影響我國核電設備自主化進程的因素分析

摘要：本文在調研總結我國目前核電設備生產能力及自主化水平現狀的基礎上，從核電設備制造企業內部、外部情況分析了影響我國核電設備自主化進程的各種因素，從而一方面為國家核電宏觀決策提供依據，另一方面為企業加快核電設備自主化進程、提升競爭力、開拓國內外市場提供參考。

福島核事故以來，國家審時度勢，確定了“在確保安全的基礎上高效發展核電”的方針，并及時調整了核電中長期發展規劃。調整完善后的規劃提高了核電安全標準，調整了建設規模，提出了重點任務，從此，我國步入了核電發展的新階段。新的形勢下，面對更高的核電技術標準，我國要大規模的發展核電，必須走國產化的道路，堅持自主化，尤其是掌握核心的設備設計和制造技術，只有這樣才能實現國產化的主動權，降低核電造價，提高核電經濟性和競爭力，并推動核電相關產業的進步。

而目前的情況是，核電國產化雖然取得了很大的成績，但離國家提出的要求、真正實現自主化還有較大的差距。面對不同的技術路線要求，尤其是占主導地位的三代核電技術，國內核電設備制造企業目前仍有一些不能生產的關鍵設備、鍛件和材料，核心技術仍然受制于人。面對國家提出的三代核電技術標準，能否高質量、自主化、批量化生產核電設備，已經成為制約我國核電設備制造業健康、可持續發展的“瓶頸”，實現核電設備制造自主化仍然任重道遠。

1.目前我國核電設備生產能力及自主化現狀

近幾年，國內核電設備制造企業陸續完成了大型鑄鍛件、壓力容器、蒸汽發生器、穩壓器、堆內構件和控制棒驅動機構、主管道等核島關鍵設備，汽輪機、發電機等常規島關鍵設備以及核級泵閥、控制系統等設備的研制工作，并有運行業績。國內企業已成套供應了CNP300、CNP600、CPR1000、 AP1000、EPR1750等多種機型的核島及常規島主設備。

目前國內核電設備制造企業具備每年生產約12套百萬千瓦級核電機組的能力。重型機械企業具備年產約12套核電鑄鍛件的能力，大型鑄鍛件的工藝性能有待鞏固優化。

我國的AP1000依托項目1-4臺機組核島設備平均國產化率約為55%，預計到第4臺機組達到70%以上。目前國內核電設備制造企業基本完成了AP1000技術的引進、消化、吸收工作，并結合自主研發，已逐步掌握了AP1000關鍵設備的制造技術，目前處于陸續交貨階段。根據2013年底統計的交貨情況，已實現國產化供貨的設備有非能動余熱排出熱交換器、安注箱、反應堆冷卻劑主管道、堆芯補水箱、穩壓器、堆內構件、鋼制安全殼；正在研制、生產的設備有反應堆壓力容器、蒸汽發生器、屏蔽電機主泵、控制棒驅動機構、爆破閥等。

目前國內有二代改進型核電設備加工、供貨經驗的廠家，基本具備AP1000三代核電機組所需設備的加工制造能力。制約三代AP1000成套設備制造的瓶頸，在于AP1000三代大型鑄鍛件和關鍵原材料的供應能力有限，如反應堆壓力容器一體化頂蓋、蒸汽發生器下封頭、管板、主管道等鍛件的制造技術雖然在逐步突破，但是工藝尚不成熟，需要進一步完善和鞏固優化，才能批量制造；主泵國外原廠驗證和考核進展較慢，雖然首臺已交貨，但仍存在很多問題，技術尚不成熟，國產化進程預計需要較長時期；另外安全級自動化儀控系統、余熱導出泵、爆破閥、海水循環泵等設備的自主化進展可能會較慢。

2.影響我國核電設備自主化進程的因素分析

2.1制造企業內部發展因素

2.1.1企業項目管理能力不足，質量管理水平有待提高

面對多堆型、多技術路線、交貨期集中等多重困難，對于多個同時進行的核電設備項目的合理有序管理，從而實現按期、保質、保量向業主交貨極為重要，企業對核電項目的管理能力不足是未來幾年核電設備制造企業的主要矛盾。

