“突破核电发展关键设计技术”是压水堆重大专项CAP1400创新研发的核心指标，是形成具有我国自主知识产权的CAP1400、建成CAP1400示范工程的关键举措，是支撑“中国核电走出去”战略的重要保障。

在三代核电技术“引、消、吸”的基础上，在党中央、国务院的统一领导，在科技部、发改委（能源局）、财政部的统筹部署，在国家电力投资集团、国家核电技术公司的牵头组织之下，作为压水堆重大专项的技术主体责任方的上海核工院，联合国核电力院、上海第一机床厂、上海电气核设备厂、太原重工、大连宝原、中国一重、山东核设备厂，依托“CAP1400关键设计技术研究”课题及“CAP1400核岛重大设备设计技术研究”课题，融合我国自主核电型号开发、工程设计与建造的经验，协同国内外200多家机构、单位、企业、高校等，历时7年的艰苦研发，系统、完整的掌握了CAP1400核电关键设计及主设备设计技术，形成了设计分析、软件、标准、安全审评、设备研制等体系配套能力，全面支撑CAP1400研发设计。

本专辑将重点聚焦重大专项关键设计技术突破，主设备设计及制造内容将在下一辑《装备制造 大国重器》中呈现。

11项关键设计技术，掌握重大专项核心能力

7年关键技术突破，在压水堆重大专项总设计师郑明光的总体策划与领导下，研发设计团队共开展了CAP1400相关的总体设计技术研究、堆芯和燃料设计技术研究、反应堆本体设计技术研究、专设安全设施设计技术研究、安全评价技术研究、主要系统设计技术研究、电气控制监测系统及人因工程设计技术研究、厂房布置及结构设计技术研究、管道及支撑设计技术研究、钢安全壳设计技术研究和常规岛关键设计技术研究等11项子课题攻关，有力支撑了自主知识产权CAP1400型号开发和CAP1400示范工程设计，支持了CAP1400通过国家核安全局组织的安全审评，为CAP1400示范工程建设提供了技术保障，也为CAP1700的研发和创新奠定了技术基础。

1）CAP1400总体设计技术研究，完成了CAP1400概念设计、总体性能优化研究等7大类研究内容，形成了CAP1400总体技术方案，确定了CAP1400设计所采用的规范标准清单，掌握了CAP1400辐射防护及屏蔽设计技术，建立了CAP1400设备鉴定技术体系和水化学技术要求，研发出满足要求的国产涂料，支撑了CAP1400型号创新和工程设计。

2）CAP1400堆芯和燃料设计技术研究，掌握了CAP1400堆芯关键技术、燃料组件设计技术和先进堆型方案设计技术，建立了适用于CAP1400堆芯和燃料设计、分析论证的方法和程序系统，完成了CAP1400自主化燃料原型组件研制，取得了“CAP1400先进堆芯方案设计”和“自主化燃料原型组件”等2项标志性成果，为开发自主化的先进燃料奠定了基础。

3）CAP1400反应堆本体设计技术研究，确定了较佳的反应堆本体结构设计方案并通过试验验证，开发了自主化堆芯仪表套管组件更换工具，优化了反应堆控制棒驱动线设计，取得了“自主研发堆芯仪表套管组件更换工具”等1项标志性成果，为CAP1400安全分析提供了技术支持。

4）CAP1400专设安全设施设计技术研究，掌握了系统容量论证、系统分析程序适应性评价、工艺系统设计等关键设计技术，验证了非能动安全系统在瞬态和事故下的有效性，并成功研制了氢点火器、氢复合器、氢浓度监测仪表等样机,取得了“CAP1400关键设备的容量论证”、“CAP1400主系统布置设计研究”、“PXS配置和容量论证技术”、“PCS配置和容量论证技术”、“安全壳内滤网设计技术”、“CAP1400非能动氢复合器样机”和“RCS真空喷水器”等7项标志性成果。

