高温气冷堆示范工程第二台蒸汽发生器在哈电产
分类:电工电气

4月14日,国家科技重大专项——高温气冷堆核电站示范工程华能石岛湾核电站1#蒸汽发生器在哈电集团重型装备有限公司完成验收,并于4月17日,在相关方的共同见证下交货发运。这是继全球首台球床模块式高温气冷堆蒸汽发生器产成发运后,哈电集团取得的又一成果,标志着哈电集团承制的拥有我国自主知识产权的两台高温气冷堆蒸汽发生器圆满完工。

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国之重器,哈电蒸汽。10月31日,哈电集团又一堪称世界工程的“大国重器”闪耀出世,国家科技重大专项、全球首台球床模块式高温气冷堆蒸汽发生器,在国务院国资委、国家科技部、国家能源局、秦皇岛市委市政府、核能行业协会,以及中国华能集团有限公司、中国核工业集团有限公司、清华大学、国核工程有限公司、中广核工程有限公司、江苏银环精密钢管有限公司等各方代表的共同见证下,在哈电集团重型装备有限公司顺利通过验收,即将运往高温气冷堆核电站示范工程华能石岛湾核电站。

作为第四代核电技术的先进代表堆型,石岛湾200MW高温气冷堆核电站具有固有安全性好、发电效率高、用途广泛、小容量模块化建造等特点,是我国最新设计和开发的第一座具有完全自主知识产权、具备商用规模的模块式高温气冷堆示范型核电站。蒸汽发生器作为高温气冷堆核电系统中最关键的设备之一,其作用是将核反应堆的热量转换成接近600摄氏度的水蒸气,推动汽轮发电机组产生电能,业内称之为“核电之肺”。

网络搜索“哈电集团”,几乎总是和一个个“国之重器”紧密相连。这个有着共和国装备制造业“长子”称号的哈电集团,通过攻克一项又一项大国重器的世界级研发制造难关,一次次刷新着世界装备制造业领域的最高纪录。

在国家科技重大专项高温气冷堆蒸汽发生器验收会上,清华大学作设计总结报告,哈电重装作制造总结报告,中核集团宣读了蒸汽发生器出厂验收意见:蒸汽发生器及本体附件的数量、主要尺寸、外观质量和相关质量证明文件均满足采购合同和设计文件要求。验收组一致认为,所验收设备合格,同意出厂。最后高温堆专项总师、清华大学校务委员会副主任张作义讲话,他回顾了蒸汽发生器从设计到生产制造,再到产成即将发运的艰辛历程,对各方团结协作、自主创新,共同服务国家战略、服务国家科技重大专项表示感谢。

据了解,高温气冷堆蒸汽发生器采用螺旋管换热结构,换热效率更高、结构布置更紧凑,设备总高约25米,最大外径约4.5米,总重接近500吨。哈电重装经过十年钻研,先后攻克并掌握了大直径法兰密封面加工技术,大直径马鞍形接管厚壁低合金钢焊接、跑道型大开孔加工,镍基合金管子管板胀接和焊接、低合金耐热钢管子管板胀接和焊接、大直径镍基合金全位置内孔焊接、大厚度镍基合金拼接、换热管对接、厚壁低合金钢窄间隙焊接等30余项关键工艺技术,其中10项技术通过核能行业技术鉴定。

哈电集团的全称是哈尔滨电气集团公司,也即原哈尔滨电站设备集团公司,经国务院国有资产监督管理委员会同意和哈尔滨市工商行政管理局核准,哈尔滨电站设备集团公司自2009年2月24日起更名为哈尔滨电气集团公司。

验收会后,哈电集团党委书记、董事长斯泽夫与中国华能党组成员、副总经理叶向东共同为“大国重器”揭幕,各方代表分别致辞,对国家科技重大专项全球首台高温气冷堆蒸汽发生器研制成功并顺利通过验收表示祝贺。

高温气冷堆蒸汽发生器项目的顺利完工,是我国产学研强强联合促进研发周期长、制造难度大的科技成果市场化的一个成功典范。哈电人肩负起了“承载民族工业希望,彰显中国动力风采”的历史使命,引领着核电重大装备的发展方向。

哈尔滨电气集团公司是由国家“一五”期间前苏联援建的156项重点建设项目中的6项沿革发展而来,是在原哈尔滨“三大动力厂”、阿城继电器厂及哈尔滨绝缘材料厂的基础上,为适应成套开发、成套设计、成套制造和成套服务的市场发展要求,组建而成的我国最大的发电设备、舰船动力装置、电力驱动设备研究制造基地和成套设备出口的国有重要骨干企业集团之一,也是中央管理的54户关系国家安全和国民经济命脉的国有重要骨干企业之一。

