摘要：自第一座軍用堆的建成到2019年7月三代核電機組再次獲批建設，我國核電經歷了長期的發展，進入了核電重啟時期。主要簡述了不同發展階段的核電技術路線，核電設備國產化率，以及相關的發展規劃。我國核電產業的發展， 是核電產業和制造業的奮斗史。核電設備的國產化率在有限的核電項目中不斷提高。面對核電國產化過程中遇到的 技術難點，我國核電從設計院到制造商共同承擔風險，突破困境，實現了三代技術的國產化。在更先進的核電技術需求 背景下，核電產業需要建立可持續發展的先進產業設備制造供應管體系。

關鍵詞：核電發展歷程;國產化率;產業協同體系;先進核電技術;可持續發展

紅沿河核電站一期3、4號常規島建筑安裝工程

984 年至今中國大陸核電經歷了四次建設熱潮，分 別在 1985 年-1990 年，1997 年 -2002 年， 2006年-2011年，2012年開始至今。截至2019年7月，全國目前投入商業運行的核電機組共計45臺，裝機容量4590萬千瓦;在建的核電機組共計11 臺，裝機容量1218萬千瓦;籌備中的核電機組共計15 臺，裝機容量1660 萬千瓦。全國累計投運核電機組達45臺。[1]

目前我國在運的45 臺核電機組在技術層面，有40個屬于“二代”或者“二代+”，5個屬于“三代”技術分別為海陽1號、2號 AP1000機組，三門核電1號、2號 AP1000機組，臺山1 號 EPR-1750 機組;在建的11臺機組中，5臺屬于“第三代”技術，包括4 臺華龍一號、1臺 EPR 機組，5 臺“二代+ ”機組，以及一臺 “四代”技術高溫氣冷堆。而今后新建的機組將全部采用“第三代”技術，我國核電已經實現了由“二代”向 “三代”的技術跨越。

在長期的核電項目建設過程中，我國核電產業不斷推進國產化工作，形成了成套供應核電設備的完整核電產業鏈。大型鑄鍛件、核島大型主設備、常規島設備、核級泵閥、控制系統等絕大多數已經實現國產化研制。通過重大專項的實施、工程設計經驗的實踐及積累，我國三代核電綜合國產化率[2]從2008 年依托項目的30%提高到85%以上。

核電設備的國產化之路，推動了國家核電制造業的升級，推動了核電相關企業的發展。中國核電設備的制造工藝與不斷提高的核電技術一起成長，不斷突破技術難關，從追趕者向領跑者的角色轉換。

1 中國核工業發展歷程

1.1 自主研發與引進技術起步階段

相比于美國用了12 年、前蘇聯2 年、英國6 年、法國8 年，我國第一座軍用堆1966 年10 月啟動，至第一座秦山核電站1991 年12 月15 日首次并網，共經歷了25年。中國核電站的發展起步不晚，但是依靠自身實力發展核電的速度緩慢。[3]

秦山一期[4]采用自主設計的 CNP300 二代核電技術，從1985 年開工建設到1991 年投產，標志著大陸無核電站歷史的終結。中國成為世界上為數不多 的能夠自主設計建造的核電站的國家。秦山核電一期綜合國產化率高于70%，其中除反應堆壓力容器由三菱重工提供，大型主設備如汽輪機、蒸汽發生器、堆內構件、控制棒組件均由上海電氣供貨，實現國產 化制造。

廣東大亞灣核電站引進法國 M310 二代核電技術，遵循“以我為主，中外合作”的方針，實現了我國大陸大型商用核電站的起步，為我國核電事業發展奠定基礎，同時為廣東和香港的發展作出了貢獻。大亞灣核電采用合資經營的方式，打破了國家重大項目由國家投資的模式，嘗試了“借貸建設、售電還錢”[5]的全新模式，成就了“零資本裂變”的奇跡。

我國在核電發展的初始階段(1966—1994 年)缺少清晰明確的核電發展路線，最初將核電定義為除火電、水電外的第三個可靠穩定能源支柱。后來將核電又定義為火電和水電能源的補充能源，直到1990 年后，將“以我為主，掌握核心技術”作為發展重點。[6]這個時期核電建設規模小，雖然我國已掌握30 萬千瓦時自主設計建造技術，但是相對于大型商用核電站， 發電功率在百萬千萬時以上的技術匱乏，無法滿足經 濟發展的需要。

