苏联上世纪 40 年代就开始研制运行核材料生产堆,1949 年核武器首次试爆成功后, 就开始着手将核能这一新的能源用于军事和民用的各个领域,其中重要方面就是为各式各样的用途研制核反应堆。 核潜艇、核动力破冰船、核电站、核动力卫星等研制项目接连启动,各种技术路线探索广泛。50 年代以来, 俄罗斯共建造核潜艇 250 艘以上,装备400 多座反应 堆, 还批量建造了核动力水面军舰、民用核动力破冰船、核动力卫星等,装备建造规模和应 用范围都居世界领先。
目前, 俄罗斯借助核动力技术, 发展新一代核动力装备。 各式装备建 设全面并不断跨代更新, 为国防建设和经济发展发挥了重要作用。目前,核能与动力是俄罗 斯核工业的重要产品,一批研发和制造单位拥有几十年经验,在各自领域形成专长,推动新 一批装备型号发展。
1、分布与组织结构
俄罗斯核能与动力领域的研发机构和生产企业,大多创立于上世纪中期,隶属中型机械 制造部,其核心业务和能力几十年来不断发展转变 。在 2007 年成立国家原子能公司 (Rosatom)以后,这些机构和企业又归并到 Rosatom 下属的相关业务板块和管理公司,陆 续改组为联合股份公司这一形式。
除了 Rosatom 外,库尔恰托夫研究院、俄罗斯科学院以及一些高校,也开展核能与动力 相关的前沿探索和技术研发,构成这一领域科研与创新体系的有机部分。
1.1 国家原子能公司
俄罗斯国家原子能公司(Rosatom)成立于 2007 年,整合了俄罗斯绝大部分核工业能力, 拥有各类企业机构 300 多家。其中,核能与动力研发生产的企业与机构,绝大部分集中在子 公司原子能工业综合体股份公司(Atomenergoprom,AEP)。
AEP 的机械工程部负责核电技术研发和设备制造, 管理公司为核能机械股份公司 (Atomenergomash,AEM),拥有一批工程设计机构和设备生产制造厂 。AEP 的燃料部管理 公司 TVEL 公司,其下属一些企业从事核燃料研发、设计、制造等业务。AEP 的工程部负责 国内外核电站设计与建造,管理公司为核建造出口集团(Atomstroyexport,ASE) 。动力 工程部负责核电站运行以及核能发电与供热,管理公司为俄罗斯核电站电能与热能生产股份 公司(Rosenergoatom)。
除了 AEP 外,Rosatom 还有一个科学创新板块,由 “科学与创新”公司管理,协调相关 科学研究活动,其下设机构也有一些核反应堆与燃料技术科研单位。
Rosatom 下属的核船队(Atomflot)联邦国家单一制企业作为单独的业务板块,负责核 动力破冰船运行、核动力舰船维护和维修、安全处理核材料和放射性废物等。
1.2 独立研究机构和高校
在国家原子能公司以外,还有一批基础性、综合性科研单位, 分布在国家研究中心库尔 恰托夫研究院、俄罗斯科学院、高校等,以核领域基础与前沿性研究为重点方向,涉及基础 物理、等离子体物理、激光器技术、聚变科学、新型材料、建模仿真、辐射应用等,营造新 的科技发展方向,为核工业各领域发展下一代新技术创造条件。
1.3 大型制造企业
俄罗斯还有一些大型制造企业,开展核能与动力设备生产制造,重要的如,联合重型机 械工厂(OMZ)集团、下诺夫哥罗德机械制造厂(NMZ)等。
2、设计研发
2.1 核心性的综合研发机构
