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第四代核電背后的創(chuàng)新體系探索

關(guān)鍵詞:第四代核電 網(wǎng)址:www.lhbgyp.com.cn 日期:2019/1/16 15:20:33

2006年,《國家科技中長期發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020)》提出建設(shè)創(chuàng)新型國家戰(zhàn)略,確定了16個國家科技重大專項,高溫氣冷堆核電站是“大型先進(jìn)壓水堆及高溫氣冷堆核電站”重大專項的重要組成部分。2008年2月,國務(wù)院常務(wù)會議批準(zhǔn)高溫氣冷堆重大專項總體實施方案。


記者在現(xiàn)場了解到,目前,高溫氣冷堆示范工程進(jìn)展順利,已經(jīng)進(jìn)入安裝調(diào)試沖刺階段,將于2019年底前后建成,屆時,將成為世界首座球床模塊式高溫氣冷堆商用核電站示范工程。而在這背后,是中核能源和整個產(chǎn)業(yè)化團(tuán)隊十多年以來產(chǎn)學(xué)研結(jié)合自主創(chuàng)新的不懈探索和創(chuàng)造性實踐。


打造創(chuàng)新體系


在科技創(chuàng)新過程中,最難啃的“硬骨頭”,當(dāng)數(shù)原始創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化這兩個環(huán)節(jié)。因此,《國家科學(xué)和技術(shù)中長期發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020)》提出,建設(shè)以市場為導(dǎo)向、以企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的自主創(chuàng)新體系。高溫氣冷堆作為我國領(lǐng)跑世界的第四代核電技術(shù),本身就具有極強(qiáng)的代表性。作為高溫氣冷堆產(chǎn)業(yè)化平臺的中核能源科技有限公司,也是我們國家在戰(zhàn)略高科技領(lǐng)域以企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的一個典型。


在實踐過程中,高溫氣冷堆的自主創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化,面臨著諸多現(xiàn)實的難題。中核能源科技有限公司黨委書記、董事長張國華告訴記者,首先,按照“創(chuàng)新隧道”規(guī)律,大約700個創(chuàng)新理念進(jìn)入隧道,只能形成125個小項目,其中有2個能夠成為真正發(fā)起的項目,而最終的成功產(chǎn)品只有1個。其次,高溫氣冷堆是一套復(fù)雜的技術(shù)體系,需要反應(yīng)堆工程、熱能、設(shè)備制造、材料、電氣、建筑、工程建造等多門類技術(shù)的集成。第三,研發(fā)創(chuàng)新周期長、投入巨大,時間跨度達(dá)40年以上。最后,大學(xué)、科研院所、企業(yè)、個人、政府等跨行業(yè)、跨國界眾多創(chuàng)新主體參與,利益機(jī)制非常復(fù)雜?萍紕(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化要獲得成功,必須形成一套資源集聚、利益平衡的有效機(jī)制。


面對上述難題,2003年,原中核建設(shè)集團(tuán)與清華大學(xué)聯(lián)合組建了產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的科技成果轉(zhuǎn)化平臺——中核能源科技有限公司(以下簡稱中核能源),并以它作為主體和基點(diǎn),逐步形成了以項目為驅(qū)動、以產(chǎn)權(quán)為紐帶的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。這個創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)是以市場為導(dǎo)向,產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,不是“拉郎配”,因此具有生命力,發(fā)揮了巨大的作用。


關(guān)于創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的組成,首先是由技術(shù)研發(fā)單位(清華大學(xué)),核工業(yè)體系(原中核建集團(tuán)),發(fā)電企業(yè)(華能集團(tuán))組成的第一層級的戰(zhàn)略聯(lián)盟,并通過產(chǎn)權(quán)的方式,把各方連接在一起。第二層級,也是創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)落地的核心主體,就是EPC總承包公司中核能源、技術(shù)研發(fā)單位清華大學(xué)核研院,以及示范工程業(yè)主公司。另外,通過高溫氣冷堆示范工程從更大范圍上把設(shè)備制造商、燃料供貨商、土建安裝施工單位等聯(lián)合在了一起。最后,政府在整個創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)形成過程中,起到的是政策引導(dǎo)和支持的作用,國家重大科技專項的實施方案則把創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)各方的作用固化下來,在國家政策上正式確立和形成了真正的創(chuàng)新體系。