1.2 適度小批量發展核電階段

“九五”計劃期間共開工4 項重點核電建設工程，8 個機組，其中秦山二期項目兩臺機組采用自主知識產權的 CNP650 技術，嶺澳一期兩臺機組首次采用自主創新、探索研發形成的百萬千瓦級核電技術路線 CPR1000。 秦山三期核電站，采 用加拿大

CANDU 重水技術，是我國首座商用重水堆核電站工程。田灣一期兩個機組采用了俄羅斯 AES-91(VVER-1000)二代技術，是兩國間迄今最大的技術經濟合作項目。

1996年我國第一座自主設計、自主建造、自主管理、自主運營的2×65萬千瓦商用壓水堆核電站秦山核電二期[7]的建設，大幅提升了我國核電設備制造的能力。在55項關鍵設備中，有47項基本實現了國產化，設備國產化率達到了55%。

嶺澳項目作為中廣核集團(簡稱中廣核)成立以 來第一個核電項目，堅持“以核養核，滾動發展”方針， 實現了部分設計自主化和部分設備制造國產化，整體國產化率達到30%，國內180 余家企業參與了工程建設和設備制造。嶺澳核電設備國產化是實現中廣 核核電國產化分階段的第一步。我國在核電建設上 堅持“以我為主，中外合作”，重點實現核電國產化工 作，核電設備國產化正是核電國產化目標之一。田灣 核電和秦山核電雖然引進國外技術，但是在前期經過 快速消化，兩 個項目的綜合國產化率分別達到了70%和50%。

經過“九五”重點工程的建設，我國具備了自主設計30萬千瓦和60萬千瓦壓水堆核電站的能力，以及具備“以我為主、中外合作”設計建設百萬千瓦級壓水堆商用核電站的能力，但是不具備獨立設計、制造百萬千瓦級先進壓水堆的能力。1994 年至2005 年階段，為小批量化發展核電階段[6，8]，核電目前不具備商業化發展條件，經濟性不如煤電。 1.3 核電快速發展階段隨著中國經濟的發展，傳統火電、水電能源已經無法滿足日益增長的能源需求。核電作為高效、清 潔、穩定的非常規能源，能夠為中國能源的發展提供 持續支持，填補能源缺口。《核電中長期發展規劃》(2005-2020 年)，明確核電運行裝機容量將由目前的700 萬千瓦爭取提高到2020 年的4000 萬千瓦，為實現上述目標，在未來10年中，我國每年要開工建設3臺以上核電機組。我國核電發展正式從“小批量、適度發展”進入“積極發展核電”階段[4]，堅持“以我為主，中外合作”的方針，遵循“統一堆型”、“統一思 想”、“統一組織”、“統一行動”，以政府主導型原則，盡 快實現核電國產化。

2006年至2011 年間，共有30 個核電機組陸續投入建設。中國核工業集團有限公司(簡稱中核)建設的項目，除采用自主研發的 CNP650 技術外，進行吸收、消化、創新，形成 M310 改，實現了百萬千瓦機組的突破。中核項目 CNP/M310(改)綜合國產化率如圖1，國產化率依托項目不斷提高，其中秦山二期3/4、昌江1/2 機組采用 CNP650 技術。中廣核在大亞灣引進 M310核電技術后，結合自身的經驗，自主創新，研 發了中國改進型百萬千瓦級壓水堆技術CPR1000。中廣核 CPR1000項目綜合國產化率如圖 2，從建設初期大亞 灣的不到 1%，到 嶺澳一期的30%，中廣核依托 CPR1000項目，不斷推進國產化工作，防城港二期國產化率已達85%。

在吸收創新引進的 M310 二代技術的同時，我國也在積極引進三代核電技術 EPR 和 AP1000。中廣核引進歐洲EPR 技術在臺山核電應用，中核和國電投在浙江三門、山東海陽核電站采用 AP1000技術，國產化在三門1號機組只有30%，在三門2號機組以及海陽項目中提升至62%，三代核電國產化率進一步提高。

圖1 中核項目 CNP/M310(改)綜合國產化率

圖２  中廣核 ＣＰＲ１０００項目綜合國產化率

1.4 核電重啟道路

2011年5月11日，日本福島核電站地震發生了核泄漏，促使世界各國對核電發展策略做出調整。中國從快速發展核電階段，進入安全高效可持續發展核的新時期。2012年5月，《核安全與防輻射污染防治“十二五”規劃及20120 年遠景目標》[9]中提出，要提高我國核安全與放射性污染防治手段，推動核能利用事業安全、健康、可持續發展。