從質量管理上看，核電設備設計、制造單位應按照核安全要求，建立健全完整、有效的質量管理體系。嚴格執行質量管理程序，完善設備制造的軟件，編制規范的工藝文件，核電產品嚴格實施質量計劃、進度，嚴格進行原材料及配件采購以及工藝試驗，工藝評定，過程控制，質量檢驗和最終完工報告等，確保產品質量和性能安全。質量管理問題應更多體現為日常管理的習慣性問題，目前制造企業尚未完全實現質量意識從普及到深化、從常識到實踐的快速轉化，質量問題仍經常出現，質量管理水平有待提高。

2.1.2企業產品研發能力弱，無技術基礎

企業自主開發能力不強，我國的核電產品是引進技術，消化吸收不夠，部分核心技術受制于人，無新產品、新技術儲備，集成設計能力缺乏；科技開發缺乏高端人才和專業學術帶頭人，科技人才隊伍中高層次和有較長實踐經驗的人員更少，科技人員總量也偏少，人才梯隊還未建立起來；科技投入相比國際大公司嚴重不足，投入的機制有待建立和完善，往往注重硬件投入，在試驗、研發能力方面的投入明顯不足，對形成自有知識產權技術的軟實力投入更少；企業科技創新體系不完善，科技規劃及管理效力不強，研發體系不健全，內部技術資源、技術信息共享和資源優化利用程度較低，資源分散。另外，自主創新的激勵機制有待完善、創新動力不足。

2.1.3核電人才資源短缺

在我國，無論是核電設備生產經營管理人員、研發人員、設計人員，還是工廠操作人員，都存在較大缺口。高端人才、創新人才、有實踐經驗的管理人才以及有較高級別的核設備無損檢測人員、核設備焊接人員急缺。另外在核電產業布局分散、市場競爭激烈、呈現出與常規產業完全不同的人力資源需求的情況下，人才資源短缺與人才流失風險加大等各種矛盾共存；薪酬體系有待完善，該行業難以提供與其他高新技術企業媲美的待遇，人才引進存在難題。

2.1.4企業資金能力不足，不能滿足新產品試驗與檢驗需求

核電設備的生產制造具有技術要求高、系統復雜等特點。國內設備制造企業在樣機及樣品的試制過程中需要投入大量的人力資源和物力資源，無法進行批量試驗與檢驗，而樣品一旦試制失敗，必將損失大量資金。因此，在當前的市場形勢下，資金問題給企業帶來很大壓力。

對于一些關鍵的核級設備，如主蒸汽安全閥、主蒸汽隔離閥等大型閥門，大型阻尼器、控制棒驅動機構等，設備試驗與驗證設施不足。相關企業正在積極開展設備研發，但相關的試驗與驗證平臺建設投資大、利用率低，企業無力建設，由于缺少試驗驗證手段，制約著關鍵設備國產化。

2.2制造企業外部影響因素

2.2.1大型鑄鍛件制造經驗和研發能力不足

目前，國內主要重型機械企業的裝備均較為先進，完全具備生產AP1000大型鑄鍛件的能力，能夠制造出部分高要求的大型鑄鍛件，但技術優勢偏重于制造領域，技術力量也主要分布在制造方面，研發能力薄弱。企業對新材料、新工藝的應用以及基礎性技術的研究相對缺乏，產品質量穩定難以保證。部分難度較大的大型鑄鍛件一次成功率低，需要反復進行摸索攻關。由于鑄鍛件質量不穩定而不能按時交貨對設備制造造成影響的情況還時有發生。成套供貨能力不足，有待提升。

2.2.2關鍵原材料供應能力有限

核電設備產品生產所需的原材料問題至關重要，材料問題解決不好，就無法做到真正的自主化。材料供應商要進入核電原材料生產領域，必須取得國家核安全局頒發的制造許可證，考慮到取證的難度、企業需要投入的大量資金且需求量不大、要求又高，最終的投資收益有限，部分供應商不愿意介入核電原材料生產領域。另外國內原材料供應商在冶煉工藝、裝備能力、產品質量、執行規范等方面也都有欠缺，限制了部分材料的國內供應。如果國內原材料在質量穩定性上有所提升，則必將對我國核電自主化起到重要的推動作用。

2.2.3國內缺乏統一的核電標準體系

國內沒有統一的核電標準體系。對于同一集團不同業主、同一廠址不同項目、同一集團不同設計院，最終的項目管理和技術要求都會有較大的差異，例如提高管理要求，增加文件種類，增加技術要求等。核電項目多堆型、多技術路線、多項目同時執行，給企業進行技術準備、材料準備、工藝準備、資源平衡以及項目管理帶來很大挑戰，無疑會增加技術管理難度和產品質量控制風險。

