超过90%！

“这是‘国和一号’首堆的最新国产化率。数字还在继续提升，100%国产化能力是最终目标！”11月8日，国家电力投资集团公司（以下简称“国家电投”）核能总工程师、“国和一号”总设计师郑明光，指着公司大屏上的数字告诉科技日报记者。

“国和一号”是我国在引进消化吸收国际三代先进核电技术基础上，自主研发的大型先进核电型号。作为国家重大科技专项，“国和一号”在立项时就肩负特殊使命——解决我国大型先进核电机组批量化建设的能力与安全问题。

对“国和一号”牵头单位国家电投而言，提升国产化率是一道必答题。以100%国产化目标为牵引，国家电投勇担“链长”使命，通过持续不断补链、强链、固链，锻造出一条完整、安全、经济的三代核电产业链。

“国和一号”IP形象，来源：国家电投

补链：上下游联合告别“单打独斗”

“国和一号”示范工程两台机组共有8万余台设备，部分核级设备要求严苛，研制难度极大，此前国内并不具备生产能力。

研发初期，为了能够尽快实现商业化运行，研发团队在对我国核电装备产业全面梳理的基础上，首先选择攻克其中“最贵”“最难”的部分，剩余小部分标准设备则进行国际采购。“这一小部分设备属于市场价格合理、竞争充分、不存在少数几家企业垄断的物项，也不会影响‘国和一号’的落地和出口。”郑明光解释说。

然而，这一小部分设备却像巨石，压在核电人的心头，也成为我国核电产业链的短板。

为了彻底补上短板，避免“因1%卡死100%”，在攻克大多数设备国产化难题后，国家电投带领产业链上下游单位开展联合攻关，向着“国和一号”100%国产化目标冲刺。

作为牵头设计单位，国家电投上海核工程研究设计院有限公司（以下简称“上海核工院”）累计派出120多个小组摸底调研，在此基础上，制定产业链图、技术路线图，划定清晰的国产化工作范围；成立总体协调组、设计替代组、科研攻关组、工程应用组等专业工作团队，针对不同材料与设备，展开多方协同攻关。

位于浙江温州的浙江伦特机电有限公司（以下简称“浙江伦特”），“国和一号”参研人员已数不清来过多少回。该公司生产的堆芯仪表套管组件，是监测核电站堆芯运行状态的“眼睛”，技术要求十分严苛，是国产化攻关的重点。

为了突破这一关键产品，上海核工院及浙江伦特联合产业链上游的材料企业，以及下游的集成制造和测试企业等，组成攻关联合体，从原材料到应用全链条发力。

“要实现100%国产化不留‘死角’，‘单打独斗’是行不通的，上下游必须联合。”上海核工院总经理助理田林告诉记者，通过产业链的紧密协作、相互支持，核级大锻件、690U型管、非能动余热排出阀等一系列关键材料设备成功实现国产化。除了“国和一号”，这些产品还广泛应用于国内其他核电型号及相关领域，有力推动了我国三代核电自主创新发展。

强链：不拘于一隅激发主体创新力

根据与外方协议，“国和一号”作为三代非能动压水堆核电，要想具备自主知识产权，电功率必须超过135万千瓦。这一数字远超上一代及国外同类机型，给我国原有核电产业链带来很大挑战。

主泵首当其冲，它是保证反应堆堆芯热量导出与安全的关键设备，被称为核电站的“心脏”。

大功率机组需要匹配大功率主泵。“国和一号”主泵设计流量相较我国此前引进的AP1000机型提升21%。同时，非能动核电机组采用的无轴密封屏蔽泵或湿绕组主泵，安全性要求更高，制造难度也更大。

“例如，屏蔽泵研制涉及到屏蔽套、耐高温线圈绝缘材料、止推轴承等一系列环节，不是单独哪一个领域的问题。”郑明光说，“这就需要整个产业链技术全面增强。解题的答案只有一个，就是调动一切可以调动的企业主体，充分激发其创新活力。”

“国和一号”基于AP1000技术自主创新，主泵一开始也采用屏蔽泵技术路线。面对研发中遇到的瓶颈，上海核工院一方面继续组织企业开展屏蔽泵技术攻关，另一方面，并不拘泥于单一主体和单一路线，而是大胆引入上海电气旗下的中德合资公司凯士比，研发出全新的湿绕组主泵，成功破解了“国和一号”主泵技术难题。这也是湿绕组主泵在全球范围内首次用于压水堆核电机组。

与此同时，屏蔽泵技术也取得突破。至此，“国和一号”在主泵方案上成功实现了“两条腿”走路，标志着我国在主泵工程技术领域达到世界先进水平。

如今，我国核电产业链的“朋友圈”里，不仅有国有企业，还包括中外合资企业和越来越多的民营企业。在充分协同、良性竞争的氛围中，产业链企业技术实力不断增强。仅2022年，就有12家企业先后成长为专精特新“小巨人”企业。