2012年10月，國務院發布《核電中長期發展規號機組 HPR1000。2016 年 《電 力發展 “十 三五規劃”》[12]，指出要堅持安全發展核電，加大自主核電示范工程建設力度、著力打造核心競爭力，加快沿海核電項目建設。2015 年至2019 年三年內無核電項目獲批，直到國家能源局2019 年7 月25 日會議上，核準山東榮成 CAP1400、福建漳州 HPR1000、廣東太平嶺 HPR1000 項目開工。此次新建機組均采用自主研發的三代核電技術，中國核電已經走向正式重啟道路，發展自己的核技術、共同研發形成了一條完整的三代核電工業供應鏈體系。

華龍一號是由中核在CNP1000基礎上自主研發的 ACP1000 和中廣核在 ACPR1000 三代壓水堆技術上按照最新法規標準完善形成的 ACPR1000+，在2013年進行融合，聯合開發而形成的。目前華龍一號(HPR1000)全球首個示范項目福清核電5 號機組國產化率達85%。

自2006年引進 AP1000技術后，依托項目建設，國家重點專項等累積的經驗，在 福島核電事故后，CAP1000 標準設計完成，實現了關鍵設備自主化。

劃(2011-2020)》[10]明確規定至2015 年，在運機組在2014年底，在突破大型先進非能動壓水堆關鍵設達4000萬千瓦、在建機組容量達2000萬千瓦，2020年在運機組5800萬千瓦、在建3000 萬千瓦的建設目標。11年后我國核電項目審批陷入停滯，國務院提出要對核設備、所有在建項目進行安全審查，僅田灣二期 CNP1000項目在2012年12月獲批。

2014年1月，國家能源局發布《2014年能源工程指導意見》[11]，指出要安全高效發展核電，明確將適時重啟核電重點項目審批。2015 年3 月10 日，國家發改委發布文件，確定中廣核紅沿河核電二期項目兩臺百萬千瓦核電機組獲批準，也是4年來我國真正意義上新批的核電項目。2015 年12 月國務院常務會議核準了田灣5、6號 CNP1000 項目以及防城港3、4計技術、關鍵設備和制造技術、重大試驗驗證技術后， 國家核電完成了具備自主知識產權的三代核電國家品牌 CAP1400 研制工作。三代核電自主化型號“國和一號”(CAP1400)設備研制基本完成，示范工程設備國產化率達85%以上。[13]

圖３ 核電產業鏈

 國產化遇到的問題

2.1 設備國產化現狀

我國核電事業經過長期的發展，已經形成了完整的成套核電產業鏈，如圖3。核電產業中處于上游的企業有鑄鍛件、有色金屬、核原料等原材料和零部件廠商;核島、常規島、輔助廠房設備三個領域的制造企業在核電產業中位于中游;核電站的設計、建設及運營商處于核電產業的下游位置。

我國二代核電技術國產化率從大亞灣不到1%， 提升到防城港二期85% 以上。引進的 AP1000 技術從三門一號機組的30%提升到了72%。我國自主設計研發的華龍一號、國和一號示范工程國產化率都在85%以上，并且在后續依托項目批量化建設，能夠將國產化率提高到90%以上。

目前核電制造業形成了上海電氣、東方電氣、哈 爾濱電氣三大常規島、核島設備大型制造基地。國內 大量原材料制造廠成為核電原材料備選的供應商。三代核電產業競爭體系呈現出國有大中型企業為主， 民營企業在細分領域競爭的格局。在原材料和零件自主化研發方面，蒸汽發生器用 U 形管、核島設備用焊接材料、密封件等都取得重大突破。在大型材料和 設備制造研制方面，大型鑄鍛件、核島大型主設備、常 規島設備、核級泵閥、控制系統等絕大多數已經實現國產化研制。

2.2 國產化過程中遇到的問題

2.2.1 采購設備多樣化

業主在工 程 項目 管理 上 存 在不同的合同方式[14-15]，按照合同范圍通常分為三大類：即交鑰匙/總承包方式、少合同/分島方式和多合同散件方式。不同的合同方式將極大程度上影響技術轉讓與經驗反饋的獲得和國產化計劃的執行。設備采購模式可按合同不同的方式分為少合同/分島方式中的成套采購模式，多合同/散件方式中的部件采購模式，成套采 購與部件采購結合的模式、委托專業公司采購模式。

