蘇聯(lián)上世紀(jì) 40 年代就開始研制運(yùn)行核材料生產(chǎn)堆,1949 年核武器首次試爆成功后, 就開始著手將核能這一新的能源用于軍事和民用的各個(gè)領(lǐng)域,其中重要方面就是為各式各樣的用途研制核反應(yīng)堆。 核潛艇、核動(dòng)力破冰船、核電站、核動(dòng)力衛(wèi)星等研制項(xiàng)目接連啟動(dòng),各種技術(shù)路線探索廣泛。50 年代以來, 俄羅斯共建造核潛艇 250 艘以上,裝備400 多座反應(yīng) 堆, 還批量建造了核動(dòng)力水面軍艦、民用核動(dòng)力破冰船、核動(dòng)力衛(wèi)星等,裝備建造規(guī)模和應(yīng) 用范圍都居世界領(lǐng)先。

目前, 俄羅斯借助核動(dòng)力技術(shù), 發(fā)展新一代核動(dòng)力裝備。 各式裝備建 設(shè)全面并不斷跨代更新, 為國(guó)防建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮了重要作用。目前,核能與動(dòng)力是俄羅 斯核工業(yè)的重要產(chǎn)品,一批研發(fā)和制造單位擁有幾十年經(jīng)驗(yàn),在各自領(lǐng)域形成專長(zhǎng),推動(dòng)新 一批裝備型號(hào)發(fā)展。
1、分布與組織結(jié)構(gòu)
俄羅斯核能與動(dòng)力領(lǐng)域的研發(fā)機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè),大多創(chuàng)立于上世紀(jì)中期,隸屬中型機(jī)械 制造部,其核心業(yè)務(wù)和能力幾十年來不斷發(fā)展轉(zhuǎn)變 。在 2007 年成立國(guó)家原子能公司 (Rosatom)以后,這些機(jī)構(gòu)和企業(yè)又歸并到 Rosatom 下屬的相關(guān)業(yè)務(wù)板塊和管理公司,陸 續(xù)改組為聯(lián)合股份公司這一形式。
除了 Rosatom 外,庫(kù)爾恰托夫研究院、俄羅斯科學(xué)院以及一些高校,也開展核能與動(dòng)力 相關(guān)的前沿探索和技術(shù)研發(fā),構(gòu)成這一領(lǐng)域科研與創(chuàng)新體系的有機(jī)部分。
1.1 國(guó)家原子能公司
俄羅斯國(guó)家原子能公司(Rosatom)成立于 2007 年,整合了俄羅斯絕大部分核工業(yè)能力, 擁有各類企業(yè)機(jī)構(gòu) 300 多家。其中,核能與動(dòng)力研發(fā)生產(chǎn)的企業(yè)與機(jī)構(gòu),絕大部分集中在子 公司原子能工業(yè)綜合體股份公司(Atomenergoprom,AEP)。
AEP 的機(jī)械工程部負(fù)責(zé)核電技術(shù)研發(fā)和設(shè)備制造, 管理公司為核能機(jī)械股份公司 (Atomenergomash,AEM),擁有一批工程設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)和設(shè)備生產(chǎn)制造廠 。AEP 的燃料部管理 公司 TVEL 公司,其下屬一些企業(yè)從事核燃料研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造等業(yè)務(wù)。AEP 的工程部負(fù)責(zé) 國(guó)內(nèi)外核電站設(shè)計(jì)與建造,管理公司為核建造出口集團(tuán)(Atomstroyexport,ASE) 。動(dòng)力 工程部負(fù)責(zé)核電站運(yùn)行以及核能發(fā)電與供熱,管理公司為俄羅斯核電站電能與熱能生產(chǎn)股份 公司(Rosenergoatom)。
除了 AEP 外,Rosatom 還有一個(gè)科學(xué)創(chuàng)新板塊,由 “科學(xué)與創(chuàng)新”公司管理,協(xié)調(diào)相關(guān) 科學(xué)研究活動(dòng),其下設(shè)機(jī)構(gòu)也有一些核反應(yīng)堆與燃料技術(shù)科研單位。
Rosatom 下屬的核船隊(duì)(Atomflot)聯(lián)邦國(guó)家單一制企業(yè)作為單獨(dú)的業(yè)務(wù)板塊,負(fù)責(zé)核 動(dòng)力破冰船運(yùn)行、核動(dòng)力艦船維護(hù)和維修、安全處理核材料和放射性廢物等。
1.2 獨(dú)立研究機(jī)構(gòu)和高校
在國(guó)家原子能公司以外,還有一批基礎(chǔ)性、綜合性科研單位, 分布在國(guó)家研究中心庫(kù)爾 恰托夫研究院、俄羅斯科學(xué)院、高校等,以核領(lǐng)域基礎(chǔ)與前沿性研究為重點(diǎn)方向,涉及基礎(chǔ) 物理、等離子體物理、激光器技術(shù)、聚變科學(xué)、新型材料、建模仿真、輻射應(yīng)用等,營(yíng)造新 的科技發(fā)展方向,為核工業(yè)各領(lǐng)域發(fā)展下一代新技術(shù)創(chuàng)造條件。
1.3 大型制造企業(yè)
俄羅斯還有一些大型制造企業(yè),開展核能與動(dòng)力設(shè)備生產(chǎn)制造,重要的如,聯(lián)合重型機(jī) 械工廠(OMZ)集團(tuán)、下諾夫哥羅德機(jī)械制造廠(NMZ)等。
2、設(shè)計(jì)研發(fā)
2.1 核心性的綜合研發(fā)機(jī)構(gòu)