固链：研供一体化企业受益动力足

核电装备不同于一般产品，从研发取证到落地应用，周期长、投入大。企业资金投进去，能否实现产业化应用并获得回报，是产业链企业特别是民营企业的一大顾虑。

“大家好才能走得远。要保证产业链安全稳固，就要让参与企业从中获益，有动力不断开拓创新。”上海核工院科研创新部副主任夏迪告诉记者，为了打消企业顾虑，尤其是让众多民营企业“不吃亏”，确保产业链稳得住、走得远，上海核工院不断优化产业链运作模式。

例如，为了让研发成果能够尽快通过试验落地应用，上海核工院一方面统筹链上具备能力的企业，为条件不足的民营企业产品提供试验服务；另一方面，主动变革工作流程，在部分设备中将研发、试验、取证、制造四线同时推进，有效缩短产品落地周期。同时，还在产业链中引入“研发供货一体化”模式，研发成功即供货应用，为研发难度大、市场需求相对小的设备提供保障。

在一系列措施加持下，链上企业吃下“定心丸”，有了源源不断的创新动力，产业链也更具活力。

为了最大限度保证产业链安全稳定，推动良性竞争，国家电投聚焦关键技术产品，布局多家企业、多条路线共同研发。以蒸汽发生器为例，上海电气、东方电气、哈尔滨电气以及中国一重等都具备相应生产能力，产业链韧性和稳定性显著增强。2022年2月，“国和一号”产业链联盟正式成立，产业链合作模式以联盟形式正式固定下来。

今年9月，习近平总书记在浙江考察时指出，强化企业科技创新主体地位，推动创新链产业链资金链人才链深度融合，加快科技成果落地转化。

“截至目前，‘国和一号’产业链联盟签约企业已从最初的17家增长至99家。”回首锻“链”之路，郑明光信心满怀地说，“在产业链的带动下，一个创新要素集聚、各方通力合作的‘同心圆’必将越绘越大，为我国装备制造业实现高质量发展赋予新的动能！”

“国和一号”的研发历程

2008年2月，国务院第209次常务会议上通过重大专项总体实施方案，将CAP1400的研发和示范工程建设列为国家科技重大专项的重点任务。“国和一号”的研发工作自此正式启动。

2014年1月，该技术初步设计通过国家能源局评审；2016年2月，通过国内联合安全审评；2016年4月，通过国际原子能机构通用安全审评，获得国际认可；2020年9月正式对外发布。

区别于中国完全自主设计研发的核电技术“华龙一号”，“国和一号”核岛拥有一顶显眼的“帽子”。这实际上是一个装着3000多吨冷却水的超大水箱，是AP1000非能动核安全设计理念的关键环节之一。

所谓“非能动”，是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，在事故工况下不依靠电能等外部动力即可保证核电厂安全。

“国和一号”总设计师郑明光曾表示，先进三代核电消除了大规模放射性释放的可能性，排除了核电风险对环境与公众的放射性危害。

“国和一号”在AP1000的非能动系统基础上，设计了基准事故下全部核电厂安全功能，包括控制棒自动下落中断链式反应、注水冷却和带走堆芯余热，以及双层安全壳包容放射性物质等多重保障。

一旦事故发生，最顶端水箱中的冷却水会在重力作用下下流，冷却安全壳，从而保证安全壳不超压并迅速降压。内层钢制安全壳同时作为热交换的表面，将安全壳内部的热量发散到大气中。

“外层钢筋混凝土屏蔽厂房厚度达到1.1米，可以有效抗击如台风或海啸这样的外部侵害。”上海核工院的工作人员对界面新闻表示，这甚至也可以抵抗类似波音737飞机的撞击。

上海核工院始建于1970年2月8日，前身为“七二八工程设计研究设计院院”，主营核电研发、设计和工程建设管理服务等，由国家电投控股。

“国和一号”核岛部分模型；摄影：戴晶晶

据上述工作人员介绍，在电厂断电状况下，“国和一号”反应堆能在事故发生72小时内无须人工干预自动保证安全。

由于采用了完全非能动设计理念，“国和一号”做了许多“减法”，相比传统电厂整体阀门减少50%、管道减少80%，电缆减少70%。

此外，为了消除因轴封失效导致失水事故的可能性，“国和一号”示范工程采用了无轴封主泵，即湿浇组主泵与屏蔽主泵两条技术路线，分别应用于1号机组与2号机组。

主泵是核反应系统中的转动设备，提供反应堆冷却剂的循环驱动力，是核电站正常功率运行时的动力保障，又被称为核电站的“心脏”。

“‘国和一号’采用的是全密封的泵，是完全内生的动力来源，不需要外部再加电机驱动。”负责研发湿浇组主泵的上海电气凯士比核电泵阀有限公司总经理助理金乐告诉界面新闻，由于泵的所有转动部件都在压力边界范围之内，所以安全性能会有一个数量级的提升。

文章来源： 科技日报、 工业能源圈