5）CAP1400安全评价技术研究，掌握了CAP1400核电厂确定论和概率论安全评价方法，形成了自主化PSA计算引擎软件，取得了“CAP1400事故分析技术”、“非能动核电厂全范围严重事故管理导则（SAMG）开发技术”、“人员可靠性分析方法研究及在非能动核电厂PSA中的应用”和“自主化PSA计算引擎”等4项标志性成果，解决了由CAP1400设计特性引入的特定分析问题。

6）CAP1400主要系统设计技术研究，掌握了CAP1400系统容量论证、设备选型、系统布置、管线分析、运行控制等设计技术，解决了由于机组容量扩大和优化布置设计带来的重要技术问题，取得了“CAP1400重点部位流场分析技术”、“CAP1400三废系统设计技术研究”、“CAP1400主控制室非能动热阱性能试验研究”、“CAP1400 FM仿真平台开发及阻力计算”、“CAP1400主控制室核级空气喷射器研制”、“核级无隔板型高效粒子空气过滤器和预过滤器的试制与试验”和“大风量Ⅲ型活性炭碘吸附器及其装卸料装置研制”等7项标志性成果，实现了自主设计和创新。

7）CAP1400电气控制监测系统及人因工程设计技术研究，成功研制出LPMS(松动部件监测系统)工程样机和地震监测系统传感器系统原理样机，掌握了控制策略验证等关键技术，建立一套完整的CRDM(控制棒驱动机构)控制回路仿真模型，取得了“数字化人机接口设计验证技术”、“核应用程序系统”、“控制系统仿真试验和优化平台”、“特殊监测系统及装置”和“中低压电气贯穿件”等5项标志性成果，促进上海核工院在电气控制监测系统及人因工程领域研发、设计、分析、制造、试验等技术体系的形成。

8）CAP1400厂房布置及结构设计技术研究，形成了CAP1400核岛厂房布置设计准则、核电厂抗飞机撞击分析评估体系、多尺度抗震分析与隔震设计体系、厂房模块化设计体系，取得了“CAP1400核电厂抗飞机撞击分析研究”、“CAP1400核电厂抗震与隔震技术研究”和“CAP1400厂房布置与模块化设计技术”等3项标志性成果，支撑了CAP1400示范工程厂房布置及结构设计。

9）CAP1400管道及支撑设计技术研究，掌握了超大吨位一体化锻造主管道设计分析、蒸汽发生器支撑用大型液压阻尼器研制、主蒸汽管道LBB与流动加速腐蚀研究等关键技术，取得了“CAP1400超大吨位一体化锻造主管道设计”、“核级管道非常规力学性能试验”、“管道及特殊部件的力学分析技术”、“管道力学自动化计算分析平台”和“蒸汽发生器支撑用大型液压阻尼器研制”等5项标志性成果，支撑了CAP1400管道和支撑设计技术能力体系的建立。

10）CAP1400钢安全壳设计技术研究，全面掌握了钢安全壳的结构特点、极限承载能力、抗震性能和压力作用下的稳定性分析技术等，取得了“CAP1400钢安全壳设计技术”等1项标志性成果，具备自主完成CAP1400钢安全壳设计并独立通过安全审查的技术能力。

11）CAP1400常规岛关键设计技术研究，确定了CAP1400核电机组常规岛数字化控制方案及其关键系统、常规岛热力系统、核电站第一跨防甩装置等设计方案，优化了CAP1400常规岛技术，取得了“机组冷端设计参数优化研究”和“取排水对海水养殖影响分析策略”等2项标志性成果。

构建体系，形成面向未来的技术发展能力

完整的设计研发体系，决定了未来科技发展的深度与广度，是在一项项科研创新成果之外，重大专项技术攻关最宝贵的财富。完整的设计分析体系、设计软件体系、设计标准体系、安全审评支持体系，支撑CAP1400成为拥有完全自主知识产权与国家竞争力的核电型号，也为后续核电高质量、高水平、可持续、自主化发展夯实了基础。