俄羅斯核能與動(dòng)力領(lǐng)域,稱得上核心研發(fā)機(jī)構(gòu)的有 5 家,其各有不同的主要領(lǐng)域和能力專長(zhǎng),作為新一代技術(shù)發(fā)展的前瞻引領(lǐng)和新裝備型號(hào)的總設(shè)計(jì)。國(guó)家原子能公司(Rosatom) 有 4 家,即阿夫里坎托夫機(jī)械制造實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)局(OKBM)、多列扎利動(dòng)力工程科研設(shè)計(jì)研究院 (NIKIET)、萊布恩斯基物理與動(dòng)力工程研究 院( IPPE)、壓水機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)局( OKB Gidropress)。庫(kù)爾恰托夫研究院是獨(dú)立于國(guó)家原子能公司以外的核領(lǐng)域最重要研究機(jī)構(gòu), 在俄羅斯核能與動(dòng)力技術(shù)發(fā)展歷史中也發(fā)揮了關(guān)鍵性的引領(lǐng)和探索作用。
OKBM 成立于 1945 年,是俄羅斯艦船核動(dòng)力技術(shù)研發(fā)的核心機(jī)構(gòu),也是許多核能與動(dòng)力 裝備的總設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu),其主要成就遍及生產(chǎn)堆、潛艇壓水堆、潛艇鉛鉍冷卻反應(yīng)堆、破冰船反 應(yīng)堆、鈉冷快堆等,還開發(fā)了壓水堆堆芯與燃料、多種反應(yīng)堆設(shè)備、船用反應(yīng)堆換料設(shè)備等。 目前重點(diǎn)項(xiàng)目包括新一代潛艇反應(yīng)堆、RITM-200/400 破冰船反應(yīng)堆、浮動(dòng)核電站和小型反 應(yīng)堆、BN-1200 鈉冷快堆等。OKBM 還擁有大規(guī)模的科研測(cè)試能力與生產(chǎn)設(shè)施。
NIKIET 成立于 1942 年,也是許多核能與動(dòng)力裝備的總設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu),曾開發(fā)了生產(chǎn)堆、潛 艇反應(yīng)堆、裝備特殊潛艇的小型核動(dòng)力、核電站石墨水冷堆、各類研究堆、反應(yīng)堆控制系統(tǒng) 等,還曾開展空間核動(dòng)力、核聚變等領(lǐng)域研發(fā)。 目前主要項(xiàng)目包括 BREST-OD-300 鉛冷快 堆、兆瓦級(jí)空間核動(dòng)力裝置、MBIR 多用途快堆、中小型移反應(yīng)堆、RBMK 現(xiàn)代化改造等。NIKIET 也建有生產(chǎn)基地,開展反應(yīng)堆設(shè)備批量化生產(chǎn)。
IPPE 在 1945 年成立,具有“國(guó)家科學(xué)中心”地位,目前隸屬國(guó)家原子能公司的創(chuàng)新管 理機(jī)構(gòu),發(fā)揮方向引領(lǐng)和技術(shù)探索先導(dǎo)的作用,曾開發(fā)建設(shè)蘇聯(lián)首座核電站和最早的 2 座潛 艇陸上模式堆,研發(fā)石墨水冷小型核電反應(yīng)堆和 RBMK 反應(yīng)堆、鈉冷快堆、潛艇核動(dòng)力、空 間核動(dòng)力等。IPPE 目前為核領(lǐng)域綜合科研機(jī)構(gòu),其設(shè)有核動(dòng)力部,主要發(fā)展各類快堆、多 種小型堆、供熱堆、新型反應(yīng)堆燃料與材料等技術(shù),其實(shí)驗(yàn)基地建有各種介質(zhì)的熱工水力臺(tái) 架等研究設(shè)施。
OKB Gidropress 于 1946 年成立,成立之初曾參與石墨生產(chǎn)堆和重水堆、 研究堆以及蘇 聯(lián)首座核電站設(shè)計(jì)研發(fā),1955 年以來成為 VVER 壓水堆核電反應(yīng)堆的總設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu),研發(fā)了所 有 VVER 反應(yīng)堆型號(hào)。OKB Gidropress 還曾在上世紀(jì)五六十年代開發(fā)了潛艇鉛鉍冷卻反應(yīng)堆, 為系列鈉冷快堆開發(fā)了蒸汽發(fā)生器、中間熱交換器等設(shè)備,本世紀(jì)初設(shè)計(jì)了 SVBR-100 型鉛 鉍冷卻小型堆。OKB Gidropress 目前開展壓水堆和液態(tài)金屬冷卻反應(yīng)堆及其設(shè)備的設(shè)計(jì)開 發(fā),擁有實(shí)驗(yàn)研究基地和生產(chǎn)基地。
庫(kù)爾恰托夫研究院是獨(dú)立于國(guó)家原子能公司以外的核領(lǐng)域最重要研究機(jī)構(gòu),在俄羅斯核 工業(yè)與技術(shù)發(fā)展中始終發(fā)揮引領(lǐng)和關(guān)鍵性作用,2010 年成為唯一一家“國(guó)家研究中心”,2011 年以來合并了一批基礎(chǔ)領(lǐng)域科研院所。目前,下一代核電技術(shù)是庫(kù)爾恰托夫研究院的主要業(yè) 務(wù)領(lǐng)域之一,相關(guān)科研設(shè)施包括 4 座研究堆、 9 個(gè)臨界裝置、 熱室材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室等。
2.2 專業(yè)化的研發(fā)機(jī)構(gòu)
除上述具備綜合研發(fā)能力、發(fā)揮引領(lǐng)作用的機(jī)構(gòu)外,俄羅斯還有一批專業(yè)化的反應(yīng)堆研 發(fā)機(jī)構(gòu),長(zhǎng)期以來從事某一特定類型的反應(yīng)堆技術(shù)、反應(yīng)堆燃料或部件研究,或者專門從事 反應(yīng)堆研究中的試驗(yàn)工作。
