我國大陸核電從上世紀70年代開始起步，1984年第一座自主設計和建造的核電站——秦山核電站破土動工，至1991年并網發電，期間，陸續建成廣東大亞灣核電站、秦山二期核電站、秦山三期核電站、廣東嶺澳一期核電站和江蘇田灣一期核電站等。55項大型關鍵設備，47項實現國產化;大亞灣核電站是我國首座引進大型商用核電站。
根據國家能源局印發的2017年《能源指導工作意見》中明確，2017年計劃開工8臺核電機組，積極推進已開工核電項目建設，建成三門1號機組、福清4號機組、陽江4號機組、海陽1號機組、臺山1號機組等項目，新增裝機規模641萬千瓦。根據規劃，“十三五”期間，中國核工業將實施以示范快堆為代表的先進核能系統工程、乏燃料后處理科研專項等一批重大項目，解決長期制約我國核工業跨越式發展的瓶頸短板。在后處理產能方面，我國制定了三步走計劃：一是建設每年60噸規模后處理中試廠，目前已經完成;二是要完成每年200噸規模后處理示范工廠的建設;三是實現每年800噸的工業規模后處理能力。
本期，我們邀請到在核電行業擁有超過四十年從業經驗，先后供職于上海核工程研究設計院、中國中原對外工程公司的陸祖祥先生，為我們剖析核電行業的發展概況、電儀設備的國產化進程。
★受訪人簡介：
陸祖祥先生，1973年至2004年任職于上海核工程研究設計院電儀所，儀控組組長，主任工程師，副所長，所長。2004年至2015年任職于中國中原對外工程公司采購部經理副總經理。2016年底至今，自儀公司核電顧問。曾參與我國第一座自主設計建造的核電站(秦山30萬千瓦核電站)、我國第一個出口核電工程(巴基斯坦30萬千瓦核電站C1工程)的設計和C2，C3，C4核電工程采購，現場調試等工作。在上海核工程研究設計院，取得儀控設計國家二等獎。取得研究員級高工和國務院頒發技術津貼證書。
記者：
中國核電行業經過近四十年的發展，從核一代技術到核三代技術，從技術層面主要經歷了哪些階段?
陸祖祥先生：
中國第一代核電站是“秦山一期”核電站，秦山一期核電廠是我國自行設計、建造和運營管理的第一座30萬千瓦壓水堆核電廠，采用了當時國際上成熟的壓水型反應堆技術，設計中我們重要考慮的是1961年美國國家反應試驗站事故(INES4)，設計中要考慮LOCA事故確保反應堆的安全。第一代核電廠屬于原型堆核電廠，主要目的是為了通過試驗示范形式來驗證其核電在工程實施上的可行性。
第二代核電站，秦山核電二期工程和恰希瑪一期(C1)。美國三里島事故后，美國核管會增加制定了堆芯熔化和主管道破裂的嚴重事故要求，秦山二期核電站和恰希瑪一期(C1)的設計增加了堆芯熔化和主管道破裂嚴重事故的內容，根據上世紀90年代國際先進壓水堆核電站的要求，在堆芯設計、安全系統設計等核電站安全性和性能方面取得了多項重大創新。優化了設備設計和系統參數，提高了核電機組的出力，秦山二期核電站最大出力可達689MWe，平均出力670MWe，高于600MWe的設計值，恰希瑪一期(C1)從300 MWe增加到315 MWe。
第三代核技術，與第二代核電核電站相比，主要差異在安全設施系統改為非能動，采用壓力容器上方裝個大水箱，在發生LOCA或嚴重事故工況下，通過大水箱的水注射至堆芯。確保反應堆的安全。目前國內建造的三門核電和山東海陽核電采用AP1000型號，廣東岱山核電采用EPR1000型號。
記者：
核電機組設備主要由核島設備、常規島設備、輔助系統這三類設備，請您幫我們大致介紹一下核電機組運行流程，以及一些關鍵設備。
陸祖祥先生：
機組運行流程見圖1。
壓水堆核電站的一回路系統與二回路系統是完全獨立的兩個系統，它們是一個密閉的循環系統。核電站的原理流程為：主泵將冷卻劑送入反應堆，一般冷卻劑保持在≥15MPa壓力下。冷卻劑的溫度不要超過冷卻劑壓力的飽和溫度，反應堆回路不會汽化。冷卻劑把核燃料放出的熱能帶出反應堆，并進入蒸汽發生器，通過數以千計的傳熱管，把熱量傳給管外的冷卻水，將水變成蒸汽;冷卻劑流經蒸汽發生器后，再由主泵送入反應堆，這樣來回循環，不斷地把反應堆中的熱量帶出并轉換產生蒸汽。從蒸汽發生器出來的高溫高壓蒸汽，推動汽輪發電機組發電。做過功的蒸汽在冷凝器中冷卻，再由凝結給水泵送入除氧器水箱，再由主給水泵經高、低加加熱，重新送回蒸汽發生器，這就是二回路循環系統。
壓水堆由壓力容器和堆芯兩部分組成。壓力容器是一個又厚又重的、高達數十米的圓筒形大鋼殼，容器內的燃料棒經中子轟擊后產生的熱量，用來推動汽輪機用來發電。
而三回路循環系統，是作功后的乏蒸汽在冷凝器中被海水或河水冷卻，冷凝中水經過冷卻后，再經除氧水箱通過主給水泵進入蒸汽發生器。以海水為介質的三回路的作用是把乏蒸汽冷卻，同時帶走電站的棄熱。
核電站主要設備就包括核反應堆、蒸汽發生器、穩壓器、主冷卻劑泵、汽輪機和發電機機組等。 除此之外，還有一個三廢處理系統，這系統也是相當復雜的。主要是解決放射性廢物、廢液、廢氣并控制放射性劑量，對于滿足要求進行排放，不能滿足要求的，就進行存放，并且存放相當一段時間。中國在核電站方面雖然起步晚，但是發展快，很有經驗。目前中國在運行的核電機組來說已經不少了，但是仍然只占有全國發電總量的4%，離國外有些占總發電量70%的核電的水平，中國還有很大的發展空間。
記者：
您參與過我國第一座自主設計建造的核電站設計，也參與過在我國第一個出口核電C1工程設計和C2、C3、C4的工程采購、現場調試，您認為核電行業這些年在電儀設備采購上有哪些改變?
