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    引言

    2007年，正式掛牌的國(guó)家核電技術(shù)公司（以下簡(jiǎn)稱“國(guó)核技”），受命代表國(guó)家受讓美國(guó)西屋第三代核電技術(shù)，負(fù)責(zé)實(shí)施浙江三門1、2號(hào)機(jī)組和海陽(yáng)1、2號(hào)機(jī)組四臺(tái)首批AP1000自主化依托項(xiàng)目的工程管理，并通過引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新，形成我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核電技術(shù)品牌。在技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同談判過程中，國(guó)核技提出，只要中方能夠利用轉(zhuǎn)讓的技術(shù)研發(fā)出功率超過AP1000設(shè)計(jì)功率（125萬千瓦）的機(jī)型，就可以擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。但是西屋公司為了保護(hù)自己的利益，提出只要這類機(jī)型的功率小于135萬千瓦，知識(shí)產(chǎn)權(quán)仍舊屬于西屋公司，只有研制出功率大于135萬千瓦的機(jī)型，中方才可以擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。國(guó)核技接受了這個(gè)條件，決定開發(fā)設(shè)計(jì)功率為140萬千瓦的CAP1400機(jī)型。后來，國(guó)家科技部頒布的2006-2020年16個(gè)國(guó)家重大科技示范工程中的大型壓水堆核電廠示范工程項(xiàng)目，其建設(shè)內(nèi)容從中核集團(tuán)自主研發(fā)多年的CP1000，轉(zhuǎn)為國(guó)核技即將開始研發(fā)的CAP1400。

    作為AP1000全球首堆工程的三門1號(hào)機(jī)組，自2009年3月底澆灌第一罐混凝土后，歷經(jīng)艱難曲折，重大核心設(shè)備研制一再受阻，原定2013年底并網(wǎng)發(fā)電的工期一再推遲，直到2016年底才總算是完成了冷試、熱試的主要試驗(yàn)項(xiàng)目。在此，筆者愿向三門核電業(yè)主建言：1、切忌浮躁和僥幸心理，沉下心來組織人員認(rèn)真總結(jié)所有冷、熱態(tài)調(diào)試試驗(yàn)結(jié)果，特別是非能動(dòng)安全系統(tǒng)和美國(guó)核管會(huì)NRC向美國(guó)四臺(tái)AP1000在建機(jī)組頒發(fā)的建造運(yùn)行許可證（COL）中與調(diào)試有關(guān)的許可證修正項(xiàng)，并與機(jī)組的技術(shù)規(guī)格書進(jìn)行對(duì)比分析；2、如發(fā)現(xiàn)有需補(bǔ)做或重做的試驗(yàn)，應(yīng)及時(shí)安排落實(shí)，對(duì)非能動(dòng)安全系統(tǒng)重做的試驗(yàn)，應(yīng)該仔細(xì)分析與技術(shù)規(guī)格書產(chǎn)生差異的原因是操作錯(cuò)誤或檢測(cè)儀表錯(cuò)誤等偶然因素，還是該系統(tǒng)實(shí)際中的固有因素，若是后者，由于涉及到機(jī)組事故處理的安全問題，則應(yīng)向國(guó)家核安全局和集團(tuán)匯報(bào)；3、要堅(jiān)持核工業(yè)部的優(yōu)良傳統(tǒng)，調(diào)試階段發(fā)現(xiàn)的缺陷或潛在隱患，應(yīng)該在本階段徹底解決，絕不能帶病轉(zhuǎn)階段。需知，反應(yīng)堆裝料后，再有什么差錯(cuò)，問題處理將由于帶放射性操作而變得難上加難；4、在上述工作的基礎(chǔ)上，向國(guó)家核安全局提交能經(jīng)受的住國(guó)內(nèi)外核電專家評(píng)審和歷史考驗(yàn)的熱態(tài)調(diào)試報(bào)告，再轉(zhuǎn)入下階段工作。

    鑒于AP1000屏蔽主泵實(shí)際制造過程中出現(xiàn)的大量問題尚未有明確結(jié)論，特別是2016年進(jìn)行的試驗(yàn)并未驗(yàn)證該屏蔽主泵能否長(zhǎng)期安全穩(wěn)定滿功率運(yùn)行，許多業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為應(yīng)該按照國(guó)際慣例，待三門1號(hào)機(jī)組經(jīng)過1年的試運(yùn)行并加以改進(jìn)后，才可以開展后續(xù)工程的建設(shè)。