2.2.4設計與制造脫節，影響自主研發與制造

設備制造企業不掌握設計技術，直接影響了文件準備及不符合項處理的進度。設計與制造脫節，使得設備制造企業對技術的消化吸收、技術進步和新產品的開發都不利。制造企業沒有處理問題的自主權，必須通過設計院進行。對材料代用、更換設備、生產過程持續改進和優化不利。

2.2.5資格許可證審批、頒證工作相對滯后

核級樣機鑒定、評定和核承壓設備設計制造，受國內檢驗和試驗臺架能力的影響，造成了資格許可證審批、頒證工作的相對滯后，部分企業不能按時取得資格許可，不能盡快正式投入生產，從而影響了核電設備自主化進程。

2.3設備制造中的設計、部件采購等細節問題

2.3.1上游設計指定采購

在AP1000設備制造中，許多關鍵零部件都遇到了上游設計指定型號的情況。由于涉及指定型號采購，國外供方一般都僅有1-2家。由此造成采購價格昂貴、采購過程中對供方很難控制，價格與交貨期能夠談判的余地很小，整個采購過程中設備制造商都處于不利的地位。

例如AP1000蒸汽發生器支撐中的球軸承、蒸汽發生器上部的干燥器、以及部分螺紋潤滑劑等產品都遇到了上述情況。

2.3.2上游設計中部分國外標準件采購困難

例如用于余熱排出泵支撐和空氣瓶支撐框架中的W型鋼為美國標準，國內型鋼制造廠家無現成的模具。由于采購的型鋼量小，總價較低，而國內型鋼制造廠家新制造型鋼模具的成本太高，故沒有生產此類型鋼的積極性，迫使設備制造商到國外采購，對設備成本和進度都造成一定影響。如在后續AP1000項目的設計中能考慮采用將原國外標準件轉換為國標，則將使得該類標準件的采購更加方便、經濟，更有利于AP1000核電國產化工作的推進。

2.3.3上游技術文件需盡早固化

由于重要的上游設計變更對材料采購、技術準備和產品制造影響重大。故希望設計方能盡早對上游技術文件進行固化，避免由于重要的上游設計變更對整個設備的制造造成重大影響。

例如前期某項目蒸汽發生器及反應堆壓力容器由于原材料上游技術變更，直接影響到部分已采購到廠的或在制的原材料，設備制造商不得不重新進行比對，依據比對結果分門別類的對已采購的原材料進行處理，給廠家增加了較大的工作量，對項目執行也造成一定影響。

2.3.4部分材料采購量少、質保要求高，采購困難

AP1000設備在原材料采購過程中某些材料由于數量少，質量要求高，使得材料供應商不愿供貨。如蒸汽發生器上所用疏水管，兩臺蒸汽發生器共需2米4長的管材，但實際采購時廠家為至少16根，4米長起訂。以上僅為其中的一個示例，在實際制造中類似情況時有發生。

以上從制造企業內外部因素的角度對影響我國核電設備自主化進程的原因進行了分析，以期找到適合我國國情的提升核電自主化的相關思路及應對措施，一方面為政府宏觀指導與調控核電產業自主化發展提供依據，另一方面為企業加快核電設備自主化進程、提升競爭力、開拓國內外市場提供參考。筆者會繼續跟蹤我國核電設備、鍛件、原材料自主化進展情況，探索加快核電自主化的途徑，從而為推動我國核電產業整體進步、加快核電“走出去”貢獻力量。

3.作者簡介

孟彥輝（1982年1月—），女，碩士研究生，機械工業發電設備中心副處長，主要從事全國發電設備行業經濟運行分析和生產管理工作。

主要科研成果：

（1） 國家能源局委托課題 《核電中長期發展規劃—核電設備篇（2011-2020年）》 負責人2011

（2） 國家發改委委托課題 《電力行業低碳技術創新和產業化發展政策研究》 主要參與人 2012

（3） 《我國重大電力裝備制造及技術創新能力研究》 負責人 2012

（4） 《中國市場》期刊發表了《中國重大電力設備供給的歷史分析及未來預測》 2013.5