全球各大核電強國背后，均有強大的設計研發能力及裝備制造業作為支撐。與核電建設速度和規模相比，衡量一國核電實力和產業競爭力的更核心指標是自主化能力——1987年開工建設的廣東大亞灣核電站，引進法國核電技術，核電設備國產化率僅1%。如今，我國兩大自主三代核電技術路線的設備整體國產化率都已達到90%。但這還不算終點。

三代核電自主化成果“國和一號”將實現100%的設備國產化能力。澎湃新聞從日前舉行的“國和一號”產業鏈聯盟第二屆會員大會暨黨建聯盟成立大會上了解到，一年來，產業鏈聯盟已完成非能動余熱排出閥、1E級磁浮子液位計等11項“國和系列”整機設備國產化攻關，今年將實現整機設備100%國產化能力。到2025年，建成“技術上最先進最安全、裝備上完全自主可控、經濟上有顯著競爭優勢”的三代核電產業鏈。

十多年來，在大型先進壓水堆核電站國家重大專項的牽引下，全國數百家科研院所、高校和裝備制造企業協同攻關，不僅誕生了具有完全自主知識產權和出口權的先進核電型號“國和一號”，也基本攻克重大設備與材料關鍵技術，帶動我國核電行業和裝備制造產業從二代躍升到三代。目前，“國和一號”產業鏈聯盟覆蓋上下游研發、設計、設備制造、設備鑒定、建安、調試、運行等環節，在保障產業鏈穩定安全基礎上，還將進一步提升國和系列型號國內批量化建設和“走出去”的經濟性競爭力。

國家電投集團首席科學家、核能總工程師、“國和一號”總設計師鄭明光對澎湃新聞表示，“國和一號”批量化建設后，先進產業鏈體系將使其單位建造成本進一步下降，設備國產化率超過99%。在示范工程建設過程中，國產化產業鏈的培育和構建已經凸顯出成果，“有效解決了疫情和當前國際形勢下少量進口設備交付不及時的風險，確保工程進展。”

90%，還不夠

國家電投集團黨組成員、副總經理盧洪早在會上表示，通過重大專項實施、產業鏈上下游15年協同攻關，非能動先進壓水堆型號——“國和一號”示范工程建設順利。“‘國和一號’是我國當前已實現自主可控的可規模化建設的最先進三代非能動核電技術，其帶動形成的先進非能動核電產業鏈，具備了以新型號新技術持續策源促進科技高水平自立自強、以非能動項目規模化建設助力‘雙碳’目標實現的能力和基礎。”

在業內，“國和一號”更為人所熟知的型號代碼是CAP1400。“C”是中國英文單詞的首字母，“A”、“P”分別代表先進（Advanced）和非能動（Passive），意指中國自主設計的、裝機容量達140萬千瓦級以上的先進非能動核電技術。通過核電重大專項及引進技術AP1000依托項目的實施，我國形成了國產化CAP1000的設計建造能力，并在此技術上開發出功率更大、具有自主知識產權的CAP1400。

“國和一號”示范工程順利推進之際，國產化CAP1000的批量化建設也于2022年提速。去年，國務院共核準10臺核電新機組，CAP1000占比過半——三門核電二期、海陽核電二期、廉江核電一期共6臺機組均采用該技術路線。據澎湃新聞了解，正在推進前期工作的CAP1000后續項目還包括廣西白龍核電一期，及經歷長期準備的廣東陸豐一期、遼寧徐大堡一期。

在業內普遍觀點看來，綜合考量，100%國產并非必須達成的絕對目標。但為了杜絕“卡脖子”， “國和一號”團隊開始對最后的10%甚至1%進行國產化攻關，以實現100%自主可控。

鄭明光曾對澎湃新聞介紹，在整個型號開發過程中，技術團隊對設備和材料進行了全方位梳理和國產化策劃，先攻克“最貴”“最難”的。至于其余10%未國產化的設備，是可以國際采購的通用設備，屬于市場價格合理、競爭充分、不存在少數幾家企業壟斷的物項，不會影響“國和一號”的落地和出口。不過，從2017年開始，國家電投開始持續推進這部分材料和設備的徹底國產化，以杜絕“因1%卡死99%”。

據悉，在抽絲剝繭式的供應鏈風險排查基礎上，“國和一號”產業鏈聯盟著手從整機、部件、零件、原材料、耗材、軟件等層級推進軟硬件自主化，將先于2023年實現“具備整機物項100%國產化能力”的目標，基礎零部件、基礎元器件、基礎軟件、基礎材料等國產化攻關正按計劃推進。零部件級物項國產化攻關方面，需科研攻關零部件的科研課題全部立項。“國家電投核電專業設計分析軟件自主化一套軟件”已完成累計82項軟件研發。 