斯泽夫在致辞中对所有参与高温气冷堆蒸汽发生器的制造者、设计者、管理者表示热烈的祝贺,并表示,全球首台球床模块式高温气冷堆蒸汽发生器的研制成功,标志着哈电集团在设计、工艺、制造、材料迈上了新的台阶,是我国“产学研用”一体化,以及各方与政府高度密切合作的典范。这一国之重器,是哈电集团深入贯彻落实习近平总书记考察东北三省时对装备制造业提出的新指示、新要求的具体行动,是哈电集团坚持自力更生,加强自主创新,在以改革创新为动力推进建设具有全球竞争力的世界一流装备制造企业征程中取得的重大成就。该蒸汽发生器具有完全自主知识产权,有力推动了高温气冷堆示范电站的顺利实施和商业化推广,为高温气冷堆设备的国产化作出重要贡献,也为中国核电走向世界创造了条件。

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9月29日23时58分,国家“十一五”科技重大专项——高温气冷堆核电站示范工程华能石岛湾核电站2#蒸汽发生器在哈电集团(秦皇岛)重型装备有限公司(以下简称哈电重装)圆满完成压力试验,标志着蒸汽发生器主体制造完成。10月31日,这台拥有我国完全自主知识产权的全球首台球床模块式高温气冷堆核电蒸汽发生器,将在业主方、总包方、设计方、制造方共同见证下,实现交货发运。这是我国首个自主化国产化的第四代核电标志之作,是又一项堪称世界工程的大国重器,哈电集团再次创造了一项将永载史册的历史纪录。

据了解,高温气冷堆核电站示范工程华能石岛湾核电站是国家科技重大专项。作为第四代核电技术的先进代表堆型,石岛湾200MW高温气冷堆核电站具有固有安全性好、发电效率高、用途广泛、小容量模块化建造等特点,是我国最新设计和开发的第一座具有完全自主知识产权、具备商用规模的模块式高温气冷堆示范型核电站,是新一代核能发电技术。

“这台高温气冷堆核电蒸汽发生器的研制成功,从设计、材料、工艺各个环节都实现了完全的自主创新,为我国核电在‘一带一路’中顺利走出去开辟了一条全新道路,可以完全不受人制约。”哈电重装党委书记、董事长王守革自豪地总结说。

蒸汽发生器是高温气冷堆核电系统中最关键的设备之一,其作用是将核反应堆的热量转换成接近600摄氏度的水蒸气,推动汽轮发电机组产生电能,业内称之为“核电之肺”。这台拥有我国完全自主知识产权的全球首台球床模块式高温气冷堆核电蒸汽发生器,是第四代核电标志之作。面对这个设计新、材料新、工艺新的全新核电装备,哈电集团携手清华大学核能与新能源技术研究院、中核能源科技有限公司、华能山东石岛湾核电有限公司,四方协同创新一切从零开始,十年磨一剑,将2461张设计图纸打造成又一个大国重器。

“可以说这个高温气冷堆是一个为国争光的‘争气堆’!这个项目历时十年,哈电重装人十年艰辛磨砺,铸就国之重器,将国之重器的核心技术牢牢掌握在我们自己手里。全球首台球床模块式高温气冷堆核电蒸汽发生器的自主化国产化,让国之重器不再惧怕‘卡脖子’。”哈电重装总经理高旭光持有相同的观点。

据介绍,高温气冷堆蒸汽发生器采用螺旋管换热结构,换热效率更高、结构布置更紧凑,设备总高约25米,最大外径约4.5米,总重接近500吨。哈电重装在十年研制过程中,不断推动技术创新,攻克一项项世界级制造难题,攻克了30余项关键工艺技术,其中高精密换热管对接焊工艺、镍基合金环缝内孔全位置自动TIG焊接工艺等18项重大工艺技术均为国内首创,达到国际先进水平。哈电集团成为国内首个完全掌握第四代核岛主设备蒸汽发生器制造技术的企业。

首个完全国产化商用高温气冷堆创造核电历史

高温气冷堆蒸汽发生器的成功研制,也是我国产学研强强联合、国家队团队协作,促进研发周期长、制造难度大的科技成果市场化的一个成功典范。哈电重装与清华核研院之间紧密合作,打破国内核电传统设计模式,探索出了与研究院所紧密合作的“产学研用”一体化核电产品设计新模式。哈电重装在“产学研用”结合、团队协作创新体系中,既要保证设计方的设计思想转化成合格的产品,又要保证产品的性能和成本满足用户的要求、有竞争力,更要实现产业化和批量化,为国家四代核电自主化和国产化履行“国家队”职责。哈电集团正在对高温气冷堆蒸汽发生器制造过程中所攻克的工艺技术、材料技术、质量控制工具和检测技术进行总结、固化、标准化,并将这些与原有的AP1000、“华龙一号”制造技术进行融合,进而形成高温气冷堆蒸汽发生器批量生产的能力,同时为我国核电出口增添一个重量级的砝码,不再惧怕国际垄断和贸易壁垒。