亞歷山德羅夫科研技術(shù)研究院(NITI)1962 年建立,主要運(yùn)行艦艇陸上模式堆,參與 海軍核推進(jìn)裝置及其系統(tǒng)與部件的設(shè)計(jì)、測(cè)試與支持, 建有 4 座陸上反應(yīng)堆(KM-1、KV-1、 KV-2 以及 VAU-6)并開展操縱員培訓(xùn),還開發(fā)工業(yè)用途的自動(dòng)控制系統(tǒng)、自動(dòng)輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 等。
原子反應(yīng)堆研究院(NIIAR 或 RIAR)成立于 1959 年,是主要的輻照測(cè)試和堆后研究基地,建有 8 座研究堆, 目前在建 1 座(MBIR),都具有世界先進(jìn)水平的運(yùn)行參數(shù)和特性。工 作領(lǐng)域包括反應(yīng)堆材料、反應(yīng)堆物理與工程、放射化學(xué)與燃料循環(huán)、放射源與同位素生產(chǎn)等。
博奇瓦無機(jī)材料高技術(shù)研究院(VNIINM)1945 年成立,是俄羅斯最主要的核燃料循環(huán) 領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu),曾研發(fā)國(guó)防和民用領(lǐng)域各種反應(yīng)堆的核燃料與材料,目前重點(diǎn)領(lǐng)域包括鉛冷、鈉冷快堆新型燃料和結(jié)構(gòu)材料;壓水堆、破冰船反應(yīng)堆和小型堆燃料等。
紅星公司,成立于 1972 年,曾是蘇聯(lián)空間核反應(yīng)堆電源研發(fā)制造的牽頭機(jī)構(gòu),目前仍 開展熱離子型核反應(yīng)堆電源的研發(fā)和實(shí)驗(yàn)測(cè)試。
盧奇科研與生產(chǎn)聯(lián)合企業(yè)研究院(NII NPO Luch)成立于 1946 年,50 年代以后逐步以 空間堆高溫燃料元件、熱離子發(fā)電元件等作為研制重點(diǎn),目前研發(fā)高密度核燃料、熱離子反 應(yīng)堆元件等。
機(jī)械制造中央設(shè)計(jì)局(TsKBM)成立于 1945 年, 曾研發(fā)移動(dòng)式反應(yīng)堆、空間熱離子反應(yīng) 堆電源、反應(yīng)堆換料設(shè)備等,從 50 年代以來一直是反應(yīng)堆泵設(shè)備的主要研制機(jī)構(gòu),曾為核 潛艇、破冰船、核電站開發(fā)各種型號(hào)的泵設(shè)備,近期主要成果是 VVER-1000 反應(yīng)堆采用水潤(rùn) 滑軸承的主泵。設(shè)有一家分支機(jī)構(gòu),從事泵設(shè)備的測(cè)試與生產(chǎn)。
儀表工程專業(yè)科學(xué)研究院(SNIIP)成立于 1952 年, 是俄羅斯核領(lǐng)域儀表工程設(shè)計(jì)的主 要企業(yè),產(chǎn)品用于所有核動(dòng)力海軍艦艇和破冰船、幾乎所有核電站以及多個(gè)研究設(shè)施。
反應(yīng)堆材料研究院(IRM)隸屬于國(guó)家原子能公司的創(chuàng)新管理機(jī)構(gòu),主要設(shè)施是 IVV-2M 研究堆和圍繞其建立的一系列實(shí)驗(yàn)臺(tái)架以及堆后研究設(shè)施,開展熱離子反應(yīng)堆、核火箭發(fā) 動(dòng)機(jī)等各種反應(yīng)堆的先進(jìn)燃料測(cè)試。戈雷寧 “普羅米修斯”(Prometey)結(jié)構(gòu)材料中央研究院成立于 1939 年,2016 年加入 庫(kù)爾恰托夫研究院,為“國(guó)家科學(xué)中心”,為核工業(yè)和其他重工業(yè)開展材料研究。
2.3 試驗(yàn)測(cè)試設(shè)施
上述研究機(jī)構(gòu)的研發(fā)活動(dòng)依托幾十年來逐步建立的研究堆、研究臺(tái)架、熱室等各類設(shè)施, 如表 1 所示。以下為最具代表性的一些研究能力。
表 1 核能與動(dòng)力領(lǐng)域主要研發(fā)能力

俄羅斯共建造 6 座用于研發(fā)潛艇核動(dòng)力的陸上反應(yīng)堆臺(tái)架。最初 2 座建立在 IPPE,即 27VM、27VT,分別用于探索壓水堆和鉛鉍冷卻反應(yīng)堆兩種技術(shù)路線。后來 4 座建在 NITI, 包括鉛鉍冷卻的 KM-1、第三代潛艇壓水堆試驗(yàn)臺(tái)架 KV-1、一體化試驗(yàn)臺(tái)架 KV-2、小型輔助 動(dòng)力試驗(yàn)臺(tái)架 VAU-6。其中,KV-1 從 1975 運(yùn)行至今,支持第三、四代潛艇核動(dòng)力技術(shù)方案 開發(fā)應(yīng)用。
NIIAR 是反應(yīng)堆輻照試驗(yàn)和堆后研究的主要基地,運(yùn)行著俄羅斯大部分的高通量研究 堆,包括回路式反應(yīng)堆 MIR、高通量反應(yīng)堆 SM、快堆 BOR-60、VK-50、池式反應(yīng)堆 RBT-6、 池式反應(yīng)堆 RBT-10/2 等,2015 年開始建造 MBIR 多用途快堆,其快中子通量密度 5.3× 1015 n/cm2/s,可使材料輻射效應(yīng)達(dá)到每年 40 dpa,計(jì)劃 2024 年在實(shí)現(xiàn)功率啟動(dòng)。NIIAR 的反應(yīng)堆材料試驗(yàn)綜合體規(guī)模龐大, 共有 49 個(gè)熱室, 9 個(gè)重型手套箱,可對(duì) 1.9×1016 Bq 活度的物項(xiàng)進(jìn)行操縱。