在我國引進商業核電廠技術前期階段，業主主要選擇整島采購方式如嶺澳項目[16]。核島、常規島的設備分別由法國法馬通公司、英國通用電氣/阿爾斯通公司成套供應。電站配套設施(BOP)被分成若干合同包，由業主在工程服務承包商的技術支持下自行分包采購。大量設備采購由于采購方式不同，國外設備采購公司傾向于國外的核電設備制造商。

其次，核電項目各系統的設備約有48000 多套件，其中機械設備約6000套件，電器設備5000多套件，儀器儀表25000 余套件，總重約6.7 萬噸。如此龐大的設備數量，技術路線的差異，導致核電設備的要求不同。要針對不同的設計標準，不同設計要求， 設備開展國產化工作阻力極大。并且在建設初期的供貨商都是國外為主，國內沒有消化能力。

2.2.2 國內核電設備競爭力不足

核電國外設備供應商運行業績多，出于核安全考慮，運行業績是很大的考量供應商的標準。國內核電116工程，優先用有核電業績的國外設備供應商，在引進 技術初期，選擇技術引進方提供的供應商，同時占領 了國內核電業績。另一方面，國內發展核電起步晚， 國內制造商運行業績少、產能低，產品停留在多品種 小批量的生產模式上。面對不斷審批建設的核電項目，核電設備制造業面臨著全面國產化的挑戰。[17]

在一些關鍵工藝、關鍵技術、關鍵材料國外存在技術壟斷，國內對這些技術研發周期長，國內制造能力和技術處于成長階段。國外技術相對成熟，在沒有達到技術標準的情況下，只能依靠進口。這些高技術含量關鍵工藝、技術材料，是核電設備技術消化的重點，在有限的項目中，不斷磨煉高技術含量的設備制造能力，對于國內設備制造商來說是個挑戰。

2.2.3 國產化工作需要多方力量支撐

國產化工作的開展，需要核電產業各部門共同承 擔風險，單靠個別的企業推進國產化工作是不切實際的。核電產業作為一個重大裝配生態鏈，上游材料零 件生產商、中游設備制造商、下游核電站的設計、建設 及運營商之間的合作對于中國核電國產化工作的推進至關重要。關鍵重大設備完全從國外進口，無法滿 足國內建設核電的需要。在國產化攻堅工作中，重大 設備的研制周期直接決定整個核電項目的建設進度。目前采用的是將引進的國外先進技術同國內國產化力量結合起來，集中突破關鍵設備國產化工作。國產 化工作在研發和推廣階段，離不開政府的協調和組 織，用戶單位的支持參與。國產化工作在實踐階段， 需要依托有限的項目建設，不斷驗證國產化各部門協 同工作能力，檢驗核電產業國產化的有效性程度。核 電關鍵設備大多數是單臺小批量設備，研發制造周期 長，對于我國核電設備制造業的生產能力也是一個巨大的考驗。對于重大設備的制造過程，需要各部門把 關設備生產的每一個階段，對于部門質量管理能力也 是一個重大的考驗。我國核電產業在推進國產化工 作中承擔風險的同時，也在推進各裝備制造業升級 突破。

3 核電國產化必由之路

3.1 提高核電競爭力的重要途徑

核電國產化的戰略，是我國發展核電產業中必須選擇的途徑。在國產化戰略的影響下，核電設備制造商不斷提高產能，降低設備制造成本，具備成套供貨能力，才能在全球競爭的大環境下，提高競爭力。核電設備國產化不單單是為了降低設備造價，還有發展我國核工業供應鏈的效應。核電產業鏈是一個極其龐大的系統，國產化戰略，有利于提高國家核工業技術水平。我國核電引進的核電技術從二代到三代核電，為了滿足更高要求的技術要求，我國核電制造商從引進技術到創新不斷攻堅、突破，核工業供應鏈不斷完善。立足于國產化，將會驅動核電產業升級。