俄罗斯核能与动力领域,称得上核心研发机构的有 5 家,其各有不同的主要领域和能力专长,作为新一代技术发展的前瞻引领和新装备型号的总设计。国家原子能公司(Rosatom) 有 4 家,即阿夫里坎托夫机械制造实验设计局(OKBM)、多列扎利动力工程科研设计研究院 (NIKIET)、莱布恩斯基物理与动力工程研究 院( IPPE)、压水机实验设计局( OKB Gidropress)。库尔恰托夫研究院是独立于国家原子能公司以外的核领域最重要研究机构, 在俄罗斯核能与动力技术发展历史中也发挥了关键性的引领和探索作用。
OKBM 成立于 1945 年,是俄罗斯舰船核动力技术研发的核心机构,也是许多核能与动力 装备的总设计机构,其主要成就遍及生产堆、潜艇压水堆、潜艇铅铋冷却反应堆、破冰船反 应堆、钠冷快堆等,还开发了压水堆堆芯与燃料、多种反应堆设备、船用反应堆换料设备等。 目前重点项目包括新一代潜艇反应堆、RITM-200/400 破冰船反应堆、浮动核电站和小型反 应堆、BN-1200 钠冷快堆等。OKBM 还拥有大规模的科研测试能力与生产设施。
NIKIET 成立于 1942 年,也是许多核能与动力装备的总设计机构,曾开发了生产堆、潜 艇反应堆、装备特殊潜艇的小型核动力、核电站石墨水冷堆、各类研究堆、反应堆控制系统 等,还曾开展空间核动力、核聚变等领域研发。 目前主要项目包括 BREST-OD-300 铅冷快 堆、兆瓦级空间核动力装置、MBIR 多用途快堆、中小型移反应堆、RBMK 现代化改造等。NIKIET 也建有生产基地,开展反应堆设备批量化生产。
IPPE 在 1945 年成立,具有“国家科学中心”地位,目前隶属国家原子能公司的创新管 理机构,发挥方向引领和技术探索先导的作用,曾开发建设苏联首座核电站和最早的 2 座潜 艇陆上模式堆,研发石墨水冷小型核电反应堆和 RBMK 反应堆、钠冷快堆、潜艇核动力、空 间核动力等。IPPE 目前为核领域综合科研机构,其设有核动力部,主要发展各类快堆、多 种小型堆、供热堆、新型反应堆燃料与材料等技术,其实验基地建有各种介质的热工水力台 架等研究设施。
OKB Gidropress 于 1946 年成立,成立之初曾参与石墨生产堆和重水堆、 研究堆以及苏 联首座核电站设计研发,1955 年以来成为 VVER 压水堆核电反应堆的总设计机构,研发了所 有 VVER 反应堆型号。OKB Gidropress 还曾在上世纪五六十年代开发了潜艇铅铋冷却反应堆, 为系列钠冷快堆开发了蒸汽发生器、中间热交换器等设备,本世纪初设计了 SVBR-100 型铅 铋冷却小型堆。OKB Gidropress 目前开展压水堆和液态金属冷却反应堆及其设备的设计开 发,拥有实验研究基地和生产基地。
库尔恰托夫研究院是独立于国家原子能公司以外的核领域最重要研究机构,在俄罗斯核 工业与技术发展中始终发挥引领和关键性作用,2010 年成为唯一一家“国家研究中心”,2011 年以来合并了一批基础领域科研院所。目前,下一代核电技术是库尔恰托夫研究院的主要业 务领域之一,相关科研设施包括 4 座研究堆、 9 个临界装置、 热室材料科学实验室等。
2.2 专业化的研发机构
除上述具备综合研发能力、发挥引领作用的机构外,俄罗斯还有一批专业化的反应堆研 发机构,长期以来从事某一特定类型的反应堆技术、反应堆燃料或部件研究,或者专门从事 反应堆研究中的试验工作。
亚历山德罗夫科研技术研究院(NITI)1962 年建立,主要运行舰艇陆上模式堆,参与 海军核推进装置及其系统与部件的设计、测试与支持, 建有 4 座陆上反应堆(KM-1、KV-1、 KV-2 以及 VAU-6)并开展操纵员培训,还开发工业用途的自动控制系统、自动辐射监测系统 等。