萊布恩斯基物理與動(dòng)力工程研究院(IPPE)的 BFS 臨界臺(tái)架是世界上規(guī)模最大的研究快 中子反應(yīng)堆中子物理學(xué)參數(shù)的臨界裝置,可對(duì) 3000 兆瓦快堆活性區(qū)進(jìn)行模擬,是目前對(duì) BN、 BREST、SVBR 等液態(tài)金屬快堆進(jìn)行全尺寸模擬實(shí)驗(yàn)的唯一實(shí)驗(yàn)工具。
阿夫里坎托夫機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)局(OKBM)的 ST-659 和 ST-1125 臨界臺(tái)架是水堆研究 獨(dú)特工具,曾支持大量全尺寸堆芯以及堆芯局部的研究,包括對(duì)核動(dòng)力破冰船反應(yīng)堆、小型核電站反應(yīng)堆、供熱反應(yīng)堆、浮動(dòng)核電站的反應(yīng)堆堆芯都開展了實(shí)驗(yàn),以確定并優(yōu)化堆芯 構(gòu)成,核實(shí)設(shè)計(jì)代碼,對(duì)改進(jìn)堆芯特性提出建議等。熱物理學(xué)臺(tái)架 L-186、L-1070、L-800 用于對(duì)壓水堆堆芯模型開展各種工況下的特性研究。
反應(yīng)堆材料研究院(IRM)依托 IVV-2M 研究堆建立的一系列實(shí)驗(yàn)臺(tái)架以及堆后研究設(shè)施, PURS 臺(tái)架用于熱離子燃料元件測(cè)試, RISK 臺(tái)架用于在各類氣體介質(zhì)中測(cè)試各類燃料元件, URAL 臺(tái)架用于結(jié)構(gòu)材料的堆內(nèi)測(cè)試,屏蔽設(shè)施的 14 個(gè)屏蔽熱室形成 2 條工藝線。
3、生產(chǎn)制造
3.1 國(guó)家原子能公司的生產(chǎn)制造能力
3.1.1 反應(yīng)堆設(shè)備
前述 OKBM、NIKIET、Gidropress 等研發(fā)設(shè)計(jì)單位,本身也具備專業(yè)化制造能力, 制造 反應(yīng)堆設(shè)備和部件及其他工業(yè)產(chǎn)品。OKBM 的生產(chǎn)設(shè)施有 530 多臺(tái)技術(shù)設(shè)備,900 多人,生產(chǎn) 海軍艦船、核工業(yè)、非核工業(yè)的各類設(shè)備。NIKIET 生產(chǎn)基地有 3 個(gè)場(chǎng)址,300 多人,生產(chǎn)傳 感器、RBMK 反應(yīng)堆部件、金屬產(chǎn)品等。Gidropress 生產(chǎn)基地有技術(shù)設(shè)備 180 多臺(tái),300 人。 紅星公司、NII NPO Luch、TsKBM 等,也都開展相關(guān)領(lǐng)域的制造業(yè)務(wù)。
俄羅斯還有一批單位專門從事反應(yīng)堆設(shè)備、材料、部件等的技術(shù)研發(fā)與批量供應(yīng)。這些 機(jī)構(gòu)大部分隸屬于國(guó)家原子能公司的機(jī)械工程部 AEM 公司, 也有一些不屬于國(guó)家原子能公 司,有些是收購(gòu)的國(guó)外企業(yè)。
國(guó)家原子能公司機(jī)械工程部 AEM 公司的反應(yīng)堆大型設(shè)備制造企業(yè),主要是奧爾忠尼基澤 -波多利斯克工廠(ZiO-Poldolsk)和 AEM 技術(shù)公司。AEM 技術(shù)公司又由 3 家企業(yè)構(gòu)成,即 原子機(jī)械制造公司(Atommash)和彼得羅扎沃茨克機(jī)械制造廠(Petrozavodskmash),以及 位于烏克蘭的特種鋼能源機(jī)械工廠(Energomashspetsstal,EMSS)。
此外,AEM 的核管道線路安裝廠(Atomtruboprovodmontazh,ATM)主要生產(chǎn)核電站和 工業(yè)設(shè)施的高低壓管道零件、組裝裝置。工程技術(shù)中央科學(xué)研究院科研與生產(chǎn)聯(lián)合企業(yè)(NPO TsNIITMASH)生產(chǎn)大型鑄錠、鑄件,開展金屬成形、焊接和表面處理、熱處理、質(zhì)量控制等 工作,在 VVER-1000 反應(yīng)堆研發(fā)中開發(fā)了結(jié)構(gòu)鋼材料、焊接材料研發(fā)。AAEM 汽輪機(jī)技術(shù)公 司為 ZiO-Poldolsk(51%)和通用電氣-阿爾斯通(49%)的合資公司,其任務(wù)是為俄羅斯在國(guó)內(nèi)外建造的核電站供應(yīng)汽輪機(jī)廠房設(shè)備。捷克的 ARAKO 公司產(chǎn)品主要是核工業(yè)的各類閥 門。
3.1.2 核燃料
蘇聯(lián)早在上世紀(jì) 40 年代就建立了三家主要核燃料生產(chǎn)企業(yè)。蘇聯(lián)解體后,俄羅斯境內(nèi) 還剩 2 家大型核燃料生產(chǎn)企業(yè),即 MSZ 機(jī)械制造廠和新西伯利亞化學(xué)濃縮物工廠,生產(chǎn)能力 共計(jì)每年 2760 噸。俄羅斯還有一家大型鋯產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)切佩茨基機(jī)械工廠。這 3 家目前 都是 TVEL 下屬企業(yè)。
MSZ 機(jī)械制造廠(MSZ, Elemash)是俄羅斯最大工業(yè)企業(yè)之一,為核電站、研究堆、艦 船反應(yīng)堆在內(nèi)的各種反應(yīng)堆生產(chǎn)燃料。新西伯利亞化學(xué)濃縮物工廠(NCCP)主要為 VVER-1000 和 VVER-1200 反應(yīng)堆供應(yīng)燃料組件。切佩茨基(Chepetsk)機(jī)械工廠(ChMZ 或 CMP)其最主 要任務(wù)是生產(chǎn)核燃料鋯包殼, 其鋯產(chǎn)品包括金屬錠、碘化鋯、氧化鋯, 以及各種管材、線材、 板材, 包括燃料元件和組件的包殼和零件。
