從“腎”到“肺”，讓玻璃纖維絲“鏈”動核電產業升級

為了建成“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“國和一號”現代產業鏈，“國和一號”產業鏈聯盟各成員單位協同創新，共同努力，填補了一項又一項空白，啃下了一塊又一塊“硬骨頭”，在關鍵核心技術“卡脖子”的地方下功夫，推動我國核電實現跨越式發展。在這一過程中，涌現出一大批生動鮮活的動人故事。

國家電投上海核工程研究設計院股份有限公司(以下簡稱“上海核工院”)與中國建材集團南京玻璃纖維研究設計院有限公司(以下簡稱“南京玻纖院”)近年來積極推進科技創新聯合攻關，密切交流協作、全面深化戰略合作，譜寫了開放共享、互利共贏的核電材料研制嶄新篇章。

▲“國和一號”示范工程效果圖

再續前緣，聯合攻關啃下水過濾芯“硬骨頭”

南京玻纖院主要從事玻璃纖維及制品的研發、設計、制造和測試評價，與核電結緣，最早可以追溯到上世紀90年代。當時，在上海核工院總包設計的中國第一個出口核電站——巴基斯坦恰希瑪核電站項目中，南京玻纖院就承擔了水過濾器濾芯的研制工作。這為雙方日后形成緊密的合作關系奠定了基礎。

核電站里的水過濾器系統，就相當于人體的腎臟，主要起凈化過濾功能。過濾器系統使用的玻璃纖維材料，是將玻璃拉絲制作成比頭發還細十幾分之一的纖維絲，經過堆積、折疊等工藝后制作成為過濾材料，可以在水流經時將顆粒物攔截。受當時技術所限，第二代核電站使用的玻璃纖維過濾材料無法很好的控制二氧化硅的析出，形成的硅酸鹽物質會侵蝕過濾材料，導致濾芯使用壽命較短，平均每六個月就需要更換一次。

時間來到2008年，國家電投全面啟動大型先進壓水堆核電站“國和一號”的研發，建立了以上海核工院為技術責任單位，國內科研院所、裝備制造企業、高等院校等700余家單位及3萬余名科研人員參與的產學研用相結合的協同創新體系，向著100%國產化能力目標全力進軍。

這也為南京玻纖院時隔十幾年重啟核電材料領域的研發，創造了機會。

“2017年的時候，我們了解到第三代核電站水過濾器濾芯使用壽命問題仍沒有得到解決，對進口材料仍然十分依賴”，南京玻纖院戰略總監吳耀春主動聯系了上海核工院尋求合作可能，并成立了防護材料攻關團隊開展預研究，結合最新的技術經驗積累開發樣品進行檢測，鉚足了勁兒要啃下這塊‘硬骨頭’。

新研發的材料到底靠不靠譜，能否滿足核電站內部高溫、大流量和其他特殊工況環境要求，光有實驗室里圍繞著瓶瓶罐罐完成的靜態實驗結果還不夠，必須在接近實際應用場景的環境下進行驗證才行。在上海核工院引領下，雙方共同啟動了應用臺架的設計與優化工作，以測試材料的實際服役性能，獲取連續可靠的運行數據支撐。

2019年1月，上海核工院與南京玻纖院共同承擔了國家科技重大專項中“高性能水過濾器濾芯研制”課題。在此基礎上，2020年，兩家企業簽訂戰略合作框架協議，共同推動核電防護材料領域全方位合作，聯合開展材料技術攻關、國產化研制、測試評價和推廣應用等工作。

克服重重困難，國產化研制工作取得了顯著成績。經過了特殊化學處理、適用于“國和一號”核電型號的過濾材料壽命延長了3到4倍，更換周期在18至20個月，產品性能大大超越了國外水平。國家重大專項課題高分通過驗收，水濾芯順利通過鑒定并轉入產業化階段，為核電站安全運行提供了材料保障，打通了關鍵材料國產化全流程。

“不僅產品性能已經超越了國外水平，而且我們共同設計、優化、搭建的驗證臺架，一直到現在還能正常運行，能夠幫助不同型號的核電站進行質量分析判斷”，提起多年聯合攻關下所取得的成果，吳耀春無比自豪。

