——我們需要一個例子，證明中國已經(jīng)具備大型核電自主設(shè)計制造的能力。

——CAP1400就是最好的例子，它是自主開發(fā)、自主設(shè)計、自主制造的。

2018年8月14日，CAP1400全球手推、三門核一號機組首次達(dá)到滿功率運行。在過去的十余年，AP1000首堆是核電關(guān)注的重點，在其成功并網(wǎng)后，CAP1400示范工程成為新的焦點。

2007年，經(jīng)過多輪談判后，中美正式簽訂三代核電AP1000技本轉(zhuǎn)讓和積關(guān)設(shè)備采購合同。合同明確，中國將在引進(jìn)AP100核電基礎(chǔ)上，通過改進(jìn)、開發(fā)和自主創(chuàng)新，完全擁有輸出電功率大于135萬千瓦的大型先進(jìn)非能動核電站的自主知識產(chǎn)權(quán)——這便是CAP1400.

2008年2月，國務(wù)院常務(wù)會議通過了《大型先進(jìn)壓水性核電站重大專項總體實施方案》，核電重大專項為16頂國家重大科技專項之一。核電重大專項分兩個部分，一個是高溫堆分項，另一個是壓水堆分項，以研發(fā)設(shè)計和建設(shè)CAP1400示范工程為主要成果。

2013年3月4日，國家發(fā)改委批復(fù)同意CAP1400示范工程開展前期工作。2014年1月9日，CAP1400初步設(shè)計順利過國家能源組織的評審，標(biāo)志著CAP1400的總體技術(shù)方案、技術(shù)指標(biāo)和主要參數(shù)固化得到國家認(rèn)可。

多家煤體報道,2014年底，位于山東榮成的CAP1400示范工程便已具備開工條件，即澆筑第一罐混士(FCD)。

對行業(yè)而言，因其示范程至今未開工，CAP1400看似是陌生的，但同時，在大專項推進(jìn)的這十年中，CAP1400早已滲入行業(yè)發(fā)展脈絡(luò)中，其設(shè)計、研發(fā)、制造等理念創(chuàng)新和實驗實踐，牽動著行業(yè)發(fā)展。

自主知識產(chǎn)權(quán)的門檻

“現(xiàn)在的CAP1400，是被倒逼出來的。”CAPl400總設(shè)計師、上海核工程研究設(shè)計院院長鄭明光告訴eo記者，國家核電技術(shù)公司是重大專項的實施主體，而上海核工程研究設(shè)計院，即728院，是技術(shù)總負(fù)責(zé)單位。

2007年底，國家發(fā)改委組織專家評審，將毛功率1350MWe確定為CAP1400的基本參數(shù)，在此條件下，CAP1400的安全殼主直徑、主泵、蒸汽發(fā)生器等關(guān)鍵設(shè)備與AP1000設(shè)計區(qū)別并不大，設(shè)計上主要是修改反應(yīng)堆功率。

放低自我要求，源于當(dāng)時中國核電設(shè)備制造水平現(xiàn)狀：2007年之前，中國沒有一家企業(yè)能制造出三代核電設(shè)備。盡管彼時國內(nèi)企業(yè)能制造二代核電設(shè)備，但很多材料需要進(jìn)口，更別提三代核電設(shè)備對材料使用壽命、放射性活化等的要求更高。按照當(dāng)時的制造水平，主泵造不出來，甚至蒸汽發(fā)生器都成問題，能力直接“鎖死”目標(biāo)。

只是，自主知識產(chǎn)權(quán)并未如設(shè)想中那么輕易就能擁有。第一個不答應(yīng)的便是西屋公司。

2009年10月，在跟西屋公司的會談中，西屋公司表示當(dāng)初約定的1350MWe為凈功率(即上網(wǎng)功率)，而非毛功率。這意味著CAP1400的毛功率必須達(dá)到1500Mwe，才能擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。要達(dá)到這個目標(biāo)，CAP1400就不再只是AP1000的小改動。

CAP140的型號設(shè)計需要從頭來過。

明確需求后,728院設(shè)計隊伍需要先完成方案設(shè)計即確認(rèn)從反應(yīng)堆內(nèi)燃料組件到壓力容器再到二回路、蒸汽發(fā)生器等應(yīng)采用怎樣的方案。確定方案設(shè)計后需進(jìn)行概念設(shè)計，即確定整個核電站主要的系統(tǒng)配置，梳理所需關(guān)鍵技術(shù)。

通過方案設(shè)計和概念設(shè)計，CAP1400的型號設(shè)計最終確定。其反應(yīng)堆功率從原先設(shè)定的3730MWt提升到4040MWt。主關(guān)鍵設(shè)備的目標(biāo)都變了：主管道橫截面增加30%、蒸汽發(fā)生器流通面積增加25%、換熱面積增加27%、核功率增加188%、安全殼直徑增加到43米。

參數(shù)來源基于理論、經(jīng)驗、計算和軟件工具，針對其中缺乏試驗支撐的創(chuàng)新，則需要在型號設(shè)計后做相應(yīng)試驗進(jìn)行論證。

以蒸汽發(fā)生器為例，AP1000設(shè)計為10025根管子，CAP1400則為12606根。“憑什么是12606根管子?”鄭明光告訴eo記者，“所有的數(shù)據(jù)必須根據(jù)整個工況、效能機組的功率，重新計算、重新分析、重新確定。”