為推動(dòng)閉合燃料循環(huán)技術(shù)研究和工業(yè)能力建設(shè),俄羅斯在采礦與化學(xué)聯(lián)合企業(yè)(MCC) 建成了高度自動(dòng)化水平的快堆 MOX 燃料生產(chǎn)設(shè)施,在西伯利亞化學(xué)聯(lián)合企業(yè)建立了 CEU-1 和 CEU-2 混合氮化物燃料生產(chǎn)設(shè)施。正在建設(shè)的西伯利亞化學(xué)聯(lián)合企業(yè)的中試示范能源綜合 體(PDEC),也將具有鈾钚混合氮化物燃料制造能力。
3.2 聯(lián)合重型機(jī)械工廠的生產(chǎn)制造能力
聯(lián)合重型機(jī)械工廠(OMZ)集團(tuán)是獨(dú)立于國(guó)家原子能公司外的重要生產(chǎn)制造企業(yè)集團(tuán), 由俄羅斯和捷克的十幾家工廠組成,在核能設(shè)備領(lǐng)域是世界上少數(shù)能夠生產(chǎn)整裝壓力容器的 企業(yè)之一, 供應(yīng)多個(gè)國(guó)家的核電站。 其下屬 3 家工廠從事核領(lǐng)域制造,伊諾爾斯克工廠 (Izhorskiye Zavody)生產(chǎn) VVER-1000 和 VVER-1200 反應(yīng)堆設(shè)備、浮動(dòng)核電站反應(yīng)堆容器、 潛艇反應(yīng)堆設(shè)備等。捷克ŠKODA JSa.s.公司生產(chǎn) VVER 系列反應(yīng)堆的反應(yīng)堆容器、內(nèi)部構(gòu)件、 控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等關(guān)鍵部件。 烏拉爾化學(xué)機(jī)械制造廠(Uralhimmash)曾參與別洛亞爾斯克 核電站 BN-600 和 BN-800 建設(shè),產(chǎn)品包括熱交換器、液態(tài)金屬冷卻劑設(shè)備、安全系統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)、 乏燃料運(yùn)輸容器等。
3.3 其他重要生產(chǎn)制造能力
其他重要企業(yè)還有下諾夫哥羅德機(jī)械制造廠(NMZ),成立于 1932 年, 現(xiàn)在是俄羅斯最 大軍工企業(yè)之一,為俄羅斯海軍艦艇制造反應(yīng)堆裝置,近年來還為俄羅斯“羅蒙諾索夫院士” 號(hào)浮動(dòng)核電站制造了 KLT-40S 反應(yīng)堆裝置。莫斯科多金屬工廠(MZP)于 1932 年成立,主要 活動(dòng)是研制和生產(chǎn)各類反應(yīng)堆的調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)系統(tǒng),用于各種核電站動(dòng)力堆以及研究堆 和船用反應(yīng)堆等。
4、運(yùn)行維護(hù)
俄羅斯核能與動(dòng)力裝備維護(hù)分為三個(gè)部分,包括核電站運(yùn)行維護(hù)、核動(dòng)力破冰船和軍用 核動(dòng)力艦船的運(yùn)行維護(hù)。
4.1 核電站
俄羅斯國(guó)家原子能公司動(dòng)力工程部 “ 俄羅斯核電站電能與熱能生產(chǎn)公司 ” (Rosenergoatom)負(fù)責(zé)俄羅斯核電站從選址、建造、試運(yùn)行、運(yùn)行、退役的整個(gè)周期以及 其他運(yùn)營(yíng)職能。下屬機(jī)構(gòu)包括:10 個(gè)運(yùn)行核電站作為分支公司、各地在建核電站管理處; 核電站應(yīng)急響應(yīng)的科研中心; 科學(xué)與工程中心;退役示范工程中心;工程設(shè)計(jì)部辦公室;資 本項(xiàng)目實(shí)施部辦公室;浮動(dòng)核電站建造運(yùn)營(yíng)處等。
Rosenergoatom 在核電運(yùn)行維護(hù)方面的專業(yè)機(jī)構(gòu)包括:原子能維修(Atomenergoremont) 股份公司負(fù)責(zé)核電站設(shè)備的維護(hù)、維修和現(xiàn)代化改造;原子技術(shù)能源(Atomtekhenergo)股 份公司開展核電站試運(yùn)行,包括核電站所有設(shè)備的各種啟動(dòng)和校正,以及運(yùn)行人員培訓(xùn);全俄核電站運(yùn)行研究院(VNIIAES)股份公司,向核電站提供研發(fā)、技術(shù)和運(yùn)行支持,包括應(yīng) 對(duì)核電站運(yùn)行問題, 提升運(yùn)行效率, 延長(zhǎng)運(yùn)行期限,提高安全性和成本效率等。
4.2 核動(dòng)力破冰船
核船隊(duì)(Atomflot)聯(lián)邦國(guó)家單一制企業(yè)開展核動(dòng)力破冰船及其輔助船只的運(yùn)行和技術(shù) 維護(hù)相關(guān)活動(dòng), 并參與俄羅斯海軍退役核潛艇的綜合處置。Atomflot 岸上工業(yè)基地位于距離摩爾曼斯克市 2 千米的岸邊地區(qū), 占地 17.2 公頃。 基 地施工區(qū)域超過 1.25 萬平方米,擁有各種必要生產(chǎn)能力,提供維修、技術(shù)維護(hù)、停泊。 Atomflot 的破冰船維修分成兩類。一種是不涉及放射性的常規(guī)維修。
