自主创新厚积薄发_闫永_.pdf

060特别策划聚变的力量SPECIAL FOCUS中篇核工业是高科技战略产业，是国家安全重要基石，在保障国家战略安全、服务国民经济和社会发展等方面肩负着重大政治责任。目前，世界上除中国外，只有美、俄、法等少数几个国家拥有完整的核科技工业体系。当前，国际形势发生了很大变化，核工业的地位和作用更显重要。随着和平利用核技术的不断推广，世界核科技创新方兴未艾。中国工程院在相关研究报告中指出，核工业60多年的发展实践证明，核科技高度敏感其关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的，必须坚持以我为主、自主创新。面对国际上核技术的竞争，中核集团把科技创新摆在核工业发展的战略核心位置，始终坚持创新引领，着力推进核工业战略性、基础性、前沿性、颠覆性科技研发，努力打造先进核能原创技术“策源地”，勇当核工业现代产业链“链长”，加快实现核工业高水平科技自立自强。“华龙一号”梦想照进现实2021年1月30日，“华龙一号”全球首堆中核集团福建福清核电5号机组投入商业运行。这标志着我国在三代核电技术领域跻身世界前列，成为继美国、法国、俄罗斯等国家之后真正掌握三代核电技术的国家。一个核电站的设计，最核心的就是堆芯，堆芯确定了，反应堆及一回路系统才能设计定型，一回路确定，二回路系统才能进行设计。当时世界核电通用的是在堆芯设计上采用157堆芯，中核集团核动力院的研发团队在充分论证可行性后，创造性地提出了177堆芯的方案。这成为“华龙一号”诞生的源头和核心技术的基础。从“157”到“177”，看似简单实则复杂。在充分考虑热量传递、燃料富集度等组件之间相互制约的因素后，还要提升堆芯性能，并不是一件容易的事情。据“华龙一号”副总设计师、核反应堆及一回路系统总设计师刘昌文回忆，为在参数的平衡间找到最优的布置方式，科研人员自我加压，艰难攻关，在堆芯装载方案没有颠覆性调整的情况下，成功地将组件最大燃耗降低到了限值以内，在安全性、经济性和对下游专业的影响之间取得了较好的平衡。类似的科研攻关故事还有很多。蒸汽发生器是自主创新厚积薄发061聚变的力量特别策划 SPECIAL FOCUS核电站的关键设备之一。长期以来，蒸汽发生器的设计技术，只掌握在美国西屋、法国阿海珐等少数国外公司手中，设计新型号的百万千瓦级核电站蒸汽发生器，在国内尚无先例。从事蒸汽发生器设计研究近30年的专家张富源担任攻关组组长兼专家组组长。为了攻关，张富源带领团队成员，常常24小时守在试验现场。经过27个月的攻关，第三代核电ZH-65型蒸汽发生器问世。相比之下，美国、法国制造首台三代核电蒸汽发生器的时间用了将近40个月。ZH-65型蒸汽发生器的出口蒸汽湿度、蒸汽压力、功率重量比、设计寿命等主要技术参数，全面达到并超过了国外三代核电机组蒸汽发生器的水平。2015年5月7日，“华龙一号”全球首堆中核集团福建福清核电5号机组正式开工建设。2021年1月30日，“华龙一号”投入商业运行，是全球唯一按期建成投产的三代核电首堆工程，标志着我国核电技术水平已经跻身世界前列。据了解，“华龙一号”拥有完全自主知识产权体系，专利700余件，软件著作权120余项。“华龙一号是中国核工业多年来坚持自主创新的成果。”“华龙一号”总设计师邢继说，“从CNP1000、CP1000、AP1000再到华龙一号，20多年4个自主型号的名称，折射出的是几代中国核工业福建福清“华龙一号”示范工程062特别策划聚变的力量SPECIAL FOCUS人，在自主创新核电技术的艰难历程上不断追求更高目标的执着精神，是对初心的坚守。”2021年1月30日，站在“华龙一号”全球首堆投入商业运行的时点上，中核集团党组书记、董事长余剑锋对未来的发展进行了展望。余剑锋表示，中核集团将始终牢记强核强国的历史使命，推动核工业安全发展、创新发展，加快“华龙一号”批量化建设和后续机型研发，着力推动自主三代核电“华龙一号”“走出去”，为实现科技自立自强，加快建设核工业强国作出新的更大贡献。