”從“腎”到“肺”，全面提升研發合作縱向深度

2022年2月28日，“國和一號”產業鏈聯盟正式成立，上海核工院作為聯盟技術牽頭單位，構建了一套新型舉國體制下行之有效的組織協調模式機制，明晰資源在哪、需求在哪、困難在哪、誰來攻克難題，指導與引導不同企業共同參與，持續推動產業鏈上下游企業深度融合。

“國和一號”產業鏈聯盟的成立，為聯盟單位的合作提供了更開放、高效的平臺。2022年8月17日舉行的第四屆長三角一體化發展高層論壇上，南京玻纖院正式加入了產業鏈聯盟。

“加入聯盟給我最大的感觸就是，我們不是一年開一次會領一些材料回去就結束了，而是通過建立定期、高效的溝通交流機制，如同‘滾雪球’一般，給聯盟單位不斷創造各種‘大合作’和‘小合作’的機會。” 吳耀春表示，借助聯盟提供的平臺，能夠讓企業負責人面對面、有針對性地溝通，從而更容易促成一部分頂層合作，明確規劃和方向，這樣一來也更有利于后續具體項目合作的開展和延伸。

南京玻纖院與上海核工院的合作攻關過程中，還在黨組織聯建共建的基礎上，將合作范圍從水過濾器濾芯的研制，拓展至空氣過濾器材料。按吳耀春的話來說，就是大家聊著聊著，就從核電站的“腎”聊到了核電站的“肺”，雙方一拍即合，合作效率和效果都大大提升。

之后，上海核工院還委托南京玻纖院完成了質輕高強防火板國產化和防火隔熱一體化風管研制項目，雙方積極推進的ATF包殼管等關鍵材料研發也已取得了重要的研究成果。目前，南京玻纖院已至少與上海核工院的6個部所，圍繞過濾材料、保溫絕熱材料和復合材料三大方向分別開展了雙向委托和聯合攻關。“上海核工院憑借豐富的核電研發、設計、工程建設管理經驗，從頭到尾牽引著各個項目環節，因此才能完成高效的研發，取得良好的效果。雙方聯合攻關、緊密協作和扎實投入，使我們的合作成果經得起各種考驗”。在各個項目開展過程中，大家都不當“甩手掌柜”，而是通過密切交流、節點督導、嚴格驗收等，扎實完成各項進展。

牽引賦能，合力拓展產品體系應用廣度

截至2023年底，“國和一號”產業鏈已實現整機100%國產化替代能力，截止今年6月，產業鏈聯盟單位已達114家。產業鏈組織和資源配置能力持續提升，產業鏈合作模式和管理機制也在持續優化，進一步實現了產業鏈供應鏈體系的高效集成和對接。立足長遠考慮，產業鏈聯盟不僅僅是要培養各聯盟單位取得技術上的突破，更要推動其在市場占有率和競爭優勢的提高。

吳耀春指出，將科研成果轉化為標準是南京玻纖院一直以來的良好實踐，建立了標準后，不但有利于成果的進一步推廣，也能為整個行業提供遵循導向。“在和上海核工院的合作過程中，我們還協同聯盟中的部分業主單位，基于數據制定標準，彌補核電相關領域的空白。這樣能夠避免行業內的重復投資、重復研發和重復建設。”

在為社會提供更可靠、更多用途、更加智慧的核能體系，搶占產業鏈前沿制高點的同時，“國和一號”產業鏈聯盟也不斷為聯盟單位開拓市場，通過輻射帶動效應讓產業鏈研發的新設備、新材料廣泛應用于核電領域以外的場景之中。

“研發工作在很大程度上是圍繞某一個技術痛點開展的，其核心技術甚至能夠應用到很多看似毫不相關的領域。”吳耀春舉例說，借助產業鏈聯盟的平臺優勢，南京玻纖院研制的幾種復合材料已經應用在了風電等新能源領域。因為核心技術相通，他的同事也正在研究，將新研發的包殼管預制體材料應用于醫療領域的人工椎間盤上。

據悉，“國和一號”研發成功的部分核工業產品，包括焊材、電纜接插件、數字化儀控系統等，已應用于航空航天等重要領域。通過精準解決裝備制造上的共性問題，帶動更多領域關鍵技術的全面提升，從而更好地“鏈”動核電產業加速升級。