过硬技术的生产企业。”上海核工院科技创新部副主任夏迪表示。

“在推进‘双碳’目标背景下，核电发展的春天又一次来临。目前我们具有年产6台(套)百万千瓦级核岛主设备的制造能力，总体可满足发展需要。”张茂龙表示。

安全性大幅提升，几乎不用担心安全事故

从安全性来看，自日本福岛事故以来，人们谈核色变。多年来，我国核电发展首先就是要解决安全性。

核电安全级别主要取决于技术路线。为了彻底解决安全性问题，国家电投在引进消化吸收三代非能动压水堆核电技术的基础上，依托工程项目平台实践和国家大型先进压水堆核电站重大专项开发的、具有完全自主知识产权的大型先进非能动压水堆核电型号，自主设计了中国核电技术品牌——国和一号。

“国和一号”是我国十六个重大科技专项之一，代表着当今世界三代核电技术的先进水平，是我国核电技术研发和产业创新的最新成果，该技术研发完成标志我国全面具备了先进核电自主化能力。“国和一号”是目前世界上最大的非能动压水堆核电站，单机组输出功率约150万千瓦。

曾经发生事故的日本福岛核电站采取的是能动设计理念。所谓“能动”设计理念，是指事故发生后，必须采用外部电源和应急柴油机等方式供电来处置事故。而“国和一号”则另辟蹊径，完全采取另一套设计理念，那就是“非能动”。所谓“非能动”即利用可靠的自然界规律及物理特性来设计不依赖外部动力的系统，进而在紧急工况下冷却和带走堆芯余热，确保堆芯和放射性物质屏障的完整性，使电厂处于安全可控的状态。

“国和一号”安全系统，即便在电厂断电状况下，反应堆可在事故发生72小时内无须人工干预自动保证安全。

具体来看，为了确保安全，在核电站最顶部，拥有一个可装下3700多吨冷却水的装置。一旦事故发生，这些冷却水可以自动降下来对堆芯进行冷却，可以让堆芯不被烧毁，这样核元素就不会溢出。此外，堆芯也进行了多层设计，确保其不会溢出。

退一万步看，即便堆芯被融化，在核电站最外面还有一层安全壳，同样确保核元素不会逸出。这个安全壳甚至可以抵御一台大型商用飞机的撞击。

经济性大幅提升，度电成本大幅下降

“国和一号”从一开始就采取“非能动”设计理念，这种设计理念为了确保安全，并不是做加法，而是做减法。比如简化安全专设系统配置及其支持系统，大幅减少安全级设备和厂房，从而降低事故对交流电源和人员操作的依赖，减少建安工程量，简化运行维护工作，提升可靠性，增强安全性，缩短工期，提升经济性。

在这种设计理念下，相比传统核电厂，“国和一号”安全级阀门、管道、电缆、泵、控制装置、抗震厂房总量分别约减少50%、80%、85%、35%、70%和45%。

另一方面，通过国产化替代迅速降低设备价格。2022年2月，国家电投发起组建的“国和一号”产业链联盟在上海成立，推动“国和一号”在关键设备、关键部件和关键材料等方面实现自主化和国产化。

截至目前，通过重大专项实施，联盟单位已经攻克了湿绕组电机主泵、数字化仪控系统、690U型管等一批关键核心技术，突破了长期以来制约我国核电发展的瓶颈，主系统主设备全面实现国产化，三代非能动压水堆核电国产化率从 31%提升到 90%以上。“国和一号” 现代产业链已形成雏形。到今年年底，“国和一号”整机设备将全面具备100%国产化能力。

这种国产化将带来两大好处：一是确保关键产品和技术不被国际上“卡脖子”，另一方面就是成本的大幅下降。比如国家电投联合浙江伦特机电有限公司攻克了监测核反应堆堆芯运行状态的“眼睛”——堆芯仪表系统，联合宝银特种钢管有限公司攻克了蒸汽发生器用690合金U型管，都使得成本下降一半以上。

这只是其中两个案例，还有大量通过联合技术攻关解决了“卡脖子”技术。这些产品批量化生产后，工程造价仍有下降空间。同时，在此过程中，“国和一号”产业链也初具规模，建成了由260余家国内外企业组成的完整的三代核电装备供应链体系。关键设备、关键材料全部实现自主化设计和国产化制造。

降本的另一方面就是模块化建造。模块化建造使得“国和一号”建造工期大幅压缩至56个月。根据世界核能协会《世界核能绩效报告2016》中引用的数据，自从第一台民用核电机组建成以来的60年中已经有600台核电机组投入运行，建设周期平均为82.5个月。

综合来看，这些数据将让新一代核电发电成本极具竞争力。虽然风电和光伏发电成本未来都能做到这一水平以下，但是考虑电力系统的平衡成本，核电因为其发电稳定性，年发电小时数达到8000小时以上，对电力系统友好性同样是其竞争力的体现。

文章来源： 能见，中国能源报，劳动报