“一体两翼”支撑创新多领域开花“华龙一号”的经验告诉我们，核工业关键核心技术是买不来的。多年来，中核集团坚持自主创新，系统谋划和超前布局，着力推进核工业战略性、基础性、前沿性、颠覆性科技研发。“两核”重组以来，中核集团持续加大科研投入力度，科技研发投入增长3倍以上，2021年科技研发投入351亿元，占到营业收入比重的14%，“龙腾2020”工程圆满收官，“创新2030工程”深入实施，取得一大批科技成果。燃料组件是核反应堆的核心，CF3燃料组件是中核集团自主研制的先进核燃料元件品牌，被誉为最强中国“芯”。2019年9月20日，4组CF3燃料组件插入秦山二期4号机组反应堆进行考验。此前，已有8组CF3燃料组件入方家山核电2号机组。记者了解到，目前CF3自主燃料组件已实现批量化生产并出口巴基斯坦。2020年12月4日，我国新一代“人造太阳”可控核聚变研究装置“（HL-2M）在成都正式建成放电，标志我国正式跨入全球可控核聚变研究前列。今年10月19日，等离子体电流突破100万安培，创造了我国可控核聚变研究装置运行的新纪录。HL-2M将进一步加快人类探索未来能源的步伐。该项目由中核集团核工业西南物理研究院自主设计建造。据悉，该装置是我国目前规模最大、参数最高的先进托卡马克装置，是我国新一代先进磁约束核聚变实验研究装置，是实现我国核聚变能源开发事业跨越式发展的重要依托装置，也是我国消化吸收ITER技术不可或缺的重要平台。2021年12月20日，国家科技重大专项华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程1号反应堆完成发电机初始负荷运行试验评价，首次并网成功，发出第一度电，标志着全球首座具有第四代先进核能系统特征的球床模块式高温气冷堆，实现了从“实验室”到“工程应用”质的飞跃。我国实现了高温气冷堆核电技术的“中国引领”。作为我国自主设计、建造、调试和运营的新一代核电项目，示范工程由中核集团与清华大学合作组建的中核能源科技有限公司负责（EPC总承包），装机容量20万千瓦，2006年被列入十六个国家科技重大专项之一，于2012年底在山东荣成开工建设。目前，示范工程机组各项运行指标正常，反应堆、汽轮发电机及相关系统设备运行稳定。今年12月9日，示范工程反应堆达到初始满功率，实现了“两堆带一机”模式下的稳定运行。中核集团近年来取得的科技创新成绩还包括：第三代绿色地浸采铀技术、新一代离心机等技术、装备成功研制应用，国内首座高放废液玻璃固化设施建成投运，深地核天体物理研究取得新突破，等等。这些创新成果服务于社会民生和科学研究，取得了显著的经济效益和社会效益。科技创新离不开创新体系的支撑。习近平总书记指出，“要坚持以全球视野谋划和推动科技创新，全方位加强国际科技创新合作，积极主动融入全球科技创新网络”。不拒众流，方为江海。063聚变的力量特别策划 SPECIAL FOCUS针对我国发展环境面临的新形势和新挑战，中核集团积极推动“小核心、大协作”，构建了以集团公司为核心主体，以国内高校、科研院所和国际研究机构为两翼的“一体两翼”协同创新模式。记者在采访中了解到，协同创新模式为中核集团实现高水平科技自立自强注入强劲动能。创新“本体”建设全面加强。中核集团依托23家科研院所组成的完整的核工业创新链体系，加快推进“四个基地、一个平台”核心能力建设，显著提升了核动力院、原子能院、四四、西物院等的科研基地、设施、平台能力水平。“国内翼”巩固提升。中核集团与清华大学、上海交大、西安交大、哈工程等具备核科技研发优势的院校签署合作共建协议，实现深度融合的协同创新。在集聚、统筹各方优势科技资源基础上，中核集团牵头组建任务型、体系化的创新联合体以及核工业机器人与智能装备协同创新联盟、海水提铀联盟，形成强大的创新攻关合力。“国际翼”有效拓展。中核集团在持续深入推进与俄、法全面合作的同时，积极拓展与国际一流研究机构和大学签订科技合作战略协议，建立了中核集团多个海外研发中心，为中核集团实现全球范围内创新资源的优化配置提供有力支撑。