1）CAP1400设计分析体系：依托“8大领域、31个学科和101个专业的技术研发体系”，上海核工院形成了涵盖CAP1400总体设计与安全评价、堆芯燃料、核设备与材料、仪控及电气系统、核工程设计以及常规岛设计等技术领域的CAP1400设计体系，具备了完整的CAP1400核电厂设计、分析和安全评价等能力。CAP1400总体设计及系列化型号设计技术、先进堆芯方案设计及自主化燃料研发、关键设备和系统容量论证、主要系统布置技术、事故分析技术与安审支持能力、数字化人机接口和人因工程设计、厂房布置及模块化设计、钢安全壳设计分析技术、常规岛总体设计技术等均具备国际先进水平。

2）CAP1400设计软件体系：通过自主开发和系统集成，形成成套的堆芯及核安全设计分析程序、设备及构筑物设计分析一体化软件包、工程设计类软件和平台、设计分析和支撑类软件和平台，共计开发软件70余项，分类集成、灵活适用，有效支撑CAP1400设计研发。

3）CAP1400设计标准体系：恪守安全至上的理念，在系统研究法规标准的基础上，全面建立了可适用于CAP1400批量化发展的核电标准，通过已经实践充分验证的、成熟可靠的技术措施实现最高标准要求。通过与国家核安全局的对话，确认CAP1400引用的标准法规满足最新核安全法律法规的要求，满足新建核电厂的安全要求。

4）CAP1400安全审评支持体系：结合关键设计技术研究，全面完成了CAP1400安全分析报告。CAP1400安全审评，过程中全面深化了中国核电业界对于三代非能动核电技术的理解和认识，核安全审评原则、流程、体系得到进一步强化，人员能力水平得到有力提升；同时对CAP1400所进行的审评深度和范围是前所未有的，核安全局组织超过260名专家参与，在长达18个月的时间内针对5000多个问题进行多次对话。在CAP1400安审过程中，中美两国监管当局建立了非能动系列核电站审评对话机制，促进我国监管当局的国际化进程，促进了我国核电安全水平的提升，也为后续走出去进行了提前“练兵”。2016年2月，CAP1400初步安全分析报告通过国家核安全局组织的安全审评，审评认为：CAP1400满足国内外最新标准要求，满足我国十三五核电安全要求，满足福岛后响应要求。2016年4月，CAP1400顺利通过IAEA通用反应堆安全评审，评审认为：CAP1400总体达到IAEA安全法规标准的最新要求。

5）形成具有完全自主知识产权的CAP1400，打造具有国际竞争力的核电品牌：CAP1400是在我国60余年的核工业体系和40余年压水堆核电站的建设运营经验的基础上，消化吸收AP1000技术，综合体现我国装备制造能力及水平，开发的具有自主知识产权的世界先进的第三代压水堆核电型号。通过关键设计技术攻关，形成CAP1400关键设计技术相关的知识产权成果452项，包括申请专利305项、已授权188项，认定技术秘密（含专有技术）121项，登记软件著作权26项，鉴定科技成果91项。关键技术在总体设计、设备研发、安全分析设计、辐射防护与三废处理、力学分析、试验验证、经验反馈与福岛事故后反馈等7大方面均实现技术创新与突破。2015年11月29日，中国专利保护协会认为：CAP1400“具有完全自主知识产权和出口权”。

十年创新研发，是党中央、国务院英明决策的结果，是在科技部、发改委（能源局）、财政部领导下，全体协作单位共同努力的成果；十年创新研发，是全体核科技工作者创新攻关的重要集成。

十年新起点，技术创新永无止境。新时代、新技术、新要求，我们将继续围绕、拓展、深化重大专项关键技术研究，聚焦核电设计自主化，通过智能设计、精准设计、先进工艺和新材料研发，推动先进理论、技术、工具、平台的创新，储备核心技术能力，不断突破提升，助力创新型国家和科技强国建设，实现核电强国梦！