原子反应堆研究院(NIIAR 或 RIAR)成立于 1959 年,是主要的辐照测试和堆后研究基地,建有 8 座研究堆, 目前在建 1 座(MBIR),都具有世界先进水平的运行参数和特性。工 作领域包括反应堆材料、反应堆物理与工程、放射化学与燃料循环、放射源与同位素生产等。
博奇瓦无机材料高技术研究院(VNIINM)1945 年成立,是俄罗斯最主要的核燃料循环 领域技术研发机构,曾研发国防和民用领域各种反应堆的核燃料与材料,目前重点领域包括铅冷、钠冷快堆新型燃料和结构材料;压水堆、破冰船反应堆和小型堆燃料等。
红星公司,成立于 1972 年,曾是苏联空间核反应堆电源研发制造的牵头机构,目前仍 开展热离子型核反应堆电源的研发和实验测试。
卢奇科研与生产联合企业研究院(NII NPO Luch)成立于 1946 年,50 年代以后逐步以 空间堆高温燃料元件、热离子发电元件等作为研制重点,目前研发高密度核燃料、热离子反 应堆元件等。
机械制造中央设计局(TsKBM)成立于 1945 年, 曾研发移动式反应堆、空间热离子反应 堆电源、反应堆换料设备等,从 50 年代以来一直是反应堆泵设备的主要研制机构,曾为核 潜艇、破冰船、核电站开发各种型号的泵设备,近期主要成果是 VVER-1000 反应堆采用水润 滑轴承的主泵。设有一家分支机构,从事泵设备的测试与生产。
仪表工程专业科学研究院(SNIIP)成立于 1952 年, 是俄罗斯核领域仪表工程设计的主 要企业,产品用于所有核动力海军舰艇和破冰船、几乎所有核电站以及多个研究设施。
反应堆材料研究院(IRM)隶属于国家原子能公司的创新管理机构,主要设施是 IVV-2M 研究堆和围绕其建立的一系列实验台架以及堆后研究设施,开展热离子反应堆、核火箭发 动机等各种反应堆的先进燃料测试。戈雷宁 “普罗米修斯”(Prometey)结构材料中央研究院成立于 1939 年,2016 年加入 库尔恰托夫研究院,为“国家科学中心”,为核工业和其他重工业开展材料研究。
2.3 试验测试设施
上述研究机构的研发活动依托几十年来逐步建立的研究堆、研究台架、热室等各类设施, 如表 1 所示。以下为最具代表性的一些研究能力。
表 1 核能与动力领域主要研发能力
俄罗斯共建造 6 座用于研发潜艇核动力的陆上反应堆台架。最初 2 座建立在 IPPE,即 27VM、27VT,分别用于探索压水堆和铅铋冷却反应堆两种技术路线。后来 4 座建在 NITI, 包括铅铋冷却的 KM-1、第三代潜艇压水堆试验台架 KV-1、一体化试验台架 KV-2、小型辅助 动力试验台架 VAU-6。其中,KV-1 从 1975 运行至今,支持第三、四代潜艇核动力技术方案 开发应用。
NIIAR 是反应堆辐照试验和堆后研究的主要基地,运行着俄罗斯大部分的高通量研究 堆,包括回路式反应堆 MIR、高通量反应堆 SM、快堆 BOR-60、VK-50、池式反应堆 RBT-6、 池式反应堆 RBT-10/2 等,2015 年开始建造 MBIR 多用途快堆,其快中子通量密度 5.3× 1015 n/cm2/s,可使材料辐射效应达到每年 40 dpa,计划 2024 年在实现功率启动。NIIAR 的反应堆材料试验综合体规模庞大, 共有 49 个热室, 9 个重型手套箱,可对 1.9×1016 Bq 活度的物项进行操纵。
莱布恩斯基物理与动力工程研究院(IPPE)的 BFS 临界台架是世界上规模最大的研究快 中子反应堆中子物理学参数的临界装置,可对 3000 兆瓦快堆活性区进行模拟,是目前对 BN、 BREST、SVBR 等液态金属快堆进行全尺寸模拟实验的唯一实验工具。