与国际原子能机构等国际组织加强在小堆等领域的合作，即是一个典型的例子。当地时间2022年9月6日，由国际原子能机构（IAEA）总干事格罗西倡导成立的维也纳集团召开2022年会议。余剑锋介绍了中国小堆的最新进展情况，强调小堆的全球发展需要核能行业加强合作，共同提升小堆的经济性和竞争性。同时要借助IAEA平台，加强与监管机构和公众的沟通，促进小堆用户要求和标准的设立，实现小堆在供电、海水淡化、区域供暖、工业供热等方面的多种应用。2022年11月30日，全球首个陆上商用模块化小型反应堆“玲龙一号”核岛安装工程正式开工。“玲龙一号”是由中核集团研发并具有自主知识产权的多功能模块化小型压水堆，也是全球首个开工的陆上商用模块化小堆。该小型反应堆具有安全性高、建造周期短、部署灵活等特点，可作为分布式能源，供电的同时还可满足海水淡化、区域供暖、工业供热等多种用途。每台“玲龙一号”机组功率为12.5万千瓦，建成后年发电量可达10亿 千瓦时。多功能模块化小型核反应堆被国内外核电领域专家给予高度评价，甚至被称为“核能工业的转折点”，将“开创核能多用途发展新时代”。随着偏远山区供电、城市冬季集中供热、工业园区供汽、岛礁供电、海上石油开采等领域对清洁能源的需求进一步提升，以及国家为实现“美丽中国”、构建绿色能源体系的强烈需求，小堆多方面的综合优势十分显著。“玲龙一号”和“华龙一号”都是在2010年前后，中核集团为了差异化发展、为了核能创新，立的两个重点科技专项。“华龙一号”已经成功发电，“玲龙一号”也到了开始安装的阶段。我国在小型核反应堆领域已经实现和国际第一梯队“并跑”。“玲龙一号”将与我国百万千瓦级自主三代核电“华龙一号”完美配合，成为中国制造以及原创科技品牌的又一张“国家名片”。自主创新的几点启示回顾中核集团的创新之路，充分印证了在重大科技攻关过程中坚持党的领导、坚持新型举国体制和坚持自主创新的重要意义。中核集团科技质量与信息化部主任尹卫平告诉记者，中国核工业从无到有，从小到大，中核集团科技创新之所以能始终保持可持续性，其自主创新的启示至少有三点。064特别策划聚变的力量SPECIAL FOCUS一是始终坚持党的领导。从举全国之力研制“两弹一艇”，坚决抵御西方国家核垄断、核讹诈，到积极调整产业结构，决策部署核电产业，中国核工业的每一次紧要关头的重大决策，都离不开党中央的坚强领导，离不开各级基层党组织的战斗堡垒作用，离不开广大党员身先士卒发挥先锋模范作用，离不开广大核工业人以身许国、敢为人先的拼搏奋斗。二是发挥举国体制优势。历史充分证明，我国能在短时间内取得成功研制“两弹一艇”的举世瞩目成就，在起步较晚的情况下，率先实现自主三代核电“华龙一号”全球首堆商运，其最重要的一条经验就是坚持举国体制，充分发挥集中力量办大事的制度优势，形成国家意志，全国一盘棋、上下一条心，才能把事情干成、干好。三是始终坚持自力更生。中国核工业创建伊始就结合国情，确立了“自力更生为主、争取外援为辅”的方针，从成功研制“两弹一艇”到整个核工业的顺利转型，从核电“零的突破”到“华龙一号”成功商运，从国产化的重大跨越到核电站的成功出口，每一次自我超越都离不开自力更生的志气、骨气、底气。党的二十大报告提出，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，开辟发展新领域新赛道，不断塑造发展新动能新优势，为全面推进新时代新征程核工业科技创新提供了根本遵循和行动指南。立足“两个一百年”历史交汇点，核工业作为国家安全重要基石，中核集团作为我国核科技工业的主体，目前正处于“两弹一艇”以来最为重要的发展战略机遇期。当前，核基础研究面临重大突破，核科技在空天、海洋、陆地应用出现革命性突破，核能供热和核能制氢或将改善能源结构，核聚变基础研究和工程应用技术不断取得进步，核科技创新变革突破的能量不断积累，正处于取得更重大成果的边缘。核能作为清洁能源，在电力供应、供暖供热、制氢、海水淡化等方面具有独特优势，2030碳达峰、2060碳中和的国际承诺下对核能安全性、经济性提升，核能的小型化、模块化