另一種是特種維修, 電離輻射和核危險(xiǎn)物的環(huán)境下開展,包括更換蒸汽發(fā)生器的可更換部件、更換屏蔽組件、一 回路泵閥維修等。除了岸上設(shè)施,Atomflot 還借助維護(hù)船進(jìn)行核動(dòng)力破冰船換料和維護(hù)。維護(hù)船又稱浮 動(dòng)技術(shù)基地,目前服役的“伊曼德拉”(Imandra)號(hào)。此前使用的 3 艘已經(jīng)退役,包括包括 “沃格達(dá)爾斯基”(Volodarsky)號(hào)、“洛塔”(Lotta)號(hào)、“列普謝”(Lepse)號(hào)。此外 還有液體放射性廢物特種貨船 “謝列布良卡”(Serebryanka)號(hào)、多功能貨運(yùn)船 “羅西塔” (Rossita)號(hào),用于收集并貯存放射性廢物、乏燃料等。“謝列布良卡”號(hào)還參與軍事特種 行動(dòng),如 2019 年 8 月曾用于從海上回收墜毀的試驗(yàn)核動(dòng)力巡航導(dǎo)彈。“羅西塔”號(hào)近期主要 進(jìn)行老舊核潛艇乏燃料運(yùn)輸活動(dòng)。
新的一艘“浮動(dòng)技術(shù)基地”由圣彼得堡的冰山中央設(shè)計(jì)局于 2019 年 12 月完成設(shè)計(jì),由 紅星造船廠建造,預(yù)計(jì)建造將花 5 年,長(zhǎng)度 159 米,排水量 22661 噸,裝有 2 臺(tái)大型起重機(jī), 將用于 RITM-200、RITM-400、KLT-40、OK-900 等型破冰船反應(yīng)堆以及“羅蒙諾索夫院士” 號(hào)浮動(dòng)核電站的換料。克雷洛夫國(guó)家研究中心也設(shè)計(jì)了一艘 INF-2 乏燃料與放射性廢物冰級(jí) 運(yùn)輸船,長(zhǎng)度 139.7 米,寬度 16.4 米, 可攜帶 40—70 個(gè)乏燃料特種運(yùn)輸容器以及一些放射 性廢物容器,預(yù)計(jì) 2020 年啟動(dòng)建造。
4.3 海軍核動(dòng)力艦艇
海軍核動(dòng)力艦艇的運(yùn)行維護(hù)和換料活動(dòng)由多方共同開展。阿夫里坎托夫機(jī)械工程設(shè)計(jì)局 (OKBM)利用自身的設(shè)計(jì)-建造、生產(chǎn)以及試驗(yàn)基礎(chǔ),支持海軍艦隊(duì)核動(dòng)力艦艇的全面技術(shù) 維護(hù)。OKBM 為海軍艦隊(duì)運(yùn)行組織成立了一個(gè)運(yùn)行技術(shù)支持中心和一個(gè)艦船換料的專業(yè)人員 培訓(xùn)中心。Atomflot 的維護(hù)船為海軍艦艇提供乏燃料運(yùn)輸支持。
表 2 俄羅斯核動(dòng)力與核能研制運(yùn)行單位


俄羅斯海軍曾建造一批海軍“浮動(dòng)技術(shù)基地”(或稱“浮動(dòng)車間”)和潛艇維護(hù)船, 用于 核潛艇裝卸料以及乏燃料與放射性廢物運(yùn)輸。其大部分建于上世紀(jì) 60 年代, 目前正逐步退 役。 目前還在使用的估計(jì)主要有“馬林娜”(Malina)級(jí)和“皮涅加”(Pinega)級(jí)。“馬 林娜”級(jí)“浮動(dòng)技術(shù)基地”共 3 艘, 建造于 80 年代,長(zhǎng) 137 米,排水量 10500 噸,每艘容 納 1400 套燃料組件(6 個(gè)堆芯),烏克蘭尼古拉耶夫造船廠建造。每艘船上有 2 臺(tái) 15 噸起 重機(jī)。 其中,PM-63、PM-12 位于北方艦隊(duì),PM-74 屬于太平洋艦隊(duì)。“皮涅加”級(jí)有 2 艘, 長(zhǎng) 122 米,排水量 5500 噸,用于運(yùn)輸液體放射性廢物, 波蘭建造。“阿穆爾”號(hào)屬于北方艦 隊(duì)。“皮涅加”號(hào)屬于太平洋艦隊(duì)。
核潛艇換料和維護(hù)的造船廠主要有紅星造船廠、恰日馬灣(Chazhma Bay)維修設(shè)施、 海豹造船廠、什克瓦爾(Shkval)第 10 造船廠、北方造船廠等。乏燃料貯存地點(diǎn)位于北方 艦隊(duì)的格列米哈(Gremikha)基地和安德烈耶瓦海灣,太平洋艦隊(duì)的什科托沃(Shkotovo) 基地等。
5、發(fā)展政策
5.1 組織體制
俄羅斯核工業(yè)在歷史上大部分時(shí)期都采取了比較集中和系統(tǒng)化的組織方式。目前由國(guó)家 原子能公司集中管理的組織形式形成于 2006—2008 年間。當(dāng)時(shí)的改組是為了糾正管理存在 的問題,調(diào)整科研生產(chǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)與所有權(quán),理順核工業(yè)結(jié)構(gòu), 形成產(chǎn)業(yè)合力,充分發(fā)揮核工 業(yè)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)潛力。俄羅斯將民用領(lǐng)域一大批企業(yè)逐步改制為股份公司,在 2007 年 5 月 整合為超大垂直一體化公司“原子能工業(yè)綜合體”(Atomenergoprom,AEP)。
隨后在 2007 年底將聯(lián)邦原子能機(jī)構(gòu)改組成為國(guó)家原子能公司(Rosatom),AEP 是其主管核能發(fā)電和核燃 料前端的下屬公司。Rosatom 全權(quán)繼承了原子能部、聯(lián)邦原子能機(jī)構(gòu)核工業(yè)政府管理權(quán)力與職能, 代表俄羅斯聯(lián)邦政府行使聯(lián)合股份公司的股東權(quán)力,對(duì)核工業(yè)行業(yè)管理和產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn) 行管理。其具有 “國(guó)家公司”這一特殊的地位和組織形式。在俄羅斯法律體系中,“國(guó)家公 司”是一種特殊的經(jīng)濟(jì)組織形式,由俄聯(lián)邦出資組建, 目的是使其發(fā)揮“社會(huì)的、管理的和其他有利于社會(huì)的功能” 。