阿夫里坎托夫机械工程实验设计局(OKBM)的 ST-659 和 ST-1125 临界台架是水堆研究 独特工具,曾支持大量全尺寸堆芯以及堆芯局部的研究,包括对核动力破冰船反应堆、小型核电站反应堆、供热反应堆、浮动核电站的反应堆堆芯都开展了实验,以确定并优化堆芯 构成,核实设计代码,对改进堆芯特性提出建议等。热物理学台架 L-186、L-1070、L-800 用于对压水堆堆芯模型开展各种工况下的特性研究。
反应堆材料研究院(IRM)依托 IVV-2M 研究堆建立的一系列实验台架以及堆后研究设施, PURS 台架用于热离子燃料元件测试, RISK 台架用于在各类气体介质中测试各类燃料元件, URAL 台架用于结构材料的堆内测试,屏蔽设施的 14 个屏蔽热室形成 2 条工艺线。
3、生产制造
3.1 国家原子能公司的生产制造能力
3.1.1 反应堆设备
前述 OKBM、NIKIET、Gidropress 等研发设计单位,本身也具备专业化制造能力, 制造 反应堆设备和部件及其他工业产品。OKBM 的生产设施有 530 多台技术设备,900 多人,生产 海军舰船、核工业、非核工业的各类设备。NIKIET 生产基地有 3 个场址,300 多人,生产传 感器、RBMK 反应堆部件、金属产品等。Gidropress 生产基地有技术设备 180 多台,300 人。 红星公司、NII NPO Luch、TsKBM 等,也都开展相关领域的制造业务。
俄罗斯还有一批单位专门从事反应堆设备、材料、部件等的技术研发与批量供应。这些 机构大部分隶属于国家原子能公司的机械工程部 AEM 公司, 也有一些不属于国家原子能公 司,有些是收购的国外企业。
国家原子能公司机械工程部 AEM 公司的反应堆大型设备制造企业,主要是奥尔忠尼基泽 -波多利斯克工厂(ZiO-Poldolsk)和 AEM 技术公司。AEM 技术公司又由 3 家企业构成,即 原子机械制造公司(Atommash)和彼得罗扎沃茨克机械制造厂(Petrozavodskmash),以及 位于乌克兰的特种钢能源机械工厂(Energomashspetsstal,EMSS)。
此外,AEM 的核管道线路安装厂(Atomtruboprovodmontazh,ATM)主要生产核电站和 工业设施的高低压管道零件、组装装置。工程技术中央科学研究院科研与生产联合企业(NPO TsNIITMASH)生产大型铸锭、铸件,开展金属成形、焊接和表面处理、热处理、质量控制等 工作,在 VVER-1000 反应堆研发中开发了结构钢材料、焊接材料研发。AAEM 汽轮机技术公 司为 ZiO-Poldolsk(51%)和通用电气-阿尔斯通(49%)的合资公司,其任务是为俄罗斯在国内外建造的核电站供应汽轮机厂房设备。捷克的 ARAKO 公司产品主要是核工业的各类阀 门。
3.1.2 核燃料
苏联早在上世纪 40 年代就建立了三家主要核燃料生产企业。苏联解体后,俄罗斯境内 还剩 2 家大型核燃料生产企业,即 MSZ 机械制造厂和新西伯利亚化学浓缩物工厂,生产能力 共计每年 2760 吨。俄罗斯还有一家大型锆产品生产企业切佩茨基机械工厂。这 3 家目前 都是 TVEL 下属企业。
MSZ 机械制造厂(MSZ, Elemash)是俄罗斯最大工业企业之一,为核电站、研究堆、舰 船反应堆在内的各种反应堆生产燃料。新西伯利亚化学浓缩物工厂(NCCP)主要为 VVER-1000 和 VVER-1200 反应堆供应燃料组件。切佩茨基(Chepetsk)机械工厂(ChMZ 或 CMP)其最主 要任务是生产核燃料锆包壳, 其锆产品包括金属锭、碘化锆、氧化锆, 以及各种管材、线材、 板材, 包括燃料元件和组件的包壳和零件。