    隨著CAP1400研發(fā)工作的開展，西屋公司橫生枝節(jié)，蓄意刁難，提出要進(jìn)一步明確135萬千瓦的定義，這意味著CAP1400的實(shí)際功率為140萬千瓦的話，上網(wǎng)凈功率可能不足135萬千瓦，則知識(shí)產(chǎn)權(quán)仍屬于西屋公司。為此，國(guó)核技領(lǐng)導(dǎo)決定將CAP1400的實(shí)際功率提高到150萬千瓦，針對(duì)山東石島灣示范工程的具體場(chǎng)址條件，甚至可高達(dá)158萬千瓦，以擺脫西屋公司的無理糾纏，但是這對(duì)CAP1400的研發(fā)和工程建設(shè)均增加了不小的難度。本文將通過與AP1000依托項(xiàng)目機(jī)組實(shí)際情況的對(duì)比，分析CAP1400在技術(shù)和工程管理方面面臨的主要挑戰(zhàn)。這些無法回避的挑戰(zhàn)能否順利解決，將決定著CAP1400工程建設(shè)的順利與否，必須予以充分重視。

    挑戰(zhàn)之一：非能動(dòng)安全系統(tǒng)空前嚴(yán)酷的極限工作條件

    與二代改壓水堆技術(shù)相比，三代壓水堆技術(shù)的顯著特點(diǎn)是具有一套較為完整的預(yù)防和緩解嚴(yán)重事故后果的工程設(shè)施，從而顯著提高了機(jī)組的安全性。所謂嚴(yán)重事故，是指核電廠反應(yīng)堆堆芯發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞，甚至導(dǎo)致大量放射性物質(zhì)向環(huán)境釋放的重大事故。為防止大量放射性物質(zhì)向環(huán)境釋放，最容易想到的方法是將嚴(yán)重事故時(shí)產(chǎn)生的堆芯熔融物始終保持在反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)，即所謂的“堆芯熔融物壓力容器內(nèi)滯留（IVR）“技術(shù)。

    IVR基于的原理是：當(dāng)反應(yīng)堆發(fā)生堆芯熔化時(shí)，用安全殼內(nèi)置換料水箱的水注滿反應(yīng)堆堆腔，利用冷熱端的密度差和高程差形成的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行自然循環(huán)，非能動(dòng)的導(dǎo)出堆芯熔融物的熱量，以避免熾熱的堆芯熔融物將壓力容器下封頭熔穿。這種情況下必須考慮的風(fēng)險(xiǎn)是所謂的沸騰危機(jī)，即在這種非能動(dòng)傳熱條件下，從下封頭導(dǎo)出熱量的最大熱流密度必須小于該工況下的臨界熱流密度，使壓力容器外壁傳熱始終處于泡核沸騰狀態(tài)。否則，當(dāng)下封頭熱流密度超過臨界熱流密度時(shí)，泡核沸騰將突然轉(zhuǎn)為膜態(tài)沸騰，使傳熱狀況急劇惡化，壓力容器的壁溫迅速增加，進(jìn)而熔穿壓力容器，導(dǎo)致從壓力容器流出的堆芯熔融物與堆腔中的水發(fā)生猛烈的蒸汽爆炸，使事故進(jìn)一步擴(kuò)大，從而對(duì)反應(yīng)堆堆腔和安全殼的完整性造成不可接受的后果。

    對(duì)于IVR技術(shù)的這種風(fēng)險(xiǎn)，經(jīng)濟(jì)合作和發(fā)展組織（OECD）十分重視，并于1994年啟動(dòng)了為期3年的RASPLAV試驗(yàn)計(jì)劃，由俄羅斯庫(kù)爾恰托夫原子能研究院牽頭，包括美國(guó)西屋公司和法國(guó)阿海琺在內(nèi)的14家科研機(jī)構(gòu)共同參加，使用真實(shí)的堆芯材料對(duì)IVR開展試驗(yàn)研究。此外，美國(guó)愛德華國(guó)家工程和環(huán)境實(shí)驗(yàn)室（INEEL）的J.H.Scobel計(jì)算得到“堆芯熔融金屬層的峰值熱流密度為1720kW／m2，在該處的臨界熱流密度為1890kW／m2，前者與后者之比為0.91”。換種說法，最小燒毀比（臨界熱流密度與最大熱流密度之比）為1.1，而通用的反應(yīng)堆熱工設(shè)計(jì)準(zhǔn)則規(guī)定的最小燒毀比一般不得低于1.3。鑒于最大熱流密度與臨界熱流密度之間的裕度太小，導(dǎo)致工程設(shè)計(jì)的不確定度難以接受。故而，法國(guó)和俄羅斯兩大核電供應(yīng)商都放棄了IVR技術(shù)，改用堆芯捕集器來預(yù)防和緩解嚴(yán)重事故。堆芯捕集器始終保持堆腔的干燥狀態(tài)，一旦堆芯熔融物熔穿下封頭，即可直接進(jìn)入設(shè)置在安全殼筏基內(nèi)的熔融物收集腔，并由冷卻水非能動(dòng)的導(dǎo)出熱量，使之凝固，從而避開了蒸汽爆炸風(fēng)險(xiǎn)，以保障安全殼完整性，避免大量放射性物質(zhì)向外釋放。

    值得注意的是，在我國(guó)三代核電技術(shù)國(guó)際招標(biāo)期間，法國(guó)阿海琺公司曾公開撰文指出西屋公司AP1000的IVR技術(shù)存在的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。一家公司在招標(biāo)過程中對(duì)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的技術(shù)公開提出質(zhì)疑，這在國(guó)際招標(biāo)史上非常罕見。