Rosatom 成立后又逐步按照幾大板塊把各領(lǐng)域企業(yè)機(jī)構(gòu)組織起來,絕大部分企業(yè)和機(jī)構(gòu) 都陸續(xù)改組為股份公司(JSC),少數(shù)從事軍工科研生產(chǎn)等戰(zhàn)略領(lǐng)域活動(dòng)的保留國(guó)家單一制企 業(yè)(FSUE)的性質(zhì)。FSUE 為政府所有,資產(chǎn)不能分割分配,確保政府對(duì)戰(zhàn)略資產(chǎn)的控制。
原子能工業(yè)綜合體股份公司(AEP)和主管核燃料科研生產(chǎn)的 TVEL 股份公司都是“垂直 一體化公司”。垂直一體化公司, 是根據(jù)工業(yè)布局將科研生產(chǎn)單位整合起來,從而提高產(chǎn)業(yè) 集中度,優(yōu)化生產(chǎn)供應(yīng)鏈,保持穩(wěn)定的科研生產(chǎn)關(guān)系,提高資金使用效率, 優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。
俄羅斯政府還給一些重要科研生產(chǎn)授予特殊地位, 保證戰(zhàn)略性科研生產(chǎn)領(lǐng)域優(yōu)先發(fā)展。 俄羅斯政府 2007 年開始向從事優(yōu)先領(lǐng)域科研生產(chǎn)的聯(lián)邦國(guó)家單一制企業(yè)授予“聯(lián)邦核組織” 地位。目前共有 9 家核軍工核心企業(yè)成為聯(lián)邦核組織。核能與動(dòng)力領(lǐng)域的兩家聯(lián)邦核組織是 NITI 和 Atomflot。其他政府規(guī)定的特殊地位,還有“聯(lián)邦核中心”、“國(guó)家科學(xué)中心”、“國(guó) 家研究中心”等。
5.2 發(fā)展新一代技術(shù)
俄羅斯對(duì)于發(fā)展新一代核能與動(dòng)力技術(shù),可見有清晰的規(guī)劃層次,并據(jù)此擬制研發(fā)計(jì)劃, 組織相關(guān)科研生產(chǎn)機(jī)構(gòu)聯(lián)合開展研發(fā)。
當(dāng)前一代技術(shù),現(xiàn)階段重點(diǎn)是立足成熟技術(shù),推廣 VVER-TOI 新堆型,使其成為國(guó)內(nèi)主 打的新一代堆型,同時(shí)向海外市場(chǎng)推廣。下一代技術(shù),主要是圍繞閉合燃料循環(huán)的目標(biāo),發(fā) 展液態(tài)金屬冷卻反應(yīng)堆,眼下重點(diǎn)是 BREST-OD-300 鉛冷快堆的建造和投運(yùn),后續(xù)安排的是 BN-1200 鈉冷快堆,此后,熔鹽堆的研發(fā)項(xiàng)目也已列入日程。對(duì)遠(yuǎn)期技術(shù),主要方向包括核 聚變堆和核聚變-裂變混合反應(yīng)堆等。
俄羅斯一方面通過政府投入,一方面通過 Rosatom 擴(kuò)大民品營(yíng)業(yè)收入,給新一代技術(shù)和 能力發(fā)展提供資金。公開信息顯示,俄羅斯政府的核工業(yè)投入從 2012 年到 2019 年投入 8303 億盧布,期間俄羅斯經(jīng)濟(jì)在 2015 年出現(xiàn)大滑坡和負(fù)增長(zhǎng),2016 年以后對(duì)對(duì)核工業(yè)的投入也 一度下降過半。根據(jù) 2019 年第 289-13 號(hào)聯(lián)邦政府令《“發(fā)展原子能工業(yè)綜合體”的俄聯(lián)邦 國(guó)家計(jì)劃》,俄羅斯政府計(jì)劃 2020 年到 2027 年對(duì)核工業(yè)投資 8231 億盧布。
5.3 積極發(fā)展出口
發(fā)展海外項(xiàng)目擴(kuò)大出口,是俄羅斯核工業(yè)顯現(xiàn)經(jīng)濟(jì)潛力的重點(diǎn)。俄羅斯早在上世紀(jì) 70 年代就進(jìn)入了世界鈾濃縮市場(chǎng),核能領(lǐng)域出口取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。 目前在政府大力支持 下, 海外核電項(xiàng)目不但獲得較高的經(jīng)濟(jì)收益, 而且擴(kuò)大了俄羅斯的政治影響力。 核工業(yè)海外 業(yè)務(wù)包括三個(gè)主要方面, 即海外鈾礦開采、鈾產(chǎn)品和核燃料出售、核電站建設(shè), 其他產(chǎn)品還 包括中小型反應(yīng)堆和研究堆、后端技術(shù)與產(chǎn)品、核電站維修保養(yǎng)、同位素等。 俄羅斯核電技 術(shù)水平先進(jìn)、出口價(jià)格低,且方案靈活,提供獨(dú)特的 “一體化方案”,不僅建造核電機(jī)組, 而且可針對(duì)資金不足、基礎(chǔ)能力短缺的國(guó)家, 滿足核電站的終生維護(hù)、燃料供應(yīng)、乏燃料管 理、融資、人員培訓(xùn)等全方位需求,因此在世界市場(chǎng)上有很大優(yōu)勢(shì)。如匈牙利核電站項(xiàng)目 125 億美元,俄羅斯出資達(dá) 100 億美元。俄羅斯還在土耳其全資建造核電站,建成后將以固 定價(jià)格出售電力。俄羅斯國(guó)家原子能公司宣稱海外在建機(jī)組總計(jì) 30 多個(gè),實(shí)際正在施工的機(jī)組有 9 座, 已簽署合同計(jì)劃建造的 16 座,還有一些項(xiàng)目尚未簽合同。俄羅斯還在多個(gè) 國(guó)家開展核電站延壽和維修保養(yǎng)項(xiàng)目。