为推动闭合燃料循环技术研究和工业能力建设,俄罗斯在采矿与化学联合企业(MCC) 建成了高度自动化水平的快堆 MOX 燃料生产设施,在西伯利亚化学联合企业建立了 CEU-1 和 CEU-2 混合氮化物燃料生产设施。正在建设的西伯利亚化学联合企业的中试示范能源综合 体(PDEC),也将具有铀钚混合氮化物燃料制造能力。
3.2 联合重型机械工厂的生产制造能力
联合重型机械工厂(OMZ)集团是独立于国家原子能公司外的重要生产制造企业集团, 由俄罗斯和捷克的十几家工厂组成,在核能设备领域是世界上少数能够生产整装压力容器的 企业之一, 供应多个国家的核电站。 其下属 3 家工厂从事核领域制造,伊诺尔斯克工厂 (Izhorskiye Zavody)生产 VVER-1000 和 VVER-1200 反应堆设备、浮动核电站反应堆容器、 潜艇反应堆设备等。捷克ŠKODA JSa.s.公司生产 VVER 系列反应堆的反应堆容器、内部构件、 控制棒驱动机构等关键部件。 乌拉尔化学机械制造厂(Uralhimmash)曾参与别洛亚尔斯克 核电站 BN-600 和 BN-800 建设,产品包括热交换器、液态金属冷却剂设备、安全系统钢结构、 乏燃料运输容器等。
3.3 其他重要生产制造能力
其他重要企业还有下诺夫哥罗德机械制造厂(NMZ),成立于 1932 年, 现在是俄罗斯最 大军工企业之一,为俄罗斯海军舰艇制造反应堆装置,近年来还为俄罗斯“罗蒙诺索夫院士” 号浮动核电站制造了 KLT-40S 反应堆装置。莫斯科多金属工厂(MZP)于 1932 年成立,主要 活动是研制和生产各类反应堆的调节、控制、保护系统,用于各种核电站动力堆以及研究堆 和船用反应堆等。
4、运行维护
俄罗斯核能与动力装备维护分为三个部分,包括核电站运行维护、核动力破冰船和军用 核动力舰船的运行维护。
4.1 核电站
俄罗斯国家原子能公司动力工程部 “ 俄罗斯核电站电能与热能生产公司 ” (Rosenergoatom)负责俄罗斯核电站从选址、建造、试运行、运行、退役的整个周期以及 其他运营职能。下属机构包括:10 个运行核电站作为分支公司、各地在建核电站管理处; 核电站应急响应的科研中心; 科学与工程中心;退役示范工程中心;工程设计部办公室;资 本项目实施部办公室;浮动核电站建造运营处等。
Rosenergoatom 在核电运行维护方面的专业机构包括:原子能维修(Atomenergoremont) 股份公司负责核电站设备的维护、维修和现代化改造;原子技术能源(Atomtekhenergo)股 份公司开展核电站试运行,包括核电站所有设备的各种启动和校正,以及运行人员培训;全俄核电站运行研究院(VNIIAES)股份公司,向核电站提供研发、技术和运行支持,包括应 对核电站运行问题, 提升运行效率, 延长运行期限,提高安全性和成本效率等。
4.2 核动力破冰船
核船队(Atomflot)联邦国家单一制企业开展核动力破冰船及其辅助船只的运行和技术 维护相关活动, 并参与俄罗斯海军退役核潜艇的综合处置。Atomflot 岸上工业基地位于距离摩尔曼斯克市 2 千米的岸边地区, 占地 17.2 公顷。 基 地施工区域超过 1.25 万平方米,拥有各种必要生产能力,提供维修、技术维护、停泊。 Atomflot 的破冰船维修分成两类。一种是不涉及放射性的常规维修。