關(guān)于創(chuàng)新體系的運(yùn)轉(zhuǎn)動力和機(jī)制,首先是各方內(nèi)在的利益驅(qū)動和戰(zhàn)略目標(biāo)的高度一致。原中核建設(shè)集團(tuán)積極推進(jìn)轉(zhuǎn)型升級,希望擁有自己的核心技術(shù)。清華大學(xué)希望將實驗堆技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化、實現(xiàn)核能報國理想。華能集團(tuán)則敢于第一個“吃螃蟹”投資示范工程,體現(xiàn)了央企的戰(zhàn)略眼光和責(zé)任擔(dān)當(dāng)。在合作過程中,各方在利益共享機(jī)制方面也體現(xiàn)了坦誠的態(tài)度。包括技術(shù)推廣權(quán)益,股權(quán)利益等,都談得非常清楚,多年來合作非常順暢。


在創(chuàng)新體系運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,人的作用不容忽視。除了戰(zhàn)略目標(biāo)和體制機(jī)制,還必須要有一個團(tuán)隊,將高溫氣冷堆作為自己的事業(yè)。張國華向記者感慨道,“核能產(chǎn)業(yè)周期這么長,如果不作為一個事業(yè)來做,而是僅僅作為工作、飯碗,那是很可能做不成的。幸運(yùn)的是,我們有一個核心的產(chǎn)業(yè)化團(tuán)隊,雖然收入不算高,但大家都克服了很多困難,十多年一門心思做一件事情,最終走到了今天!


發(fā)揮企業(yè)主體作用


在各方努力之下,高溫氣冷堆不斷取得積極進(jìn)展:2003-2008年,完成了20萬千瓦級模塊式高溫氣冷堆核電廠標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型設(shè)計與安全分析;2008年10月,高溫氣冷堆示范工程揭牌,并簽訂總承包協(xié)議、主設(shè)備供貨同;2010年2月,高溫氣冷堆國家科技重大專項的科研任務(wù)正式啟動;2012年12月9日,高溫氣冷堆示范工程正式開工建設(shè)。


2017年9月,科技部舉行大型先進(jìn)壓水堆及高溫氣冷堆國家科技重大專項新聞發(fā)布會。高溫堆分項總師張作義介紹說,專項在高性能核燃料,工業(yè)放大與工程技術(shù)試驗驗證,以及主要關(guān)鍵設(shè)備的研制方面,均取得創(chuàng)新進(jìn)展,并揭示了這個項目的重大意義或應(yīng)用前景!斑@是世界上示范工程最接近完成,因此也最接近商業(yè)化,安全性最高的四代核電技術(shù)。”張作義說。


據(jù)張作義介紹,下一步,可以利用示范工程已經(jīng)驗證的技術(shù),在保持主要設(shè)備及系統(tǒng)不變的情況下,多個模塊組合,形成60萬千瓦的核電機(jī)組,用來替代同等功率的燃煤發(fā)電機(jī)組,實現(xiàn)高效發(fā)電。另外,示范工程的反應(yīng)堆出口溫度是750℃,在同樣的反應(yīng)堆設(shè)計及使用同樣材料情況下,可以實現(xiàn)950-1000℃的高溫供熱。利用這種高溫能量,可以用來大規(guī)模高效率制氫,為從鋼鐵工業(yè)到汽車交通等各種領(lǐng)域提供新型能源,推動這些領(lǐng)域的跨越式發(fā)展。


在自主創(chuàng)新過程中,作為產(chǎn)學(xué)研結(jié)合平臺和科技成果轉(zhuǎn)化公司的中核能源,也充分發(fā)揮了企業(yè)主體作用,并體現(xiàn)了多方面的價值。比如,在產(chǎn)業(yè)化推廣方面,中核能源與清華大學(xué)核研院聯(lián)合開展研發(fā)設(shè)計和科研攻關(guān),在原國防科工委支持下完成了20萬千瓦級模塊式高溫氣冷堆核電廠標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型設(shè)計與安全分析,同時,發(fā)揮產(chǎn)業(yè)化平臺和總承包作用,推動形成創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò),促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)鏈的形成。目前,中核能源還在積極推進(jìn)60萬千瓦高溫氣冷堆項目和高溫氣冷堆的“走出去。”


在工程化研究方面,中核能源作為工程實施主體,和研發(fā)設(shè)計方清華核研院形成了一個高度互補(bǔ)、高度融合的聯(lián)合體,在主要設(shè)備、系統(tǒng)工業(yè)放大、工程驗證,和優(yōu)化制造工藝、建造技術(shù)、縮短工期等方面,做了大量工程化研究,并承擔(dān)了數(shù)百項科研項目,形成了一大批科技成果和產(chǎn)權(quán)成果。


