对话丨一切为了具有自主产权的核级锆材对

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今年上半年,“中兴事件”沸沸扬扬,没有自主知识产权的“中兴芯片”成为国人之殇。核电要由核电大国向核电强国迈进,更要实施“走出去”的国家战略,至关重要的是能否拥有自主知识产权。核级锆材曾经是中国核电发展的隐痛。国核宝钛锆业股份公司在国家引进AP三代核电技术战略支持下,通过努力,实现了核级锆材生产的高起点和国产化,走出了自主创新发展的新路子,找到了行业发展的新方向。

为此,记者就一些核能行业普遍关心的问题与国核锆业公司总经理袁改焕进行了交流与对话。

中国核能

请谈谈您与核级锆材以及国核锆业公司的缘分?

袁改焕

核级锆材作为反应堆核燃料元件的结构材料,是核电站不可或缺的关键材料。长期以来,我国全部依赖进口。突破核电关键技术,填补国内空白,是国家核电推进三代核电自主化事业的一项重大任务。

我曾经在宝钛集团下属西北锆管公司任总经理,主持和参与了俄罗斯进口田湾核电的锆材技术转让、中广核以法国标准为主的锆材技术以及秦山三期重水堆锆材的技术转让。但当时都是在宝钛集团旗下的有色金属生产体系下完成,并没有完整的核级锆材生产体系以及质量保证体系,尤其是对于新的国家核安全法规了解得不是很透彻,执行也不是很到位。

国家引进AP三代核电技术战略中,明确要求要实现核级锆材的国产化和自主化。但当时如果还是在老的机制下运作,就难以满足国家核安全法规的要求,于是体制机制的创新就势在必行。年12月8日,由国家核电技术公司和宝钛集团有限公司共同出资,国核宝钛锆业股份公司在宝鸡揭牌成立。年12月30日,西北锆管有限责任公司正式并入国核锆业。这样,我也成为了国核锆业公司的一员。

国核锆业公司成立后,如果还停留在旧的体制和老的思维模式内,肯定不利于新公司的发展。我们领导班子首先达成共识,在管理体系和理念上都要有创新和变化。

中国核能

创新和变化既要有胆魄也需要抓手,你们主要从哪些方面着手?

袁改焕

统一认识是首要问题。从年12月8日公司成立到年8月8日,核级锆材生产线开工建设。公司在这将近两年的时间里,都是在做准备工作,包括公司管理架构的设计必须符合国家核安全法规和相关的标准,认真比对中西方文化的差异以及管理体系特别是质量体系的严要求。直到大家都统一了认识,熟悉了新的理念和法规要求才开始启动生产。这样就充分保证了质量体系的完整性和有效性。

尽管当时我们对引进技术可能遇到的困难有些估计不足,但我们还是做了相应的工作,以保证“后墙不倒”。就是按照三门、海阳最初预计的换料时间来计算,保证公司建设等各项工作满足要求为原则的预案。我们同时制订了A、B、C三条路线。A路线是用西屋的管坯,从管坯到成品;B路线是用西屋海绵锆原材料鉴定,从进口海绵锆到成品;C路线是用成立的国核维科国产化生产线鉴定,从国产海绵锆到成品。实践证明,三条路线对于后期的产品鉴定和顺利生产取得了很好的效果。

统一认识后,要实现完成技转任务的另一个重中之重就是技术培训。新成立的公司,一切都很年轻,如何改变传统思维习惯,带着问题去学习,而不是被动地接受?公司将技术人员和管理人员的培训同时进行。

中国核能

技术人员和管理人员同时培训的效果如何?

袁改焕

实践证明,这样做是很有成效的。我们在如何安排人员以及怎样带着问题学习培训等方面都做了认真的思考和策划,包括程序的制订等。经过几年艰苦奋斗,完成了江苏南通和陕西宝鸡两地全部项目的工程建设,多台套重要设备的采购安装和全部16余套技术文件的消化转化,建立了涵盖ISO、HSE、HAF、GJB等一整套科学的生产技术体系和质量保证体系,通过了美国西屋公司的合格性鉴定。建成了包括核级海绵锆生产、锆合金铸锭熔炼、坯料制备、管棒板带材成品制造及返回料综合处理等完整的核级锆材产业链。具备了核级海绵锆、铸锭、板材、条带材、燃料包壳管、导向管、仪表管、缓冲管、格架环管、支撑管以及端塞棒等核级锆材全系列产品的生产制造能力,产品序列之完整为国内外同行之首,生产规模和能力位居世界前列。

年1月,国核锆业完成TP12A、B、C、D四个技转项目的全部工作,并获得西屋公司发放的技术转让证书。西屋公司认为国核锆业质保体系建立与运行、供应链管理及采购管理、现场工艺均达到了转让方要求,具备向三门、海阳依托项目供料的条件。在今年1月,国核锆业已经完成了海阳项目首炉换料的产品验收与交付,标志着公司真正实现了AP锆材国产化战略目标。

中国核能

实现AP锆材国产化只是一个阶段性的成果,更重要的是要拥有自主知识产权。为此,国核锆业如何行动?