另一种是特种维修, 电离辐射和核危险物的环境下开展,包括更换蒸汽发生器的可更换部件、更换屏蔽组件、一 回路泵阀维修等。除了岸上设施,Atomflot 还借助维护船进行核动力破冰船换料和维护。维护船又称浮 动技术基地,目前服役的“伊曼德拉”(Imandra)号。此前使用的 3 艘已经退役,包括包括 “沃格达尔斯基”(Volodarsky)号、“洛塔”(Lotta)号、“列普谢”(Lepse)号。此外 还有液体放射性废物特种货船 “谢列布良卡”(Serebryanka)号、多功能货运船 “罗西塔” (Rossita)号,用于收集并贮存放射性废物、乏燃料等。“谢列布良卡”号还参与军事特种 行动,如 2019 年 8 月曾用于从海上回收坠毁的试验核动力巡航导弹。“罗西塔”号近期主要 进行老旧核潜艇乏燃料运输活动。
新的一艘“浮动技术基地”由圣彼得堡的冰山中央设计局于 2019 年 12 月完成设计,由 红星造船厂建造,预计建造将花 5 年,长度 159 米,排水量 22661 吨,装有 2 台大型起重机, 将用于 RITM-200、RITM-400、KLT-40、OK-900 等型破冰船反应堆以及“罗蒙诺索夫院士” 号浮动核电站的换料。克雷洛夫国家研究中心也设计了一艘 INF-2 乏燃料与放射性废物冰级 运输船,长度 139.7 米,宽度 16.4 米, 可携带 40—70 个乏燃料特种运输容器以及一些放射 性废物容器,预计 2020 年启动建造。
4.3 海军核动力舰艇
海军核动力舰艇的运行维护和换料活动由多方共同开展。阿夫里坎托夫机械工程设计局 (OKBM)利用自身的设计-建造、生产以及试验基础,支持海军舰队核动力舰艇的全面技术 维护。OKBM 为海军舰队运行组织成立了一个运行技术支持中心和一个舰船换料的专业人员 培训中心。Atomflot 的维护船为海军舰艇提供乏燃料运输支持。
表 2 俄罗斯核动力与核能研制运行单位
俄罗斯海军曾建造一批海军“浮动技术基地”(或称“浮动车间”)和潜艇维护船, 用于 核潜艇装卸料以及乏燃料与放射性废物运输。其大部分建于上世纪 60 年代, 目前正逐步退 役。 目前还在使用的估计主要有“马林娜”(Malina)级和“皮涅加”(Pinega)级。“马 林娜”级“浮动技术基地”共 3 艘, 建造于 80 年代,长 137 米,排水量 10500 吨,每艘容 纳 1400 套燃料组件(6 个堆芯),乌克兰尼古拉耶夫造船厂建造。每艘船上有 2 台 15 吨起 重机。 其中,PM-63、PM-12 位于北方舰队,PM-74 属于太平洋舰队。“皮涅加”级有 2 艘, 长 122 米,排水量 5500 吨,用于运输液体放射性废物, 波兰建造。“阿穆尔”号属于北方舰 队。“皮涅加”号属于太平洋舰队。
核潜艇换料和维护的造船厂主要有红星造船厂、恰日马湾(Chazhma Bay)维修设施、 海豹造船厂、什克瓦尔(Shkval)第 10 造船厂、北方造船厂等。乏燃料贮存地点位于北方 舰队的格列米哈(Gremikha)基地和安德烈耶瓦海湾,太平洋舰队的什科托沃(Shkotovo) 基地等。
5、发展政策
5.1 组织体制
俄罗斯核工业在历史上大部分时期都采取了比较集中和系统化的组织方式。目前由国家 原子能公司集中管理的组织形式形成于 2006—2008 年间。当时的改组是为了纠正管理存在 的问题,调整科研生产机构结构与所有权,理顺核工业结构, 形成产业合力,充分发挥核工 业的技术和经济潜力。俄罗斯将民用领域一大批企业逐步改制为股份公司,在 2007 年 5 月 整合为超大垂直一体化公司“原子能工业综合体”(Atomenergoprom,AEP)。