6、結(jié)論
俄羅斯核能與核動(dòng)力工業(yè)發(fā)展于上世紀(jì) 50 年代,當(dāng)時(shí)針對(duì)各種用途發(fā)展了各種反應(yīng)堆 堆型與技術(shù),陸續(xù)成立起一批反應(yīng)堆研發(fā)、試驗(yàn)、制造的科研院所與生產(chǎn)企業(yè)。OKBM、NIKIET 等幾家研究機(jī)構(gòu)陸續(xù)承擔(dān)了多種應(yīng)用領(lǐng)域重要工程項(xiàng)目,逐漸發(fā)展為綜合性的反應(yīng)堆科研院 所,擁有各類堆型技術(shù)的專業(yè)研究設(shè)計(jì)隊(duì)伍和大型實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái),并能開展一定規(guī)模的設(shè)備 生產(chǎn),支持各類核能與動(dòng)力主線裝備研制。這期間還組建發(fā)展了一批專業(yè)性科研生產(chǎn)單位, 專業(yè)開展特種燃料、 核動(dòng)力設(shè)備、儀表、大型部件等研發(fā)和制造, 以及核電站設(shè)計(jì)建造與維 護(hù)等。俄羅斯歷史上建造核潛艇數(shù)量和核動(dòng)力衛(wèi)星數(shù)量大幅超過美國(guó),還發(fā)展了大規(guī)模的核 能發(fā)電產(chǎn)業(yè),建成運(yùn)行了世界唯一的核動(dòng)力破冰船船隊(duì)。俄羅斯在 2007 年前后實(shí)施的核工 業(yè)改革中,將核能與核燃料產(chǎn)業(yè)的科研生產(chǎn)單位逐步改制為股份公司,納入到垂直一體化公 司,逐步理順產(chǎn)業(yè)鏈,集中優(yōu)勢(shì)能力,實(shí)現(xiàn)高效管理,并更好地與國(guó)際市場(chǎng)接軌。
俄羅斯軍用和民用核工業(yè)生產(chǎn)一直保持緊密結(jié)合,沒有像西方國(guó)家那樣,將民用核工業(yè) 分離到私營(yíng)領(lǐng)域,政府僅直接控制核軍工企業(yè)。目前,俄羅斯國(guó)家原子能公司的軍用與民用 核工業(yè)雖然分屬不同的管理部門和業(yè)務(wù)板塊,但科研生產(chǎn)始終緊密結(jié)合。這一做法使核工業(yè) 保留和發(fā)展了軍工企業(yè)的核心能力, 又促進(jìn)了將技術(shù)潛力轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新技術(shù)與產(chǎn)品。
近年來,俄羅斯利用新型核動(dòng)力軍事裝備和高科技裝備可形成不對(duì)稱戰(zhàn)略威懾優(yōu)勢(shì),帶 動(dòng)太空、極地、深遠(yuǎn)海等領(lǐng)域的先導(dǎo)開發(fā),搶占制戰(zhàn)略高點(diǎn)。 新型裝備研制計(jì)劃, 包括核動(dòng) 力巡航導(dǎo)彈、核動(dòng)力魚雷、兆瓦級(jí)空間核動(dòng)力飛船、第四代核潛艇、新一代核動(dòng)力破冰船、 浮動(dòng)核電站等,不斷受到國(guó)際社會(huì)密切關(guān)注。俄羅斯借助核燃料和核電產(chǎn)業(yè)的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì),在 國(guó)際市場(chǎng)上積極推廣相關(guān)產(chǎn)品,蓬勃發(fā)展海外核電項(xiàng)目,擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)收益,并形成政治影響力。 俄羅斯在技術(shù)發(fā)展上,同時(shí)注重技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo),降低造價(jià)和運(yùn)行成本,降低廢物負(fù)擔(dān), 提升運(yùn)行水平和經(jīng)濟(jì)效能。
針對(duì)未來發(fā)展,俄羅斯為支持閉合燃料循環(huán)的目標(biāo),正持續(xù)發(fā)展建設(shè)鉛冷快堆、鈉冷快 堆、熔鹽堆等下一代堆型和新技術(shù)。這些目標(biāo)除了技術(shù)開發(fā)本身面臨的風(fēng)險(xiǎn)外,也面臨現(xiàn)實(shí) 的經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)影響。先進(jìn)技術(shù)和重大項(xiàng)目開發(fā)仍依靠政府投資支撐,而俄羅斯 2015 年經(jīng)歷了 經(jīng)濟(jì)大滑坡, 出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng),2016 年以來仍增速緩慢。一些核能大型項(xiàng)目已受到投資降低的 影響。俄羅斯原計(jì)劃在 2030 年建成 2 座 BN-1200 反應(yīng)堆, 現(xiàn)已將建成時(shí)間推遲到 2036 年。 國(guó)家原子能公司原本計(jì)劃利用自有資金在 2020 年前建成 SVBR-100 鉛鉍冷卻快堆,該項(xiàng)目實(shí) 際上已基本中止。在軍用領(lǐng)域,俄羅斯新型核潛艇、核動(dòng)力航母等大型核動(dòng)力艦船裝備項(xiàng) 目的規(guī)劃, 也受到經(jīng)濟(jì)因素制約。
作者:中核戰(zhàn)略規(guī)劃研究總院 許春陽(yáng)
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