    上世紀(jì)八十年代，西屋公司將包括IVR在內(nèi)的非能動(dòng)安全技術(shù)用于60萬千瓦的中等功率機(jī)組AP600的概念設(shè)計(jì)上，并安排了大量的程序計(jì)算和科研試驗(yàn)研究，最終于1998年得到了美國(guó)核管會(huì)（NRC）的最終設(shè)計(jì)批準(zhǔn)（FDA）。后來，西屋公司將這套非能動(dòng)安全理念拓展到百萬千瓦級(jí)AP1000的設(shè)計(jì)上。盡管功率翻了一番，增至了125萬千瓦，但由于缺少經(jīng)費(fèi)等原因，在研發(fā)過程中很多結(jié)果是直接從AP600的試驗(yàn)結(jié)果中推演出來的。直到中標(biāo)中國(guó)三代核電，才補(bǔ)做了一些試驗(yàn)研究和理論分析。在美國(guó)核管會(huì)對(duì)西屋公司提交的設(shè)計(jì)控制文件（DCD）第15版到第19版的評(píng)審過程中，IVR只是做了理論計(jì)算，沒有再做試驗(yàn)研究。

    現(xiàn)在CAP1400的設(shè)計(jì)功率又比AP1000大了20%，堆芯燃料裝載量也比AP1000有大幅度增加。因此，眾多業(yè)內(nèi)專家均對(duì)IVR技術(shù)應(yīng)用于CAP1400機(jī)組上的工程可靠性極為關(guān)注。2014年8月，為了驗(yàn)證CAP1400的設(shè)計(jì)，國(guó)核技決定開展非能動(dòng)堆芯冷卻、熔融物滯留、非能動(dòng)安全殼冷卻、堆內(nèi)構(gòu)件水力特性、堆內(nèi)構(gòu)件流致振動(dòng)、蒸汽發(fā)生器及其關(guān)鍵部件性能等方面的六大關(guān)鍵試驗(yàn)，這些工作是非常必要的。但使人費(fèi)解的是，其他五個(gè)試驗(yàn)都是由行業(yè)內(nèi)具備科研實(shí)力的權(quán)威科研機(jī)構(gòu)承擔(dān)，而其中安全風(fēng)險(xiǎn)最大的一個(gè)試驗(yàn)——CAP1400 熔融物壓力容器內(nèi)滯留試驗(yàn)(IVR)項(xiàng)下“全尺寸下封頭外壁臨界熱流密度和流道流動(dòng)試驗(yàn)”卻是由上海交大承擔(dān)。一般認(rèn)為，高等院校擅長(zhǎng)的是機(jī)理性試驗(yàn)研究，通過對(duì)工程實(shí)際進(jìn)行大量的簡(jiǎn)化和條件假設(shè)，得出一些機(jī)理性的試驗(yàn)結(jié)果。然而這對(duì)于核電技術(shù)所需的工程驗(yàn)證試驗(yàn)顯然是不夠的。

    筆者認(rèn)為，對(duì)于全尺寸下封頭IVR工程驗(yàn)證試驗(yàn)，核心關(guān)鍵有兩點(diǎn)：一是對(duì)反應(yīng)堆堆芯熔化全過程這一世界級(jí)難題的準(zhǔn)確掌握和精確模擬；二是精確模擬堆外冷卻水的非能動(dòng)全尺寸驅(qū)動(dòng)力和流道。二者缺一不可，否則都會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果正確性產(chǎn)生重大影響，很難起到工程驗(yàn)證的作用。據(jù)上海交大介紹，IVR試驗(yàn)的下封頭材料采用了核電廠原型材料，是該項(xiàng)試驗(yàn)的一大創(chuàng)新點(diǎn)。但與上面兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)相比，反應(yīng)堆壓力容器下封頭材料的影響是次要的。由于筆者不掌握第一手材料，不知道上海交大是如何分析描述反應(yīng)堆堆芯熔化的全過程，以及上海交大是否將其試驗(yàn)結(jié)果與OECD的試驗(yàn)以及美國(guó)愛德華國(guó)家工程和環(huán)境實(shí)驗(yàn)室（INEEL）的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行過對(duì)比和綜合分析。

    2014年9月下旬，在國(guó)家能源局組織的核電新項(xiàng)目開工可行性專家研討會(huì)上，國(guó)核技董事長(zhǎng)王炳華曾表示會(huì)后將安排國(guó)核技專家就此問題與參會(huì)專家交流，但后續(xù)始終未做過進(jìn)一步的說明。因此，業(yè)界專家對(duì)CAP1400中IVR技術(shù)工程可靠性的安全疑慮，至今仍未消除。