随后在 2007 年底将联邦原子能机构改组成为国家原子能公司(Rosatom),AEP 是其主管核能发电和核燃 料前端的下属公司。Rosatom 全权继承了原子能部、联邦原子能机构核工业政府管理权力与职能, 代表俄罗斯联邦政府行使联合股份公司的股东权力,对核工业行业管理和产业发展进 行管理。其具有 “国家公司”这一特殊的地位和组织形式。在俄罗斯法律体系中,“国家公 司”是一种特殊的经济组织形式,由俄联邦出资组建, 目的是使其发挥“社会的、管理的和其他有利于社会的功能” 。
Rosatom 成立后又逐步按照几大板块把各领域企业机构组织起来,绝大部分企业和机构 都陆续改组为股份公司(JSC),少数从事军工科研生产等战略领域活动的保留国家单一制企 业(FSUE)的性质。FSUE 为政府所有,资产不能分割分配,确保政府对战略资产的控制。
原子能工业综合体股份公司(AEP)和主管核燃料科研生产的 TVEL 股份公司都是“垂直 一体化公司”。垂直一体化公司, 是根据工业布局将科研生产单位整合起来,从而提高产业 集中度,优化生产供应链,保持稳定的科研生产关系,提高资金使用效率, 优化产业结构。
俄罗斯政府还给一些重要科研生产授予特殊地位, 保证战略性科研生产领域优先发展。 俄罗斯政府 2007 年开始向从事优先领域科研生产的联邦国家单一制企业授予“联邦核组织” 地位。目前共有 9 家核军工核心企业成为联邦核组织。核能与动力领域的两家联邦核组织是 NITI 和 Atomflot。其他政府规定的特殊地位,还有“联邦核中心”、“国家科学中心”、“国 家研究中心”等。
5.2 发展新一代技术
俄罗斯对于发展新一代核能与动力技术,可见有清晰的规划层次,并据此拟制研发计划, 组织相关科研生产机构联合开展研发。
当前一代技术,现阶段重点是立足成熟技术,推广 VVER-TOI 新堆型,使其成为国内主 打的新一代堆型,同时向海外市场推广。下一代技术,主要是围绕闭合燃料循环的目标,发 展液态金属冷却反应堆,眼下重点是 BREST-OD-300 铅冷快堆的建造和投运,后续安排的是 BN-1200 钠冷快堆,此后,熔盐堆的研发项目也已列入日程。对远期技术,主要方向包括核 聚变堆和核聚变-裂变混合反应堆等。
俄罗斯一方面通过政府投入,一方面通过 Rosatom 扩大民品营业收入,给新一代技术和 能力发展提供资金。公开信息显示,俄罗斯政府的核工业投入从 2012 年到 2019 年投入 8303 亿卢布,期间俄罗斯经济在 2015 年出现大滑坡和负增长,2016 年以后对对核工业的投入也 一度下降过半。根据 2019 年第 289-13 号联邦政府令《“发展原子能工业综合体”的俄联邦 国家计划》,俄罗斯政府计划 2020 年到 2027 年对核工业投资 8231 亿卢布。
5.3 积极发展出口
发展海外项目扩大出口,是俄罗斯核工业显现经济潜力的重点。俄罗斯早在上世纪 70 年代就进入了世界铀浓缩市场,核能领域出口取得了很好的经济效益。 目前在政府大力支持 下, 海外核电项目不但获得较高的经济收益, 而且扩大了俄罗斯的政治影响力。 核工业海外 业务包括三个主要方面, 即海外铀矿开采、铀产品和核燃料出售、核电站建设, 其他产品还 包括中小型反应堆和研究堆、后端技术与产品、核电站维修保养、同位素等。 