此外,中核能源還形成了精干高效的高溫氣冷堆EPC總承包人才隊伍。之所以能實現(xiàn)人才隊伍的精干高效,首先得益于產(chǎn)學(xué)研的緊密結(jié)合,使得中核能源可以與技術(shù)研發(fā)設(shè)計單位清華大學(xué)共同組建聯(lián)合團(tuán)隊,并在專業(yè)力量方面實現(xiàn)互補(bǔ)、融合。其次是采用了先進(jìn)的工程信息化手段,形成了以三維設(shè)計為基礎(chǔ)、與清華大學(xué)核研院數(shù)據(jù)一體化的設(shè)計平臺。在三維設(shè)計的環(huán)境下,各個專業(yè)互相的影響,和碰撞檢查,都可以通過信息平臺完成。同時,設(shè)計平臺還與設(shè)備制造和采購平臺連接在一起,實現(xiàn)了信息的共享,大大提高了總承包管理的效率。


未來更美好


回顧過去十幾年的自主創(chuàng)新歷程,中核能源的定位和目標(biāo)非常明確,就是高溫氣冷堆重大專項的工程實施主體,高溫氣冷堆技術(shù)創(chuàng)新的企業(yè)主體。中核能源通過產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,集聚股東優(yōu)勢資源,已經(jīng)成為擁有核心技術(shù)的核電工程公司。中核能源的角色,就是負(fù)責(zé)把實驗室技術(shù)通過工程轉(zhuǎn)化變成可以商業(yè)化應(yīng)用的成熟產(chǎn)品,同時以總承包的方式建成核電站,把最終產(chǎn)品賣給投資者。


2015年1月,在我國核工業(yè)創(chuàng)建60周年之際,習(xí)近平總書記做出重要批示:核工業(yè)是高科技戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè),是國家安全重要基石。要堅持安全發(fā)展、創(chuàng)新發(fā)展,堅持和平利用核能,全面提升核工業(yè)的核心競爭力,續(xù)寫我國核工業(yè)新的輝煌篇章。


2018年1月,國資委宣布,經(jīng)報國務(wù)院批準(zhǔn),中國核工業(yè)集團(tuán)與中國核工業(yè)建設(shè)集團(tuán)實施重組。按照重組后的中核集團(tuán)的定位,中核能源是中核集團(tuán)的十三家直屬單位之一。8月10日和9月3日,在中核集團(tuán)黨組書記、董事長余劍鋒,清華大學(xué)校長邱勇的共同見證下,雙方簽訂了全面深化戰(zhàn)略合作協(xié)議和共建協(xié)議。這一系列舉措釋放出強(qiáng)烈信號:重組整合后的中核集團(tuán),將按照黨中央的要求,發(fā)揮全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢,整合國內(nèi)核科技資源,深入推進(jìn)軍民融合發(fā)展,建設(shè)具有全球競爭力的世界一流核工業(yè)體系。


當(dāng)前,中核集團(tuán)和清華大學(xué)開啟了校企共建、全面深化戰(zhàn)略合作的新篇章。中核能源作為連接中核集團(tuán)與清華大學(xué)的橋梁紐帶和平臺主體,未來將發(fā)揮更加獨(dú)特的重要作用,為建設(shè)世界一流核工業(yè)、世界一流大學(xué)做出貢獻(xiàn)。


目前,山東榮成高溫氣冷堆示范工程已進(jìn)入安裝調(diào)試的最后沖刺階段,60萬千瓦高溫氣冷堆項目推廣、約旦項目等“走出去”工作也取得了重要進(jìn)展。在過去十多年的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中,中核集團(tuán)已經(jīng)全面參與了高溫氣冷堆的項目投資、聯(lián)合研發(fā)設(shè)計、總承包集成管理、燃料元件和設(shè)備制造供貨、土建安裝施工等各項工作。在新的起點(diǎn)上,中核集團(tuán)將充分發(fā)揮全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢,推動高溫氣冷堆國家科技重大專項順利實施,加快推進(jìn)高溫氣冷堆面向全球的商業(yè)化推廣,打造自主核電“走出去”的國家名片。


“如今,中核集團(tuán)與清華大學(xué)的戰(zhàn)略合作更加深入,我們的第四代核電高溫氣冷堆技術(shù)更加成熟,產(chǎn)業(yè)化團(tuán)隊和全產(chǎn)業(yè)鏈保障能力也更加強(qiáng)大。未來,高溫氣冷堆的發(fā)展前景必將更加美好!睆垏A說。


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