    挑戰(zhàn)之二：關(guān)鍵核心設(shè)備和系統(tǒng)性能的新高

    在AP1000技術(shù)招投標(biāo)和中標(biāo)后的合同談判過程中，國(guó)核技主要負(fù)責(zé)人和籌備組領(lǐng)導(dǎo)都一再宣稱西屋公司做出了 “三個(gè)100%”的承諾，即：100%滿足首批四臺(tái)AP1000核電機(jī)組工程建設(shè)需要、100%保證AP1000技術(shù)轉(zhuǎn)讓的完整性和100%實(shí)現(xiàn)AP1000關(guān)鍵設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化。然而，近十年的實(shí)際情況卻完全揭示了西屋公司三個(gè)100%的口頭承諾與其實(shí)際做法大相徑庭，實(shí)質(zhì)上就是一條，100%地保證西屋公司和美國(guó)的利益。

    要明確的是，西屋公司向中方進(jìn)行的技術(shù)轉(zhuǎn)讓，只是轉(zhuǎn)讓技術(shù)在中國(guó)的使用權(quán)，而非知識(shí)產(chǎn)權(quán)。因?yàn)樵诩夹g(shù)轉(zhuǎn)讓合同中的約定是，中方可以利用AP1000技術(shù)在國(guó)內(nèi)建設(shè)核電廠，如若向國(guó)外出口中國(guó)AP系列機(jī)組或者轉(zhuǎn)讓其技術(shù)，都必須得到西屋公司的書面同意。即便是中方使用轉(zhuǎn)讓的技術(shù)自主研制出來的關(guān)鍵設(shè)備，在出口時(shí)也必須向西屋公司支付相應(yīng)的專利使用費(fèi)。

    隨著本世紀(jì)初一批兩代改壓水堆核電機(jī)組的開工建設(shè)，我國(guó)核電設(shè)備制造能力顯著提高，在AP1000技術(shù)轉(zhuǎn)讓清單中的許多設(shè)備和原材料，如重型鍛件、AP1000主管道、鋯材的國(guó)產(chǎn)化，以及AP1000燃料組件等的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)都較快地得以實(shí)現(xiàn)。但由西屋公司獨(dú)家供貨的核心設(shè)備和系統(tǒng)，如屏蔽主泵和核電廠全數(shù)字化儀控系統(tǒng)等，卻由于種種原因，沒有實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。也就是說，西屋公司 “向中國(guó)100%的技術(shù)轉(zhuǎn)讓和100%支持中國(guó)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化”等承諾實(shí)際上已被束之高閣。

    西屋公司為了實(shí)現(xiàn)全部采用非能動(dòng)安全系統(tǒng)的目標(biāo)，不得不放棄迄今為止全世界所有商用壓水堆核電廠無一例外采用的軸封式主泵，轉(zhuǎn)而采用效率低、功率和流量難以做大的屏蔽式主泵。西屋公司的這種屏蔽式主泵在美國(guó)核潛艇和航母上有較豐富的使用經(jīng)驗(yàn)，但這類屏蔽泵的功率、流量以及運(yùn)行方式與商用核電廠大不相同，特別是核電廠屏蔽主泵上必須加裝巨大的惰轉(zhuǎn)飛輪，以滿足核電廠主泵外電源斷電后，惰轉(zhuǎn)時(shí)間不低于30秒鐘的要求。增設(shè)飛輪將對(duì)泵軸的受力、主泵的動(dòng)平衡，以及軸承可能發(fā)生的偏磨等造成很大的影響。此外，西屋公司為兌現(xiàn)其對(duì)美國(guó)國(guó)會(huì)“絕對(duì)不向中國(guó)泄露軍用屏蔽泵技術(shù)”的承諾，借口保密原因，不向中國(guó)轉(zhuǎn)讓屬于西屋公司的5個(gè)熱工流體設(shè)計(jì)源程序，而只提供二進(jìn)制代碼，造成中方技術(shù)受讓企業(yè)不可能從二進(jìn)制代碼了解到軟件設(shè)計(jì)中的具體技術(shù)，特別是程序中采用的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，大大增加了消化吸收再創(chuàng)新的難度，無法實(shí)現(xiàn)真正的技術(shù)轉(zhuǎn)讓。

    由于以上原因，西屋公司只能重新研制AP1000的屏蔽主泵，對(duì)西屋公司來說也是首次制造，決不是一個(gè)成熟的商用產(chǎn)品。更意想不到的是，主泵工程樣機(jī)的第一次臺(tái)架試驗(yàn)竟然連泵腔的流場(chǎng)及電力需求量都計(jì)算錯(cuò)誤。這使人不禁產(chǎn)生懷疑，原來的屏蔽泵設(shè)計(jì)軟件或許根本不能涵蓋AP1000如此大功率、高流量的屏蔽主泵設(shè)計(jì)。這期間，兩次工程樣機(jī)在美國(guó)完成性能試驗(yàn)后送到三門現(xiàn)場(chǎng)，短暫停留后又返回美國(guó)修理，直到2015年年底第三次發(fā)運(yùn)后，才在現(xiàn)場(chǎng)開始了冷熱調(diào)試。不僅如此，主泵驗(yàn)收的要求之一也從連續(xù)運(yùn)行500小時(shí)降級(jí)成為累計(jì)運(yùn)行500小時(shí)，使其與軸封泵7000小時(shí)的臺(tái)架運(yùn)行試驗(yàn)要求之間的差距更加相去甚遠(yuǎn)。所謂屏蔽主泵可以60年免維修，也被西屋公司予以否定，說是少數(shù)中國(guó)專家替西屋吹噓的。