作为第四代核电技术的先进代表堆型,石岛湾200MW高温气冷堆核电站具有固有安全性好、发电效率高、用途广泛、小容量模块化建造等特点,是我国最新设计和开发的第一座具有完全自主知识产权、具备商用规模的模块式高温气冷堆示范型核电站,是新一代核能发电技术,该工程的建设对世界先进核能发电技术进步具有里程碑式的意义。

近五年来,哈电集团全力打造核电自主品牌,积极响应“一带一路”倡议,推进中国核电“走出去”,现已完全掌握蒸汽发生器、核主泵、汽轮发电机组等主设备的关键技术,努力打造世界级核电装备供应商。

蒸汽发生器是高温气冷堆核电系统中最关键的设备之一,其作用是将核反应堆的热量转换成接近600摄氏度的过热蒸汽,推动汽轮发电机组产生电能,业内称之为“核电之肺”。高温气冷堆蒸汽发生器采用螺旋管换热结构,换热效率更高、结构布置更紧凑,设备总高约25米,最大外径约4.5米,总重接近500吨。该设备的成功制造,将为高温气冷堆示范电站的顺利实施和商业化推广提供有力保障,为高温气冷堆设备的国产化作出重要贡献。

与此同时,哈电集团还组织召开了高温气冷堆主设备设计制造技术峰会,国家科技部、清华大学、中核集团有关专家参加,哈电重装对高温气冷堆蒸汽发生器制造技术进行了系统的总结,介绍了关键性的制造技术突破创新点,并结合制造过程中的经验,对高温气冷堆项目后续产品的制造提出了优化建议。与会各方还就哈电重装600MW高温堆蒸发器的批量供货和反应堆压力容器制造供货的可行性进行了交流。

由哈电重装承制的高温气冷堆石岛湾2#蒸汽发生器这一国之重器,设计方为清华大学核能与新能源技术研究院、总包方为中核能源科技有限公司、业主方为华能山东石岛湾核电有限公司,而从设计图纸到工艺生产,再到产成,实现这一宏伟蓝图的,正是哈电重装这支“国家队”。十年间,面对这个设计新、材料新、工艺新的全新核电装备,四方协同创新一切从零开始,走过了艰辛的十年。

哈电集团党委书记、董事长斯泽夫在发运仪式上致辞

“期间几度崩溃、几度挫败,可谓步步惊心,迈过一道道坎,才终于迎来了柳暗花明。”参与制造的哈电重装技术人员80后代表张渲楠、王强、郑明涛、宿静静几乎都有这样的感受。

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哈电重装在十年制造历程中,不断推动技术创新,攻克一项项世界级制造难题,在项目制造过程中共形成53项实用新型和发明专利,完成18项国家科技重大专项,十项技术获得核能行业技术鉴定,哈电重装成为国内首个也是唯一完全掌握第四代核岛主设备蒸汽发生器制造技术的企业。

创建核电“产学研用”协同创新典型模式

高温气冷堆是具有中国自主知识产权的第四代核电技术,从原理结构设计到制造工艺设计均开创了国内外核电技术的先河。哈电重装与清华核研院之间紧密合作,打破国内核电传统设计模式,探索出了与研究院所紧密合作的“产学研用”一体化核电产品设计新模式——联合设计。

联合设计是高温气冷堆蒸汽发生器特有的一种工程实践方式,清华大学负责产品结构设计和相关计算,哈电集团负责绝大部分施工图设计。这种创新性的工程模式,使产学研紧密结合,在保证蒸汽发生器设计要求前提下,对材料、结构、制造检验要求等进行了系统论证,使其具备良好的经济性和工艺性。

蒸汽发生器内件连接管布管及装配工艺设计,是整个高温气冷堆的关键设计难点,直接影响蒸汽发生器运行的安全。给水连接管和蒸汽连接管的设计,既要满足有限空间内的连接管的空间布局,还要满足产品热应力、流致振动、装配、焊接、检验及返修操作的可行性。

复杂形状连接管工艺设计及装配尚无经验可以借鉴,为开展连接管设计工作,哈电重装派遣设计工程师和工艺工程师与清华大学开展联合设计,历时三年,通过反复推敲和论证,在六套设计方案中对比筛选出最优的设计方案,并制造了产品1∶1模型,结合模型对每支连接管的装配(装焊)顺序模拟实际工况进行验证,对计算机模拟设计的装配(装焊)顺序进行优化。通过对狭小空间复杂形状连接管布管设计及工艺优化研究,掌握了高温气冷堆蒸汽发生器给水侧、蒸汽侧连接管的布管设计原理、连接装配工艺,通过模型验证了连接管的装配移动路径等关键参数,保证连接管装配的可行性、焊接及返修操作的可行性。

“蒸汽发生器整个制造过程就是一个‘产学研用’结合协同创新的典型模式,在这一完整体系中,哈电重装全程参与设计并最终让图纸变为现实,彰显了企业作为创新主体的重要作用。”高旭光认为,这为其他科技型企业在创新中发挥主体作用提供了有价值的借鉴。

核电国产化,基础数据撑起安全堡垒

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