高品質的產業協同體系是在國產化合作中催生而形成的體系。高效的核電設備產業聯盟、產業基地的發展，有利于推動技術革新，是核電技術不斷進步創新的源動力。核電設備制造安全質量要求高，需要嚴格的質量保證體系。依托核電項目，核電設備制造商，學習國外先進管理方式，形成符合核電體系的管理系統，形成成熟的生產工藝，確保產品性能的穩定性。核電設備國產化，將對制造商原材料、零部件等備件庫存管理提出更高的要求。如何形成高效、標準化、模塊化、專業化的核電體系，對我國核電事業的后期發展至關重要。核電產業未來能否結合先進數字化制造技術，將所有核電設備進行全生命周期的從設計到生產制造的數據管理。 3.2 先進核電技術設備的需求當我國沒有需求制造技術能力時，國外企業和政府會提出不合理要求，并且可能拒絕開放出口，限制出口核電技術。由于沒有相關技術研發或未達到國產化要求，導致我們在政治方面、市場方面是處于弱勢，業主只能選擇國外供應商。在協商過程中，存在增加采購周期，提高采購成本，拖延工期的風險。

即使是國外供應商，沒有足夠的三代核電機組設備制造經驗，無法到達關鍵設備的技術要求。西屋公 司首次制造的主泵，原來的屏蔽泵設計軟件或許根本不能涵蓋 AP1000 大功率、高流量的屏蔽主泵設計。在國家大型核電壓水堆重大專項的支持下，沈鼓核電和哈電動裝在引進、消化、吸收 AP1000 屏蔽電機主泵基礎商，開展了多項關鍵制造技術的國產化攻堅， 為后續 CAP 系列電站主泵國產化供貨提高保障。[13]

對于核電技術的研發，我國已經從引進技術的初期階段走向核電創新的領航者，先進核電技術的研發 設計，都將是以項目為依托，而是否具備設備國產化 能力，直接影響著未來先進核電設備批量化建設。將 核心關鍵設備的制造技術掌握在手中，不受制于國外 供應商、變化不定的國際形勢，提高國內核電供應鏈 的先進性和穩定性，才能為后續要求更高的核電技術 路線的設備制造鋪平道路。只有掌握先進制造技術， 開發符合標準的國內供應商，才能降低采購風險。3.3 國產化是核電走出去的前提《核電 中長期發展規劃 (2005—2020 年)》提 出“積極推進核電建設，統一發展技術路線，堅持以我為主，形成批量化建設中國品牌先進核電站的綜合能 力，提高核電所占比重”的目標，是對于核電走出去策 略的布局。中國火電依托“一帶一路”走出去的主要 基礎，是火電產業充足完整的國產化設備供貨能力。在核電工程中設備占總投資的50% 左右，核電設備國產化制造將對降低工程造價產生至關重要的作用。核電走出去[12]的前提是，擁有一條完整的核電設備供應鏈，具備充足的設備成套供貨能力。目前國內核 電設備產業鏈不斷國產化升級，為核電工程建設提供 堅實基礎。國內需要形成一條較為完整的自主化核 電工業體系，形成核電標準化體系，將中國核電品牌 打上國家舞臺。而標準化體系的建立基礎是基于強 大的設備制造能力，為海外市場成套供貨提供重要 保障。

4 結 論

1)核電發展初期多技術路線、設備類型多，核電發展初期階段國產化推動比較緩慢，由于核電設備國產化很大程度上依托于項目的建設，初級建設的核電站主要是以引進、消化國外先進二代技術為目標，核電設備國產化的訴求不強烈。其中大亞灣核電站M310 機組的國產化率不到 1%，中 國自主設計的CNP300技術國產化率70%，核電發展尚未具備商業化條件。

2)核電發展步入小批量發展和快速發展階段后， 核電發展依托項目的建設，M310 技術依托中廣核的項目設備國產化率不斷提高，并且對 M310 技術進行再創新，形成 CPR1000二代加技術，核電設備國產化率從1% 提升到防城港二期的85% 以上。我國核電產業在核電項目的建設中不斷成長，已經逐漸形成了 二代核電設備產業體系，并且積極引入先進三代核電 技術。

3)我國設計自主的核電技術路線華龍一號、國和一號設備國產化率高達85%。三代核電產業體系的建立，離不開政府、業主、設計院、設備制造商等協同合作，形成三代核電技術產業聯盟，促進三代核電設備的研發制造。我國實現三代核電機組首堆的運行業績，離不開核電產業中各方的努力推進。國產化核電設備在其中扮演重要角色。

4)對于未來先進核電技術、新堆型的要求，我國的核電產業面臨的不僅是更高難度的核電技術要求帶來的挑戰，更需要形成高效、標準化、模塊化、數字化的生產運營體系，對核電設備進行全生命周期的管理。先進的核電設備管理體系是實現核電產業可持續發展的必由之路。

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