俄罗斯核电技 术水平先进、出口价格低,且方案灵活,提供独特的 “一体化方案”,不仅建造核电机组, 而且可针对资金不足、基础能力短缺的国家, 满足核电站的终生维护、燃料供应、乏燃料管 理、融资、人员培训等全方位需求,因此在世界市场上有很大优势。如匈牙利核电站项目 125 亿美元,俄罗斯出资达 100 亿美元。俄罗斯还在土耳其全资建造核电站,建成后将以固 定价格出售电力。俄罗斯国家原子能公司宣称海外在建机组总计 30 多个,实际正在施工的机组有 9 座, 已签署合同计划建造的 16 座,还有一些项目尚未签合同。俄罗斯还在多个 国家开展核电站延寿和维修保养项目。
6、结论
俄罗斯核能与核动力工业发展于上世纪 50 年代,当时针对各种用途发展了各种反应堆 堆型与技术,陆续成立起一批反应堆研发、试验、制造的科研院所与生产企业。OKBM、NIKIET 等几家研究机构陆续承担了多种应用领域重要工程项目,逐渐发展为综合性的反应堆科研院 所,拥有各类堆型技术的专业研究设计队伍和大型实验测试平台,并能开展一定规模的设备 生产,支持各类核能与动力主线装备研制。这期间还组建发展了一批专业性科研生产单位, 专业开展特种燃料、 核动力设备、仪表、大型部件等研发和制造, 以及核电站设计建造与维 护等。俄罗斯历史上建造核潜艇数量和核动力卫星数量大幅超过美国,还发展了大规模的核 能发电产业,建成运行了世界唯一的核动力破冰船船队。俄罗斯在 2007 年前后实施的核工 业改革中,将核能与核燃料产业的科研生产单位逐步改制为股份公司,纳入到垂直一体化公 司,逐步理顺产业链,集中优势能力,实现高效管理,并更好地与国际市场接轨。
俄罗斯军用和民用核工业生产一直保持紧密结合,没有像西方国家那样,将民用核工业 分离到私营领域,政府仅直接控制核军工企业。目前,俄罗斯国家原子能公司的军用与民用 核工业虽然分属不同的管理部门和业务板块,但科研生产始终紧密结合。这一做法使核工业 保留和发展了军工企业的核心能力, 又促进了将技术潜力转化为创新技术与产品。
近年来,俄罗斯利用新型核动力军事装备和高科技装备可形成不对称战略威慑优势,带 动太空、极地、深远海等领域的先导开发,抢占制战略高点。 新型装备研制计划, 包括核动 力巡航导弹、核动力鱼雷、兆瓦级空间核动力飞船、第四代核潜艇、新一代核动力破冰船、 浮动核电站等,不断受到国际社会密切关注。俄罗斯借助核燃料和核电产业的传统优势,在 国际市场上积极推广相关产品,蓬勃发展海外核电项目,扩大经济收益,并形成政治影响力。 俄罗斯在技术发展上,同时注重技术指标和经济指标,降低造价和运行成本,降低废物负担, 提升运行水平和经济效能。
针对未来发展,俄罗斯为支持闭合燃料循环的目标,正持续发展建设铅冷快堆、钠冷快 堆、熔盐堆等下一代堆型和新技术。这些目标除了技术开发本身面临的风险外,也面临现实 的经济风险影响。先进技术和重大项目开发仍依靠政府投资支撑,而俄罗斯 2015 年经历了 经济大滑坡, 出现负增长,2016 年以来仍增速缓慢。一些核能大型项目已受到投资降低的 影响。俄罗斯原计划在 2030 年建成 2 座 BN-1200 反应堆, 现已将建成时间推迟到 2036 年。 国家原子能公司原本计划利用自有资金在 2020 年前建成 SVBR-100 铅铋冷却快堆,该项目实 际上已基本中止。在军用领域,俄罗斯新型核潜艇、核动力航母等大型核动力舰船装备项 目的规划, 也受到经济因素制约。
作者:中核战略规划研究总院 许春阳
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