    西屋公司對(duì)AP1000的主泵研制尚且如此，由中方制造商研制CAP1400屏蔽主泵則將更加困難。第一，CAP1400的功率比AP1000增大了20%，因而對(duì)屏蔽主泵流量的要求也要大的多。第二，中方研制的CAP1400屏蔽主泵必須按照中國(guó)交流電50Hz的頻率設(shè)計(jì)，這將使得屏蔽主泵的尺寸要比采用美國(guó)交流電60Hz頻率設(shè)計(jì)的AP1000屏蔽主泵大40%左右，給主泵與蒸汽發(fā)生器下封頭的連接造成更大的困難。2014年，時(shí)任國(guó)家能源局局長(zhǎng)吳新雄在國(guó)核技董事長(zhǎng)王炳華的陪同下前往美國(guó)西屋公司考察屏蔽泵等重要設(shè)備的制造時(shí)，西屋公司當(dāng)時(shí)未能就AP1000屏蔽主泵何時(shí)能研制出來這一問題給予吳新雄局長(zhǎng)明確答復(fù)。2014年9月，在國(guó)家能源局核電新項(xiàng)目開工可行性專家研討會(huì)上，國(guó)核技當(dāng)時(shí)展示的也僅是一堆零部件，并沒有組裝成工程樣機(jī)進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)。因此，吳新雄局長(zhǎng)在針對(duì)CAP1400新項(xiàng)目開工問題總結(jié)時(shí)提出，在核心關(guān)鍵設(shè)備的技術(shù)問題沒有梳理清楚之前不開工新項(xiàng)目。時(shí)隔兩年多，至今國(guó)核技依然沒有提供CAP1400屏蔽主泵工程樣機(jī)的臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果，也就是說現(xiàn)在實(shí)際上沒人能講清楚CAP1400的屏蔽主泵何時(shí)能研制成功。

    由于對(duì)國(guó)產(chǎn)化屏蔽主泵的研制信心不足，作為一種后備方案，國(guó)核技還委托了德國(guó)KSB公司研發(fā)用于CAP1400機(jī)組的濕繞組主泵。由于KSB公司是專業(yè)做沸水堆主泵的公司，雖然承諾給國(guó)核技研發(fā)CAP1400的濕繞組主泵，但是對(duì)KSB公司來說，研制如此大功率的濕繞組主泵也是第一次。KSB公司提出所有的研制經(jīng)費(fèi)由其自行承擔(dān)，但要求國(guó)核技同意，一旦研制成功，所有CAP1400所需主泵都得采用KSB公司的主泵。從2014年年底前的首次臺(tái)架試驗(yàn)失敗，直到2016年4月，由于一些難以攻克的技術(shù)難關(guān)，KSB公司宣布擱置濕繞組主泵的開發(fā)。據(jù)說現(xiàn)在又應(yīng)國(guó)核技要求，重新啟動(dòng)研發(fā)工作。看來，CAP1400屏蔽主泵的自主設(shè)計(jì)成功的風(fēng)險(xiǎn)將比AP1000屏蔽主泵的國(guó)產(chǎn)化難的多，如果采用濕繞組主泵，CAP1400主泵的自主設(shè)計(jì)則更將無從談起。

    現(xiàn)在數(shù)字化儀控系統(tǒng)也出現(xiàn)了類似情況。2016年，西屋公司在上海獨(dú)資成立了西屋中國(guó)工程技術(shù)及運(yùn)營(yíng)中心，加速推進(jìn)數(shù)字化儀控系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備和部件的本地化戰(zhàn)略，這顯然是不想與中方合作，企圖獨(dú)占中國(guó)AP系列核電廠的數(shù)字化儀控系統(tǒng)市場(chǎng)。由于西屋公司不轉(zhuǎn)讓數(shù)字化儀控系統(tǒng)技術(shù)，連國(guó)核技都只能轉(zhuǎn)向另一家著名公司尋求幫助。據(jù)權(quán)威專家透露，中核集團(tuán)和中廣核集團(tuán)為了能自主開展承建的AP1000項(xiàng)目的實(shí)際工作，希望西屋公司能轉(zhuǎn)讓數(shù)字化儀控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)，西屋公司表示AP1000數(shù)字化儀控系統(tǒng)技術(shù)不轉(zhuǎn)讓，如果需要，兩個(gè)集團(tuán)可分別向西屋公司訂購(gòu)10套。到目前為止，筆者尚不清楚CAP1400數(shù)字化儀控系統(tǒng)是合作開發(fā)，還是由國(guó)核技自主研發(fā)。