袁改焕

自主化是核电发展的必由之路,是核电“走出去”国家战略的迫切要求,国核锆业深感责任重大。

一是我们瞄准了“国和一号”三代核电锆合金生产,和中核集团、中国广核集团、清华大学、上海大学、重庆大学、湖南大学以及西北有色金属研究院等国内7家单位进行了联合攻关,研制出了两种适合“国和一号”的锆合金。目前通过成分筛选、产品生产等长周期、多环节的试验验证,国核锆业成功完成了两种合金牌号(SZA-4、SZA-6)燃料包壳管研制。合金堆外性能优异,已经向辐照小组件、自主燃料原型组件和定型组件提供新锆合金材料,并且已申请重大专项课题,支持新锆合金非包壳材料(研制)与针对先导组件入堆所需的堆外应用性能试验任务,课题研究任务计划在年完成。设计院正在协调安排先导组件辐照计划。

二是应“华龙一号”走出去的需求,国核锆业和中国核动力院合作研制出N36型号的产业化锆材生产技术,目前已进行堆内辐照试验,实现了规模化生产。现阶段已成功完成两轮中核集团“华龙一号”CF3先导组件用N36合金包壳管、端塞棒研制,陆续于年7月开始在秦山第二核电厂2号机组开展多循环辐照考验。材料辐照后各项指标表明性能优异,氧化膜厚度与M5相当,辐照生长优于M5合金。在生产过程中,实现了国产海绵锆在该合金上的首次应用,且以自有技术为主导的管坯加工合格率达到了98%以上。年7月,4个CF3A先导组件用N36锆合金棒材研制任务顺利通过验收。正在开展N36锆合金导向管及带材研制。

三是和中广核研究院联合研制了SZA-1/SZA-3号(CZ1/CZ2)两种锆合金,合金堆外性能与M5合金相当。使用国核锆业研制的SZA-1和SZA-3两种材料于年2月随样品管组件在岭澳电站中开始辐照考验,现已完成第一循环考验,目前已在反应堆内循环近30个月。年3月,国核锆业制造SZA-3(CZ2)包壳管随STEP先导组件在岭澳电站中开始辐照考验,正在开展先导组件材料制备以及合金导向管、带材的研制。

中国核能

到目前为止,国核锆业已经具备了怎样的生产能力?

袁改焕

国核锆业现已建成从核级海绵锆至锆合金管、板、带、棒材的完整产业体系,海绵锆、铸锭、管棒坯产能已达到满足一亿千瓦核电装机需求,管材线目前产能吨/年,产能和公辅均有预留,根据后续市场发展情况,最终也将达到满足一亿千瓦的核电装机需求的产能,即吨/年。

中国核能

核电“走出去”可能会是一项任重道远的目标,你们怎么面对挑战?

袁改焕

我们正在瞄准新一代元件包壳材料开展研发,发挥我们拥有国家能源核级锆材研发中心、陕西省核级锆材重点实验室、院士工作站、博士后工作站、国家电投核级锆材技术中心等五个平台的优势。在技术引进、消化的基础上,大力开展自主创新工作,希望实现由技术跟跑者向领跑者的转化。由国家能源核级锆材研发中心承担的国家科技重大专项子项《AP核级锆材制造技术》历经五年的科技攻关,已完成了全部课题研究工作,全面掌握了AP核级锆材制造的关键技术,打通了由核级海绵锆起始的核级锆材全流程工艺。同时,中心具有世界先进水平的实验室研究、中试和产业化研究平台,已成为核级锆材基础技术研究、应用技术开发及检验检测手段齐备的国家级综合性研发与检测机构,建立合金成分、组织性能、模拟加工、无损检测等四个实验室。

同时,在国家政策支持下,加速知识产权布局。公司建立了完整的知识产权标准体系。年8月,国核锆业通过了专业机构的知识产权标准体系认证。

中国核能

对于行业发展,您有哪些担忧吗?

袁改焕

以前引进核电技术时,各个国家都不会转让完整的核级锆材的生产技术。它是核安全的第一道门坎,如果没有核级锆材供应,核电站就只能关停。一旦两国关系紧张,就会被人卡住脖子,以前还没有引起高度重视,特别是“中兴事件”后,必须要敲响警钟。自主化是核电自身发展的要求,更是“走出去”的必然要求。如果没有自主知识产权的核级锆材,根本就无从谈起核电“走出去”,因为它是核心的核心。国外核级锆合金技术一般从研制到商用需要20年的时间,我国可以发挥中国社会主义制度的优越性,最多也只能缩短到15年。如果不能提前进行知识产权布局,就可能永远受制于人。发达国家早就瞄准前端技术进行知识产权布局,一旦布局完成,想要进去就比较难,何况研制出来,进行辐照试验还需要时间。核级锆材必须具有自主知识产权,而现在我们的设计院资源分散,极易造成资源浪费,不利于行业发展。

中国核能

关于体制问题,您有什么建议吗?

袁改焕

美国、英国、法国、俄罗斯、韩国等核能发达国家的基本特点是核电产业组织体系较大,运营商集中程度高,设计和建设公司实力较强,核电设备供应商集中程度较高且各有优势。如果我们也能差异化发展,合理分工,有效配备资源,可能就不会内耗,更有利于行业发展。

中国核能

国核锆业在引进、消化、吸收AP技术中有什么感悟和体会吗?请您分享一下。

袁改焕

当时,我们国内都在执行ISO质量管理体系,而引进西屋公司技术就必须执行西屋的ASMENQA标准,即《核设施应用质量要求》,也是执行国家核安全法规的要求,这个过程的确经历了阵痛。从某种意义上讲,也是中西方文化的冲突。外国专家还是非常严谨,标准要一条条审核,比如在质量体系学习中,就是必须按照他们的要求来做。一开始,总认为人家刁难我们,不想让我们干成,后来我们统一思想,即使人家为难我们,我们硬着头皮也要干。你要使用、要安全,西屋是要担责任的,如果不按西屋的标准和要求来做,你搞你的,出了问题,到底是谁的责任呢?既然学习就要有一个态度,先原原本本地学习,然后升级改版。当时国内的质量体系是ISO,而西屋执行的是10CFR50附录B核质保体系,与我国的HAF体系等同,那我们就严格按照西屋的标准执行,不走偏差。



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