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7分鐘南方能源觀察
當法國法馬通公司一行參觀考察完東方重機生產車間後，他們發現，這家中國核電設備製造商在參與國際熱核聚變試驗堆（即ITER）的生產過程中，已經取得了歐洲核設備製造相關認證資質。
2018年初，來自核電設備製造巨擘的橄欖枝伸向了東方重機。
東方電氣子公司，東方電氣（廣州）重型機器有限公司，成功獲得法馬通和美國通用電氣關於英國欣克利角C核電項目的設備採購訂單。
中國製造遇上ITER熱核聚變這一國際大科學工程，其過去近四十年所積累的核電等領域製造能力被激發，而ITER工程也為核聚變能源研究、新材料研製、新工藝研究等帶來契機。
18個採購包
國際熱核聚變試驗堆（ITER）裝置，俗稱“人造太陽”。而ITER計劃，旨在建造、運行一個託卡馬克型受控核聚變實驗堆，探索和平利用聚變能發電的科學和工程技術可行性。
2003年，中國正式以“平等成員”身份加入了ITER計劃談判。2006年11月21日，時任科技部部長徐冠華在法國愛麗捨宮簽署ITER計劃《聯合實施協定》和《特權與豁免協定》。2007年9月，時任國家主席胡錦濤正式批准了ITER計劃的協定，標誌著中國正式加入了ITER計劃。
作為ITER七方的成員之一，中國也爭取和承擔了相應份額的ITER採購包任務。實際上，採購包談判是ITER計劃談判中的重頭之一。
“儘管我們對託卡馬克裝置有研究，但ITER將是第一個電站規模的核聚變實驗堆。我們根據經驗，判斷哪些是關鍵技術，尤其是未來聚變整堆工程所必需的技術，從而去爭取相關核心部件。有些核心部件技術過去我們沒研發過，但以後建堆必須具備。”中核集團西南物理研究院副院長段旭如介紹，“當然，談判是一個博弈的過程，各方都積極爭取承擔核心部件採購包的製造任務，與此同時各方也要做出適當讓步。”
最終，中方確認承擔的ITER採購包任務有18個，包括極向場與環向場線圈導體、包層第一壁與包層屏蔽塊、脈衝高壓變電站、診斷系統等。
科技部直屬的中國國際核聚變能源計劃執行中心（簡稱中國ITER執行中心）負責落實ITER採購包國內加工製造任務，遵照《政府採購法》、《招標投標法》和政府採購管理的相關法律法規，進行招標採購。
這些部件多是首次製造，對參與方來說，唯一可以參考的就是設計圖紙。從圖紙到實物，再到合格認證件，需要針對性進行技術研發和工藝設計方案研究。據介紹，科技部投入4.67億元用於採購包關鍵技術與瓶頸技術的研發。
以東方重機為例，其承擔ITER計劃中中方採購包任務全部220件各型包層屏蔽模塊、部分磁體支撐等製造任務。2009年，東方重機開始協助西南物理研究院研製包層屏蔽模塊，歷經五年基本掌握關鍵技術、解決關鍵工藝等問題，2016年開始包層屏蔽模塊全尺寸實驗件的製造，直到2018年3月16日，東方重機最終完成包層屏蔽模塊全尺寸實驗件的研製任務。
整個研製過程，耗時將近10年。
業內人士透露，ITER採購包合同對於製造企業而言，經濟效益上的貢獻並不大，單靠一個項目無法發揮規模效應。對這些製造企業而言，承擔ITER採購包的意義更在於提升材料研發、工藝設計、裝備製造能力以及企業跨國項目管理運作能力。
“在參與ITER計劃的這十年中，我國在相關領域開展了廣泛深入高水平國際合作，融入了全球聚變研究的合作網絡，推動了我國聚變科技以及產業的快速發展。例如超導線材、超導磁體低溫技術等方面，我們已擁有了國際先進的研發或生產，在服務ITER計劃同時也帶動了這些領域及相關行業的技術升級。”在ITER十週年活動上，中科院副院長、中科院院士張傑感慨道。
2015年，中國第一個採購包順利交付，並實現了百分之百國產化，產品質量滿足項目技術要求。
“計劃外”的合同
2016年，在已確定的18個採購包任務外，中國中標ITER組織部件製造合同。
2016年5月，經國家科技部推薦，中廣核工程公司牽頭天沃科技組建聯合體參與了ITER項目的VST設計供貨項目的國際招標，最終從來自意大利、西班牙、俄羅斯和印度等國家的眾多競爭對手中脫穎而出，成功中標。
這是一份“計劃外”的合同。據介紹，這一份合同原本屬於歐盟的部分採購包，但因採購包參與方難以完成，進而另外招標。
“VST設計供貨項目涉及法國核壓內溶劑製造標準的執行，工藝要求嚴格，檢測標準高，法國本土企業也沒有把握按時保證完成，ITER組織選擇了中方，充分體現了對中方工作的肯定與信任。”羅德隆表示。
2018年1月28日，VST設計供貨項目的4臺不鏽鋼蒸汽冷凝罐順利裝船，運往法國。這是中國企業首次競標中標ITER項目並完成設計製造。
聯合項目團隊負責人、中廣核工程公司設計院副院長高峰表示，項目的順利交貨充分展示了中國企業在設備製造、項目管理上的能力。據介紹，這4臺VST設備共焊接163個接管，設備環焊縫總長超過400米，交貨週期僅為15個月，是同類型核電設備交貨週期的一半左右。
“我國確定核能三步走戰略，不管聚變堆還是裂變堆，都是核能發展的重要一步。沒有現在核電（裂變堆）發展的經驗，聚變能的應用需走更長的路。”聚變堆研究領域的專家表示。