陸祖祥先生：
先從儀表方面來說，秦山一期采用三型儀表(顯示儀表、指示儀表、控制儀表)，C1項目采用半數字、半模擬的單回路調節器，到目前發展的數字化儀表，如采用DCS控制系統及顯示。
電器設備，變化不大，大多數情況下采用ABB、施耐德的產品。
核電站使用的流量計，大多數采用孔板流量計，主給水流量采用ASME長徑噴嘴或ASME文丘利管。
溫度儀表、電阻溫度計采用鉑熱電阻傳感器，變化不大，但核電站中使用的溫度計壽命精度都相應得到了提高。
記者：
請您介紹一下目前我們發展的核電技術，以及在該技術上，國家對于關鍵設備國產化提出的一些要求?
陸祖祥先生：
核電技術上，由于一些設備受到國外的技術保護，涉及到一定的國家戰略意義，關鍵設備的國產化項目一直不遺余力，壓力容器、蒸汽發生器、主管道等一大批重大設備實現了國產化，屏蔽電機主泵、數字儀控系統、爆破閥等核心設備均已完成樣機制造。主給水調節閥、控制棒驅動機構、控制系統、供電系統和燃料裝卸料機等已實現國產化。核電設備制造產業鏈，設備國產化生態圈：以中國一重、中國二重和上海上重為產業龍頭的大型鑄鍛件和反應堆壓力容器制造基地;以哈爾濱電氣、東方電氣和上海電氣為產業龍頭的核電設備制造基地;目前調節閥取得民用核電設計制造許可證的兩家是上海自動化儀表七廠和浙江三方控制閥有限公司。
CVM記者：
請您介紹一下目前核電閥門國產化方面的一些進程與方向。
陸祖祥先生：
我這里主要講一下上海自動化儀表七廠的閥門國產化方面進程。自動化儀表七廠的主給水調節閥已成功應用在恰希瑪C2、C3和C4中，打破了國內火電、核電主給水調節閥全部進口的先例。上海自動化儀表七廠生產的核級大氣釋放閥、上充流量調節閥、背壓調節閥和核3級氣動調節閥，都應用在中國援建巴基斯坦核電項目——巴基斯坦恰希瑪核電站二、三、四期工程(簡稱C2、C3、C4項目)中。除此之外，上海自動化儀表七廠之前在核電站裝置的化水系統、取樣系統、L2C系統、疏水系統等配套閥門產品已經比較成熟。不久前，自儀七廠的CAP1400項目主給調節閥也通過了專家鑒定。
浙江三方控制閥有限公司同樣為核電站用調節閥作出了貢獻，目前浙江三方控制閥有限公司生產了卡拉奇核電站主給水調節閥、核二級大氣釋放閥、核二級蝶形調節閥、核三級氣動調節閥、核三級自力式溫度控制閥等，同時通過CAP1400項目主給水調節閥樣機的專家鑒定會，目前核電調節閥國產化是主要趨勢，不要再花冤枉錢進口了。
記者：
您認為核電電儀設備和火電廠電儀設備相比，在哪些方面會有特別需求?