    挑戰(zhàn)之三：不正常的商用核電廠建設(shè)程序

    集我國(guó)核電建設(shè)近四十年的經(jīng)驗(yàn)之大成，核電界普遍認(rèn)識(shí)到，核電廠建設(shè)階段的所有活動(dòng)都圍繞著核電廠業(yè)主的根本目標(biāo)進(jìn)行，即在保證“安全第一、質(zhì)量第一”的前提下，在預(yù)先確定的建設(shè)周期和投資總額范圍內(nèi)建成核電機(jī)組。業(yè)主要根據(jù)所采用的機(jī)型選擇最適當(dāng)?shù)某薪▎挝唬?fù)責(zé)交鑰匙工程或者做為EPC總承包商。總承包商將負(fù)責(zé)制定相應(yīng)的里程碑節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度，選擇有資質(zhì)的土建、安裝承包單位，按照進(jìn)度要求提前訂購(gòu)長(zhǎng)周期重大設(shè)備，并負(fù)責(zé)工程現(xiàn)場(chǎng)的管理和各種協(xié)調(diào)工作。總體上說，核電廠建設(shè)的各大承包商和業(yè)主的基本利益是一致的，都會(huì)盡力按照業(yè)主的要求完成合同規(guī)定的分類工作。總承包商首先要與業(yè)主商定的是設(shè)計(jì)輸入固化（或稱凍結(jié)）期限，也就是說在該設(shè)計(jì)輸入固化期限之后，無論是業(yè)主還是承包商，都不能再提出對(duì)核電廠設(shè)計(jì)輸入的重大修改，否則，提出方應(yīng)對(duì)由此產(chǎn)生的工程延期進(jìn)而導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失承擔(dān)全部責(zé)任。但在三門1號(hào)機(jī)組的工程實(shí)踐中卻完全看不到這一點(diǎn)。

    三門核電業(yè)主原先打算建造的是中核集團(tuán)自主研發(fā)的二代改CP1000機(jī)組，根據(jù)三代壓水堆技術(shù)國(guó)際招標(biāo)的結(jié)果，政府有關(guān)部門指定三門項(xiàng)目改為AP1000國(guó)產(chǎn)化依托項(xiàng)目，所以建設(shè)機(jī)型也就必須采用AP1000技術(shù)。由于AP1000是由西屋公司獨(dú)立研發(fā)的第三代核電技術(shù)，因此在三門核電機(jī)組建設(shè)合同談判中，業(yè)主理所當(dāng)然地提出由西屋公司實(shí)施交鑰匙工程，至少要做EPC的總承包商。但西屋公司堅(jiān)決不同意，只愿意提供核島主要設(shè)備的設(shè)計(jì)和技術(shù)服務(wù)。最后，只能由當(dāng)“學(xué)生”的國(guó)核技設(shè)計(jì)院做為4個(gè)自主化依托項(xiàng)目機(jī)組的總承包商。而國(guó)核技設(shè)計(jì)院由于缺乏經(jīng)驗(yàn)，在工程進(jìn)度和各項(xiàng)工作安排中均聽命于西屋公司。

    現(xiàn)在回顧這段歷史，西屋公司堅(jiān)決不做總承包商是有深層次原因的。中國(guó)進(jìn)行三代壓水堆國(guó)際招標(biāo)時(shí)，曾兩次推遲開標(biāo)時(shí)間，主要是因?yàn)槲魑莨镜腁P1000設(shè)計(jì)尚未得到美國(guó)核監(jiān)管當(dāng)局NRC的安全設(shè)計(jì)批準(zhǔn)。直到不能再延期開標(biāo)的2005年年底，NRC才頒發(fā)了對(duì)AP1000設(shè)計(jì)控制文件（DCD）第15版的批準(zhǔn)，使得AP1000在中國(guó)具備了投標(biāo)的基本條件，且最終使西屋得以中標(biāo)。但在該批準(zhǔn)書頒布后一個(gè)月左右，當(dāng)美國(guó)核電業(yè)主聯(lián)合西屋公司提出新建AP1000機(jī)組COL申請(qǐng)要求時(shí)，NRC明確指出，西屋公司必須修改之前的設(shè)計(jì)文件資料，并于半年內(nèi)重新提交審查。但西屋公司此次重新提交資料后，卻未能得到NRC認(rèn)可，西屋公司又陸續(xù)修訂提交了DCD16、17和18版，直到六年后的2011年底，NRC才批準(zhǔn)了西屋公司提交的DCD第19版，DCD第15版隨之被廢止。可見，西屋公司實(shí)際早就知道它必須修改當(dāng)時(shí)的AP1000設(shè)計(jì)文件，才能滿足NRC在美國(guó)建造AP1000機(jī)組的相關(guān)核安全要求。在2007年，中美雙方簽訂技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同和依托項(xiàng)目建造合同時(shí)，盡管文件中明確規(guī)定以DCD第15版進(jìn)行設(shè)計(jì)，但西屋公司又誘以他們已開始進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，故而在技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同中又規(guī)定，西屋公司要及時(shí)向中方提供設(shè)計(jì)修改的資料。更耐人尋味的是，在DCD第19版批準(zhǔn)發(fā)布后，當(dāng)NRC在討論美國(guó)核電業(yè)主提出的COL申請(qǐng)時(shí)，其主席仍然投了反對(duì)票，并憤而辭職。據(jù)美國(guó)媒體報(bào)道，美國(guó)四臺(tái)在建的AP1000機(jī)組也是一再拖期，且其業(yè)主堅(jiān)稱拖期損失應(yīng)由西屋公司承擔(dān)，西屋公司也實(shí)際支付了大筆賠償金。