“中國裂變堆的發展有助於聚變發展，比如核材料。聚變從無到有，涉及到哪些安全問題，核電對之有很多參考。如果未來聚變達到目標，建立商用堆，核電站的安全管理也值得借鑑。”
美國、歐洲、日本的大部分核電站建於上世紀六七十年代，近年來核電項目建設較少，而80年代才開始建核電站的中國主要核電建設期集中在近四十年。這使中國在核電設備產業鏈、項目建設管理、人才隊伍培養上，具有一定相對優勢。
與常規電力設備生產不同的是，核電設備生產過程得遵循核質保程序。“常規電力設備生產中處理起來相對比較靈活，因為設計權放到製造廠，製造廠處理過程相對快速，程序要求沒那麼嚴格，控制步驟也沒有那麼多。”東方重機的母公司東方電氣是發電設備製造和電站工程總承包企業，擁有多類電力設備研製能力，劉遠彬工作早年曾接觸過燃煤鍋爐製造。
建立完善的質量保障體系，光人員數量要求就很高，可以達到常規電力設備製造車間所需的8倍。在東方重機的核設施生產部門，質量管理人員接近兩百名，數量僅次於車間工作人員。
而按照完善的核質保程序生產設備，所耗費的質量管理成本及工期也遠超常規電力設備。劉遠彬介紹：“核電設備製造到一個階段就得停下來，因為有很多檢查點，分為H點（hold）和W點（witness），整個過程都受控。焊接過程需要見證，檢驗過程需要見證。許多關鍵點必須等見證者（核安全局人員、業主單位）來見證，之後才能繼續往下做。而且國內現在檢查越來越嚴。”
帶動中國製造
在廣州南沙東方重機的車間裡，三臺大型設備專門服務於ITER項目。除了大型設備的投入，團隊還依託本項目研製了一些專用的設施和工具。
包層屏蔽模塊是ITER核聚變反應堆中最關鍵的部件之一，用於屏蔽聚變反應中的中子流。表面上看，包層屏蔽模塊並不奇特，但在模塊內部，佈滿了270多個孔，貫通形成流，就像一塊鋼材做成的凍豆腐。
除了孔，屏蔽模塊還要求電磁切斷窄縫加工。韓國的採購包也遇到類似加工要求，目前尚未攻克。東方重機ITER包層屏蔽模塊攻關組為此開發了專用的窄縫設備。
“大型設備選型、開發小型專有設施、加工方法、理念……可以說，我們通過ITER項目積累了很多經驗。”劉遠彬表示，“投入是有回報的，通過投入，我們以後就知道從哪裡入手。這些經驗，對非ITER計劃設備的研製也有借鑑作用，比如核電小型堆。”
ITER計劃多國合作的方式，對東方重機海外知名度的提升發揮了相當作用。當外國專家、相關企業代表參觀東方重機ITER相關產品和車間時，發現東方重機已經取得歐洲核設備製造相關認證資質。
“因為ITER包層屏蔽模塊製造標準是按照歐洲標準。為了配合項目，我們的焊工資質、無損監測資質按EN標準取得了相關資質證書。”劉遠彬介紹。
這為核電設備“走出去”創造了技術條件。
2017年，東方重機成為法國電力公司(EDF)在中國的首家核電產品合格供應商，其自主研製出口歐洲的中國首臺核電低壓加熱器成功發運。2018年年初，東方重機獲得英國欣克利角C核電項目設備採購訂單。
超導材料的突破則是另一範例。
ITER裝置採用環向場導體低溫超導股線，為高溫等離子體提供約束磁場，所用Nb3Sn股線約含5000~12000根芯絲，芯絲平均直徑僅7微米，約為頭髮絲直徑的十分之一。
負責低溫超導材料研發的是西部超導材料科技股份有限公司（簡稱“西部超導”）。2003年成立不久，西部超導即承擔了國家級超導材料研發任務。
據《城市經濟導報》報道，在中國正式加入ITER計劃後，西部超導生產的NbTi、Nb3Sn相關導體短樣先後成功通過了Sultan實驗室的認證測試。此後得到了法國ALSTOM公司的合作支持，完善批量化生產質量控制體系，同時，開發了導體結構設計、大尺寸包套焊接擠壓、單根萬米級股線集束拉拔加工等一系列關鍵技術，獲得了自主知識產權的ITER用NbTi/Cu超導線材製備技術並實現批量化生產。
2012年3月，西部超導正式啟動向ITER計劃批量供貨。但更為重要的是，研製工作對中國NbTi超導合金的研發起到推動作用，該材料可用於航空等領域。
目前，ITER計劃中方採購包人物實施涉及40家重要的一級和二級供應商，分佈在17個省份，其中負責加工製造的供應商26家，運輸質量管理等配套服務類的供應商14家，如果從供應鏈角度分析，參加ITER計劃的中方相關單位超過百家。
根據中國ITER執行中心開展的ITER宏觀經濟效應調研分析結果，ITER計劃執行為中國聚變工程的技術提升與產業化提供了一個重要的契機。中心主任羅德隆介紹：“在這個工程中，中國開始了圍繞ITER採購包任務的產業化進程，逐步構建了比較穩定和有序的研究院所與企業之間上下合作關係，從而為相關產業研發能力和製造水平的提升創造了條件。”
ITER計劃，被視為科技領域構建人類命運共同體的方略和具體行動。2007年，中國正式加入ITER計劃，至今已逾十年。中國為何加入ITER計劃？它曾引起怎樣的爭議？這樣一項國際大科學工程在實施過程中又遭遇怎樣的曲折？中國在ITER計劃中如何發揮作用，又怎樣受益於項目？核聚變被多國視為未來終極能源，各國又有怎樣的路線？
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