陸祖祥先生：
核電廠和煤電廠的發電原理基本相同，他們的區別主要在于核電站采用原子鍋爐、火電廠采用蒸汽鍋爐，產生蒸汽來發電。火電廠與核電廠相比，另外區別在于核電廠有放射性，火電廠沒有放射性要求，因此核電廠現場的設備要有耐放射性，這個指標，還有核電廠必須考慮安全穩定性，對設備的使用有壽命的要求，比如十八個月以內不能換設備。核級設備一般要滿足最起碼五年以上的壽命，也就是三個換料周期，所以使用壽命和設備穩定可靠性要求比較高。
而火電廠一般三五個月大修一次，火電廠相對成本也較低。
而針對核電站不同的應用工況，其設備要求也會有所不同。
核一級，是直接影響到安全系統的，與核反應堆回路有關系的。儀表是K1類，安裝在反應堆廠房里面的，K2類是一回路與二回路交接的工況。K3類是輔助廠房內安裝的電儀設備。核二級，與反應堆回路相關的系統有關系的。核三級，與反應堆回路相關系統有關連的，界線也不是絕對分得很清楚的，和其在核電站的重要性有關系。
記者：
目前擁有核電電儀設備國產化生產資質的包括哪些廠商?其各優勢產品有哪些?
陸祖祥先生：
目前擁有核電電儀設備國產化生產資質控制系統DCS廠商有：國核自儀的“CAP1400核電站數字化儀控系統”、北京廣利核系統工程有限公司等。
流量計方面，國內做的還是不錯的，比如主給水流量，有好幾個廠家可做，可以做到國產化，不必進口。核電站溫度儀表，目前國內具有供貨的是四川重慶材料研究所、浙江倫特機電有限公司。浙江倫特目前正在申請核級資質，K2、K3項目溫度儀表是浙江倫特供貨。壓力儀表方面，有壓力變送器廠商，比如光華儀表，原來是核工業部旗下企業，它有國家核安全局頒發的民用核電站核級變送器資質證書。
調節閥方面，上海自動化儀表七廠主給水調節閥等等產品，另外浙江三方也有上述產品，大氣釋放閥、上充流量調節閥、穩壓器噴霧閥等，兩個廠家都取得核安全局頒發的設計、制造許可證。
記者：
目前不少電儀設備廠商希望進駐核電領域，但是核電資質作為一個高門檻難以獲得，您認為需要做哪些準備?
陸祖祥先生：
核電站設備取得國家核安全局頒發的設計、制造許可證資質具有一定的難度，但最重要的，首先公司下定決心，然后做一些核電廠的設備應用，核電項目是非常講究“首臺套”的問題，在進入核電項目之初，可以先從非重要的系統開始做，比如主給水系統，冷卻水系統等非核級應用開始做，然后慢慢進入核級應用。除了應用業績外，在質保體系和產品可追溯性方面要做到規范，然后開始向國家核安全局申請資質，做老化、輻照試驗、耐久性試驗、機械振動、EMC試驗，然后做抗震、嚴重事故等試驗，開專家鑒定會，然后通過相關部門申請取證。不過一般核電項目的認證，至少需要兩三年，甚至更長時間，其實目前不少我國出口的核電項目給廠商提供了不少發展空間，比如我國出口巴基斯坦的核電項目，在外國設備廠商封鎖的條件下，為了填補國內空白的前提下，可以做一些開發，當然也需要按照國家核安局的法規去做，這都不失為一種機會。
記者：
您認為未來幾年我國的核電行業發展會有哪些趨勢?
陸祖祥先生：
目前我國的核電站發電量占總發電量僅為4%，未來還有很大的發展空間。根據國家“十三五”規劃，2016年開始的第十三個五年計劃中，中國每年將新建6至8座核電站，結合能源行動計劃中“到2020年，裝機容量達到5800萬千瓦，在建容量達到3000萬千瓦以上”的目標，2016-2020年核電投產裝機年復合增速約25%。目前在建的核電站有：AP1000反應堆堆型：三門一期(1號和2號機組)、海陽一期(1號和2號機組);CPR1000反應堆堆型：防城港一期(1號和2號機組)、福清(2號～4號機組)、寧德一期(4號機組)、紅沿河一期(4號機組)、陽江(3號～6號機組);華龍一號：福清(5號～6號機組)等26臺。目前國內的主要核電代表技術為：國核的CAP1400、中核的ACP1000、中廣核集團的ACPR1000。
而目前除了國內在建這些之外，“一帶一路”走出國門的 “華龍一號”，巴基斯坦卡拉奇核電廠K2/K3項目，恰希瑪核電站C1、C2和C3、C4項目，未來國內會有更多核電項目開建，也會承接更多海外核電項目。
記者：
如果讓您為國產控制閥設備廠商建言，您有哪些想說的?
陸祖祥先生：
我從內心來說，非常希望國產的控制閥廠商都能有好的發展，目前國內的控制閥企業相對來說，有一些發展不錯的，也有一些需要加強的，比如在對于體制改革、財力的綜合利用，不管是國企還是民企的，都有改進空間。從技術力量看，還是單薄一點，需要更多技術投入和鉆研。而對于已經發展的比較大的控制閥廠商，可以在技術儲備、技術研發、行業拓展上做更多，把控制閥設備做的更全面。
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