“通過重大專項實施，‘國和一號’的關鍵設備、關鍵部件、關鍵材料基本實現了自主化國產化。大設備大部件里的配套器件原本不屬于重大專項直接覆蓋的范圍，但出于對產業體系完整性的考慮，我們深入到零部件這級。”鄭明光對澎湃新聞說，基于國產化目標下的產業能力提升也有利于中國裝備制造“走出去”，將促進國際合作和有序競爭，增加國際核能事業的發展能力和產能規模。

“國和一號”示意圖

“國和一號”的“中國心”

澎湃新聞注意到，前述產業鏈聯盟的成員，許多是此前重大專項攻關過程中技術競爭格局下的參與者。換句話說，都是在“國和一號”型號開發中一步步實現設備研制能力迭代、從“做不了”到“做得好”的企業。 

新的核電型號離不開新設備的支撐，三代核電更高的安全標準要求、技術標準要求、技術參數要求對國內設備廠商的軟硬件能力提出了新的挑戰。但十多年前，國產化設備的制造能力還未達到能制造如此大功率設備的水平。

在整個“國和一號”研發過程中，主泵、爆破閥、壓力容器、蒸汽發生器、堆內構件、控制棒驅動機構、大鍛件、核級焊材、690U型管等核電關鍵設備、關鍵材料全部實現自主化設計和國產化制造。國家電投上海核工院對每項關鍵設備材料培育2-5家國產化供應商，以確保項目風險可控、價格合理、具有競爭力。

反應堆冷卻劑泵，簡稱“主泵”，是核反應系統中唯一的轉動設備，提供反應堆冷卻劑的循環驅動力，作為一回路壓力邊界的重要組成部分，在整個核電站中承載著重要作用，可以看作核電站正常功率運行時的“心臟”。在“國和一號”型號研發伊始，就采用雙線并行模式，一面推進屏蔽電機主泵研發，另一面啟動了濕繞組主泵技術方案。

濕繞組主泵和屏蔽電機主泵都屬于無軸封新型主泵，從根本上消除了泵殼內高壓冷卻劑通過動密封結構向外泄漏的可能性，提升核電廠安全。不過，要在150萬千瓦級壓水堆核電站中使用，且設計壽命為60年，對材料、制造和安裝精度都提出了極限要求，鑒定試驗驗收標準更為嚴苛。

據上海核工院介紹，十年磨一劍，濕繞組主泵和屏蔽電機主泵相繼研制成功并實現工程化應用。2022年，“國和一號”示范工程全部4臺濕繞組主泵與4臺屏蔽電機主泵均完成產品試驗，具備交付條件。兩種主泵技術方案均得以實現，標志著我國已經完全掌握這一關鍵核心技術并形成產能。

沈陽鼓風機集團核電泵業有限公司與上海核工院在“國和一號”屏蔽主泵的改進與設計優化、CAP1000 50Hz屏蔽主泵的開發與應用上開展合作。

該公司董事長于洪昌對澎湃新聞介紹，相比于二代核電技術，“國和一號”主泵制造對于內部設計研發能力、生產制造能力及工藝水平的提升尤為顯著。目前，該公司已啟動CAP1000屏蔽主泵開發，目標為實現100%國產化。他坦言此任務“技術難度大，壓力不小。”

相較于我國在運的三門、海陽核電站通過技術引進的60Hz屏蔽主泵，將首次應用于廉江核電項目的CAP1000屏蔽主泵適應我國50Hz電網頻率，其開發是對屏蔽主泵技術的進一步提升。若該主泵研制成功，將實現我國全面自主化掌握屏蔽主泵知識產權。

要充分保證核電站的安全性，核電站設計必須滿足的安全要求之一，就是要確保在所有運行工況下以及事故工況期間和之后能實現安全停堆并維持安全停堆狀態，并從堆芯排除余熱。非能動余熱排出流量控制閥（PV20）是非能動核電型號特有的核一級重要安全相關閥門，在事故工況期間執行應急堆芯衰變熱排出功能，具有口徑和流量大、壓差低且密封等級高、執行機構推力大等特點，研發難度高、投入大、周期長，此前一直由國外商家壟斷供貨。

2021年3月，上海核工院與“國和一號”產業鏈聯盟成員浙江三方控制閥責任有限公司簽訂PV20研發供貨一體化合同，通過示范工程研供一體采購模式開展PV20研發，研發成果于2022年9月通過中國機械工業聯合會和中國通用機械工業協會組織的樣機成果鑒定會，并通過能源局組織的事后立項事后補助課題驗收，研制合作單位獲得HAF601許可證。該閥門的成功研制，打破國外企業在該領域的長期壟斷。

從核電“大動脈”到“中國心”，從核電站“大腦”“神經系統”到遍布核島各處的“血管”“神經”，都經歷了類似的國產化攻關過程。根據研制進度與工程項目進展匹配情況，整機100%國產化設備將陸續應用于后續國和項目中。