    事實(shí)上，西屋公司在2007年以后就開始為申請(qǐng)AP1000在美國(guó)的批準(zhǔn)持續(xù)進(jìn)行設(shè)計(jì)修改，從而導(dǎo)致大量的設(shè)計(jì)修改文件源源不斷地從美國(guó)發(fā)到三門現(xiàn)場(chǎng)，甚至有的修改文件尚未執(zhí)行，新的修改文件又到了。更可笑的是，每一份設(shè)計(jì)文件不論其有效與否都要向業(yè)主收取費(fèi)用。西屋公司當(dāng)然知道這些文件的實(shí)施必將導(dǎo)致三門核電機(jī)組建設(shè)的拖期。修改文件總數(shù)高達(dá)兩三萬份，對(duì)三門核電建設(shè)周期的影響至少長(zhǎng)達(dá)5年左右。這對(duì)業(yè)主造成了數(shù)百億元的財(cái)務(wù)損失，但由于西屋公司作為市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的老手，堅(jiān)決不做總承包商，故而逃避了總承包商的賠償責(zé)任，只承擔(dān)了其合同金額百分之幾的賠償。可以對(duì)比近期媒體上披露的數(shù)據(jù)，由于西屋公司承建的美國(guó)四臺(tái)AP1000機(jī)組工程進(jìn)度嚴(yán)重拖期造成的賠償?shù)仍颍瑬|芝公司到2016年5月因核電項(xiàng)目拖期造成的虧損高達(dá)44億美元。而國(guó)核技設(shè)計(jì)單位出于對(duì)西屋公司技術(shù)的渴望，能有這樣免費(fèi)獲得設(shè)計(jì)修改文件的機(jī)會(huì)當(dāng)然不會(huì)放棄，所以對(duì)三門項(xiàng)目的拖期既沒能力，也沒有積極性干預(yù)。事實(shí)證明，西屋公司原本就是要把中國(guó)四臺(tái)商用核電廠依托項(xiàng)目當(dāng)做完善其AP1000知識(shí)產(chǎn)權(quán)的試驗(yàn)田，根本不關(guān)心建設(shè)工期，西屋公司承諾的“100%滿足首批四臺(tái)AP1000核電機(jī)組工程建設(shè)需要”完全是一張不想兌現(xiàn)的空頭支票。在這樣的大背景下，三門核電業(yè)主只有自認(rèn)倒霉。

    西屋公司從2007年就開始進(jìn)行屏蔽主泵的研制工作，原以為花個(gè)兩三年的時(shí)間即可完成試制，殊不知難度之大完全超出其預(yù)想，這是造成三門1號(hào)機(jī)組直到2016年初才開始進(jìn)行大規(guī)模調(diào)試的主要原因。而現(xiàn)在的數(shù)字化儀控系統(tǒng)，則更暴露了西屋公司背棄自己的諾言，要用其獨(dú)門技術(shù)來控制中國(guó)核電市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)自身利益的最大化。

    現(xiàn)在回頭來看三門1號(hào)機(jī)組等依托項(xiàng)目拖期的主要原因，前期主要是因?yàn)锳P1000技術(shù)不成熟，施工設(shè)計(jì)圖紙難以固化，出現(xiàn)大量修改，現(xiàn)場(chǎng)無法施工，掩蓋了當(dāng)時(shí)屏蔽主泵研制已經(jīng)拖期的事實(shí)，直到土建基本完工后，屏蔽主泵研制問題這一造成項(xiàng)目進(jìn)一步拖期的主要原因才凸顯出來，而且至今仍未徹底解決。業(yè)內(nèi)皆知，建造一種新機(jī)型核電廠，最容易造成工程拖期的主要因素就是設(shè)計(jì)圖紙是否固化和新使用的重大關(guān)鍵設(shè)備研制是否順利這兩個(gè)方面，因此都必須先固化設(shè)計(jì)圖紙和取得重大關(guān)鍵核心設(shè)備工程試驗(yàn)成功，這既是客觀規(guī)律，也是開工的必要條件。而三門AP1000依托項(xiàng)目正是由于采用了不正常的核電建設(shè)程序，違背了這一規(guī)律，因此在這兩個(gè)方面出了問題，導(dǎo)致工程一直拖期。

