近日,國家知識產權局公布了關于第23屆中國專利獎授獎的決定,國家核電(上海核工院)獲得1項金獎、1項銀獎以及1項優秀獎,集團內首次實現中國專利金、銀獎的突破。
中國專利獎由中國國家知識產權局和世界知識產權組織(WIPO)共同評選,是我國唯一的專門對授予專利權的發明創造給予獎勵的國家級政府部門獎,也是我國專利領域的最高獎項。
近年來,國家核電(上海核工院)持續提升知識產權創造、運用、保護、管理能力,系統構建專利布局,建立高質量專利遴選機制,在重大專項研發過程中開展知識產權全過程管理,挖掘策劃高質量專利,著力加強關鍵領域自主知識產權保護,發明專利申請和授權數量顯著提高,成立知識產權運營專業化公司,知識產權運營初見成效,知識產權已成為國家核電(上海核工院)創新發展的重要支撐之一。此次中國專利獎獲獎專利涉及公司在依托項目、核技術應用、壓水堆重大專項等方面的成果,反映出公司在核行業全產業鏈原創性引領性科技攻關的深厚積淀與雄厚實力。

【金獎項目】
鋼制安全殼是三代非能動壓水堆核電站的特有核級設備,被列為非能動壓水堆核電站建設重點攻關的國產化設備之一。
本專利是我國在先進三代核電AP1000工程建設中的世界首創技術成果。創造性地開發了中溫模壓成形技術、超大型薄壁容器模塊化組裝技術與大型薄壁組件局部焊后熱處理技術,在國際上首次完成了核電鋼制安全殼的制造。

專利權人以本專利為核心,布局30件國內外專利,主持編制鋼制安全殼部件制造行業標準,獲得了國家核安全局頒發的民用核安全設備鋼制安全殼的制造許可證,建立了年產4套鋼制安全殼的規模化產業基地,實現了國內產品市場占有率100%。
采用非能動技術的核電具有優異的技術經濟性能,已成為未來商業核電站的優選機型。非能動技術也是未來各類新型反應堆發展的主流方向。因此,鋼制安全殼專利技術的應用具有廣闊前景。本專利技術的成功實施為大型先進壓水堆重大專項“國和一號”示范項目和“玲龍一號”示范項目等國家重大工程的建設提供了重要技術支撐;實現了核電站非能動冷卻功能從“設計理念”轉化為“工程實踐”,為后續非能動核電站的建設提供了切實保障,為核電產業出口提供了有力支撐。
【銀獎項目】
鈷-60放射源是全球需求量最大的放射性同位素產品之一,在工業、醫療等領域有著廣泛應用。獲獎專利實施前我國鈷-60放射源供應全面依賴進口,國外少數國家壟斷了90%的國際市場,我國很多下游產業節點如輻射站、伽馬刀治療設備缺源少芯,受嚴重制約。

在此背景下,上海核工程研究設計院有限公司與中國同輻股份有限公司、秦山第三核電有限公司、中核北方核燃料元件有限公司組成的項目團隊于2004年正式向國家發改委申請立項開展重水堆生產鈷-60放射源技術研究。歷時3年半時間,先后打通了鈷調節棒組件結構設計及制造、產鈷堆芯核設計及安全分析、反應堆相關設施改造及操作工藝、放射性鈷源轉運容器研制、屏蔽熱室分裝及鈷源產品制備等一系列關鍵技術,完成了重水堆鈷調節棒組件的設計論證。經過1年8個月安全審評,鈷調節棒組件在2009年1月獲準進入秦山三期重水堆,成功替代原有不銹鋼調節棒執行反應性調節功能,同時產出高價值副產品鈷-60同位素。2010年組件出堆,鈷源產品投放市場實現產業化。基于該技術改進的醫用鈷源生產項目于2017年獲準入堆,2019年出堆實現產業化。
項目的成功實施標志著我國完成了重水堆批量生產鈷60放射源技術的自主創新,從自主設計到產品落地,實現技術和產業全線貫通,填補國內空白。項目先后獲得國防科工局、國家能源局、核能行業協會頒發的三項省部級科技進步一等獎,行業影響力顯著。
2010年起,項目年產工業鈷源690~760萬居里,國內市場占有率達70%。2019年起,同步年產醫用高比活度鈷源約50~80萬居里,經濟效益顯著。該項目已向加拿大、英國、泰國、越南、馬來西亞等國實現出口,總量超千萬居里,極大提升了我國在國際放射性同位素市場的話語權。
【優秀獎項目】
作為我國戰略產業,核電產業是國家安全的重要基石,既能滿足經濟社會能源發展的需求,又能有力支撐全球溫室氣體減排目標的實現。為掌握最先進三代核電技術,我國于2008年啟動了“大型先進壓水堆國家科技重大專項”。上海核工程研究設計院有限公司承擔大型先進壓水堆重大專項CAP1400核電站(“國和一號”)的研發設計工作。

對于核電廠來說,在發生事故后要有效地冷卻反應堆堆芯和乏燃料水池以確保核安全。目前第三代核電中,以法國EPR為代表的能動安全核電仍采用傳統能動安全理念,通過增加安全系統數量來增加核電安全,在事故發生24小時后就需要人工應急干預,以美國AP1000為代表的非能動核電機組,可以在事故發生后72小時內無需人工干預,但是在72小時后仍需要能動設備的介入與人為的干預來保證余熱的有效導出。獲獎專利技術解決了現有技術中存在的問題,使得安全殼和乏燃料水池可以突破時間限制,實現長期地非能動安全冷卻,升級了核安全理念,極大地提高了核電廠的安全性。同時,也突破了國際核電巨頭的專利布局,打破了相關技術壁壘,實現了核電領域非能動安全技術的自主化,為“國和一號”出海拓展市場打下了基礎。
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