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堆芯探測器是關(guān)系核電廠安全穩(wěn)定運行的核心關(guān)鍵設(shè)備，也是長期依賴進口的“卡脖子”設(shè)備，直接影響我國核電建設(shè)和核電出口的自主性。中國核動力研究設(shè)計院在數(shù)十年技術(shù)積淀的基礎(chǔ)上，在集團公司大力支持下，統(tǒng)籌院內(nèi)設(shè)計、采購、制造、試驗各方力量，協(xié)同漳州核電、中國中原等用戶深度參與，成功完成產(chǎn)品科研并取得民用核安全設(shè)備設(shè)計和制造許可證，并在漳州、巴基斯坦C5等項目上實現(xiàn)國產(chǎn)首臺套產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。

問題與挑戰(zhàn)

堆芯探測器用于實時監(jiān)測堆芯中子注量率、堆芯出口溫度、壓力容器液位等重要參數(shù)，監(jiān)督堆芯的釋熱狀態(tài)和冷卻狀態(tài)，保障核反應(yīng)堆的安全穩(wěn)定運行。作為核安全級儀控設(shè)備，堆芯探測器的工程應(yīng)用需保證性能指標符合核電廠對測量系統(tǒng)的要求，同時還需取得國家核安全局頒發(fā)的民用核安全設(shè)備設(shè)計和制造許可證。

華龍一號堆芯探測器國內(nèi)尚無成熟供貨廠家，長期依賴進口，存在“卡脖子”風險，進口受到國家原子能機構(gòu)的高度關(guān)注，國產(chǎn)化需求極為迫切。

堆芯探測器設(shè)計制造難度主要體現(xiàn)在以下方面：一是國內(nèi)的研制經(jīng)驗匱乏。此前國內(nèi)核電機組全部依賴進口，在設(shè)計、制造、試驗驗證等方面缺乏經(jīng)驗。二是耐高溫、耐輻照的要求苛刻。探測器需在反應(yīng)堆內(nèi)高溫高輻照的嚴酷工況下保證長期穩(wěn)定運行，即使在事故工況下仍可持續(xù)監(jiān)測堆芯狀態(tài)。三是組裝制造工藝復(fù)雜，精度要求高。制造過程中涉及電阻焊、高頻釬焊、氬弧焊等多種焊接工藝，傳感器操作精度與定位精度控制要求苛刻。

主要舉措

一是充分發(fā)揮院整體技術(shù)優(yōu)勢，統(tǒng)籌全院設(shè)計、采購、制造、試驗各方力量。核動力院成立“核電用堆芯探測器國產(chǎn)化推進專班”，由主管院領(lǐng)導(dǎo)擔任領(lǐng)導(dǎo)小組組長，成員包含設(shè)計方、采購方、總包方、產(chǎn)品制造方、鑒定試驗方等相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)及具體負責同志。院領(lǐng)導(dǎo)靠前指揮，扁平化管理；產(chǎn)業(yè)部定期組織例會，信息及時通報，問題及時處理。院內(nèi)不同專業(yè)和部門之間通力協(xié)作，打破行政壁壘，切實加快產(chǎn)品研發(fā)和取證進程。

二是在研發(fā)取證和試制階段邀請核電業(yè)主用戶深度參與，提振使用信心，為后續(xù)市場推廣奠定基礎(chǔ)。考慮到核安全的極端重要性和保守決策因素，核電業(yè)主對于缺乏應(yīng)用業(yè)績新研產(chǎn)品的首次應(yīng)用存在抵觸心理。堆芯探測器在科研取證和小批量試制階段即邀請福清、漳州等潛在用戶深度參與，向用戶透明展示技術(shù)、人員、裝備及生產(chǎn)管理等綜合能力，及時了解用戶需求并做針對性改進，提振客戶使用信心，有效促進國產(chǎn)首臺套產(chǎn)品的市場推廣進程。

三是積極整合外部供應(yīng)鏈資源，踐行“強核心·大協(xié)作”。堆芯探測器是核安全級設(shè)備，其零部件使用量雖小，但技術(shù)要求高，研發(fā)難度大。探測器研制階段圍繞核心關(guān)鍵物料需求，充分調(diào)動外部專業(yè)廠家資源，與浙江久立、重材院、寧波奧崎、八益和華光等行業(yè)內(nèi)頭部供應(yīng)商開展聯(lián)合科研攻關(guān)。經(jīng)過多年技術(shù)迭代，各零部件技術(shù)指標趕超國外廠商，有效保障探測器的產(chǎn)品質(zhì)量和供應(yīng)鏈穩(wěn)定。

取得成效

一是完成核電堆芯探測器的科研和取證。在核動力院專班牽頭組織下，中核控制完成了核電廠堆芯探測器工程樣機的研制，開展了電磁兼容、熱老化、輻照老化、振動、抗震、LOCA等一系列鑒定試驗和堆內(nèi)試驗驗證。產(chǎn)品通過中國核能行業(yè)協(xié)會組織的成果鑒定會，鑒定專家組一致認定產(chǎn)品技術(shù)指標達到國際一流水平，具有自主知識產(chǎn)權(quán)，具備工程應(yīng)用條件。產(chǎn)品最終取得了核安全局頒發(fā)的民用核安全設(shè)備設(shè)計和制造許可證。

二是完成堆芯探測器的國產(chǎn)化首臺套產(chǎn)品市場推廣。堆芯探測器完成科研和核安全局取證后，已完成在福清、漳州和海外項目的推廣應(yīng)用。已簽訂福清6號機組大修備件合同，預(yù)計明年下半年入堆應(yīng)用；已簽訂漳州3、4號機組工程產(chǎn)品供貨合同；已明確巴基斯坦C5項目供貨任務(wù)，近期完成首批15支國產(chǎn)探測器的制造工作。瞄準集團內(nèi)華龍一號新建機組供貨和運行機組備件需求，國產(chǎn)堆芯探測器市場前景廣闊。

經(jīng)驗與啟示

一是統(tǒng)籌協(xié)同產(chǎn)品研發(fā)各專業(yè)領(lǐng)域和相關(guān)方，發(fā)揮院整體技術(shù)優(yōu)勢。核心產(chǎn)品技術(shù)涉及較多專業(yè)領(lǐng)域，其研發(fā)過程也涉及諸多相關(guān)方，需要在立項之初系統(tǒng)性策劃，將所涉及的專業(yè)領(lǐng)域人員和設(shè)計、制造、試驗等相關(guān)方納入研發(fā)團隊或?qū)０啵鞔_分工，各司其職，統(tǒng)籌協(xié)同，事半功倍。

二是邀請潛在客戶介入產(chǎn)品研發(fā)過程，前置謀劃市場推廣。產(chǎn)品研發(fā)的最終目標是推向市場和形成銷售合同。邀請潛在客戶介入產(chǎn)品研發(fā)過程，既能掌握客戶需求并做出針對性改進，也能讓客戶提前了解我方技術(shù)和生產(chǎn)能力，大大有利于后續(xù)市場推廣。