    CAP1400工程建設(shè)與三門情況不一樣的是，作為國(guó)家重大科技示范工程，建設(shè)經(jīng)費(fèi)由國(guó)家出資，國(guó)核技作為EPC總承包商。從這點(diǎn)來說，國(guó)核技的積極性和經(jīng)費(fèi)保證似乎要好于三門依托項(xiàng)目，況且DCD第19版已得到美國(guó)NRC的批準(zhǔn)，CAP1400的設(shè)計(jì)全靠國(guó)核技自身的再創(chuàng)新能力。由于CAP1400沿襲了AP1000的系統(tǒng)配置和雙環(huán)路布置方案，只是為了增大反應(yīng)堆機(jī)組功率，因此國(guó)核技也僅僅對(duì)壓力容器尺寸和堆芯燃料組件數(shù)目、一回路主管路口徑，以及安全殼增容等方面進(jìn)行了放大，以便設(shè)計(jì)圖紙種類和數(shù)量、土建設(shè)施的力學(xué)計(jì)算等方面可以大量借鑒AP1000的設(shè)計(jì)，再加上幾年前CAP1400數(shù)度申請(qǐng)開工未獲批準(zhǔn)，設(shè)計(jì)圖紙似乎應(yīng)有足夠的時(shí)間加以設(shè)計(jì)固化和細(xì)化。但是示范工程的難度大多轉(zhuǎn)移到設(shè)備制造上，我國(guó)目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化的大型設(shè)備，如壓力容器、堆內(nèi)構(gòu)件、蒸汽發(fā)生器等，均還從未生產(chǎn)過尺寸這么龐大的設(shè)備，這使得這些設(shè)備的制造成功率和制造周期都值得特別關(guān)注。如前文分析，長(zhǎng)周期重大設(shè)備的制造，特別是屏蔽主泵的研制，將是工程建設(shè)關(guān)鍵路徑的決定性因素。另外，由于缺乏設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)，DCD第19版提出的在反應(yīng)堆屏蔽廠房頂部結(jié)構(gòu)需采用鋼板混凝土的施工要求在三門、海陽(yáng)依托項(xiàng)目中均未實(shí)施，現(xiàn)在CAP1400工程必須根據(jù)新頒布的HAF102要求，采用鋼板混凝土施工，也給反應(yīng)堆屏蔽廠房施工帶來了不小的挑戰(zhàn)。

    如果在IVR技術(shù)未得到充分驗(yàn)證，屏蔽主泵問題未解決，關(guān)鍵核心設(shè)備國(guó)產(chǎn)化問題未得到明確之前，在2017年開工CAP1400項(xiàng)目勢(shì)必重蹈三門核電的覆轍，不僅將給國(guó)家利益造成重大損失，也將對(duì)中國(guó)三代核電技術(shù)的自主化和出口造成嚴(yán)重的負(fù)面影響。再退一步說，即使2017年開工，也已無法滿足《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》中提出的“2020年，CAP1400示范工程力爭(zhēng)建設(shè)完成”的目標(biāo)。因此，近期內(nèi)開工CAP1400的迫切性需要再斟酌。反之，在三大挑戰(zhàn)得到合理解決后，通過認(rèn)真吸取AP1000依托項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，合理掌握CAP1400示范工程的開工時(shí)機(jī)，才可能按照預(yù)定工期取得較理想的結(jié)果。

    結(jié)語(yǔ)

    無論中外，核電項(xiàng)目從來都是國(guó)家政治、外交、經(jīng)濟(jì)博弈的籌碼。一方面，我們必須考慮到特朗普政府上臺(tái)后，極力追求的是美國(guó)國(guó)家利益，對(duì)華政策尚不明朗，未來中美雙方在核電合作方面無疑也存在極大的不確定性。另一方面，作為美國(guó)西屋的最大股東，日本東芝近年來也正面臨嚴(yán)重的財(cái)務(wù)困難，最近更是因?yàn)槠浜穗姌I(yè)務(wù)虧損導(dǎo)致股價(jià)連續(xù)下跌，其最高決策層已發(fā)生變動(dòng)，甚至傳說東芝已決定西屋公司今后不再參加新的核電建設(shè)，而專注于核電運(yùn)行和檢修技術(shù)服務(wù)。因此，從這個(gè)角度說，現(xiàn)在討論AP1000和CAP1400項(xiàng)目開工問題也是為時(shí)尚早，更不是開工后續(xù)AP1000和CAP1400項(xiàng)目的最佳時(shí)機(jī)。

    三代核電技術(shù)引進(jìn)在未來幾年內(nèi)仍將是中美、中日大國(guó)博弈的重要籌碼之一，鑒于“十二五”和“十三五”核電發(fā)展規(guī)劃均已無法完成，2030年的中國(guó)核電發(fā)展規(guī)劃中，自主研發(fā)的華龍一號(hào)、CAP1400，以及引進(jìn)的AP1000應(yīng)該如何布局，是一個(gè)值得認(rèn)真研究的戰(zhàn)略問題。