從1到N:CAP1400是怎樣煉成的
打造有競爭力的產業鏈
CAP1400新型號設計出來后,緊跟著同樣重要的問題是:如何造出來?10025到12606,新增2000多根管子,相當于蒸汽發生器主管道面積增加了27%,所有布置都得重新安排。
更重要的是,蒸汽發生器、壓力容器等對大型鍛件制造能力的要求非常高。業內人士介紹,上世紀末,世界上擁有大型鍛件制造能力的只有日本和法國,當時國內制造企業的合格率非常低。而鍛件只要一點不符合核安全法規要求,就成廢品,除了自身成本問題,還影響工程建設周期。
不過,此時距離2007年已過去4年。在這4年間,隨著AP1000引進消化吸收,國內制造廠商的制造能力已有不小的進步,這為CAP1400關鍵主設備的設計帶來底氣,也為國產化制造打下重要基礎。
2014年1月,“CAP1400蒸汽發生器研制”課題正式立項,此后3年,上海核工院與眾聯合單位開展了CAP1400蒸汽發生器群孔高效成型及檢測技術、關鍵焊接技術、制造缺陷診斷及評價技術等7大方面的研究。
在重大專項壓水堆分項實施過程中,設計院所承擔的角色除了設計,還有設計牽引作用。“設計能力增強,制造能力跟我們迭代,共同進步。”
核電重大專項壓水堆分項的實施方案通過國務院批準后,每年由重大專項管理方進行立項,確定需要開展的科研課題,由專家進行評審,主管部門、財政部門再進行平衡,最終確定哪些課題值得投入經費。
重大專項壓水堆分項實施過程亦進行全面有效的規劃,其有意建立具有一定良性競爭態勢的核電產業鏈體系,關鍵主設備、部件攻關在選擇制造商時,均會選擇多家,以形成良性競爭。以鍛件為例,一重、二重、上重等都參與制造,而參與蒸汽發生器制造的裝備企業,則包括上海電氣、東方電氣、哈爾濱電氣等國內主要核電裝備制造商。
“產業格局競爭體系的建立,能有效提高經濟性。有了競爭體系以后,人人都在追求技術發展,人人都要保證工期、保證質量,人人都要合理的價格。我們也希望制造業能夠盈利,但是大家應該公平競爭,都能得到科學、合理的發展。”鄭明光介紹了課題規劃的用心之處。
過程中,CAP1400蒸汽發生器的主管道實現國產化。“二重造出來,六根主管道,零缺陷,價格是進口的四分之一。”
2018年8月,由上海核工院,東方電氣(廣州)重型機器有限公司、上海電氣核電設備有限公司、中國第一重型機械股份公司、二重集團(德陽)重型裝備股份有限公司、上海重型機器廠有限公司、國核運行等單位聯合實施的大型先進壓水堆重大專項“CAP140蒸汽發生器研制”課題順利通過國家能源局組織的正式驗收。
驗收專家組由中國機械工業聯合會、環保部核與輻射安全中心、國家核電專家委、清華大學、中國核電工程有限公司、哈電集團(秦皇島)重型裝備有限公司、蘇州熱工院等單位的17位專家組成。專家組一致認為課題組掌握了CAP1400蒸汽發生器的關鍵制造及設計技術,完成了任務合同書規定的各項研究內容,達到了任務合同書規定的目標和考核指標,為CAP1400蒸汽發生器的自主化和國產化打下了堅實的基礎。
提升中國核電整體能力
截至2017年8月,核電重大專項(含壓水堆分項和高溫氣冷堆分項)已立項課題179項,核定中央預算113.99億元。
為什么我們要讓每個企業都參與呢?就是為了提升整個國家的制造能力。”鄭明光告訴eo記者,“雖然說花了不少錢去做實驗,去做設備的研制,但獲益的是整個國家的工業能力,而不僅僅是CAP1400本身。”
eo記者了解到,這些制造廠商通過參與核電重大專項,可以將其能力、設備運用在其他項目中,并不僅為CAP1400項目服務。
這些參與重大專項的制造廠商,同時也服務于其他能源企業。
此前,在一次公開采訪中,一名非國家電投的核電工程公司高管回憶道:“應該是在200年之后,國內核電設備制造廠商的能力進步非常快。”這也印證了核電重大專項對制造能力的影響。
2017年8月31日,科技部和能源局組織召開了核電重大專項新聞發布會。會上,核電重大專項管理實施辦公室負責人、國家能源局核電可副司長秦志軍介紹了項日所取得的具體成果。
其中,核電裝備制造能力和水平大幅提升。壓力容器蒸汽發生器、主管道等一大批重大設備實現了國產化,屏敲電機主泵、數字儀控系統、爆破閥等核心設備均己完成樣機制造,高溫堆控制棒驅動機構、燃料裝卸料系統等已實現供貨。這些成果的取得,顯著地推動了裝備制造企業上臺階、上水平,使中國具備年產6到8臺套三代核電設備供貨能力,三代核電綜合國產化率從2008年依托項日的30%提高到85%以上。秦志軍表示,材料研制實現了基礎性突破、超大型鍛件、690合金管、壓力爺器密封件核級錯材等關鍵材料加工制造技術取得質的突破;高溫堆燃料元件已實現產業化生產;核級焊材研制成功,改變了我國核電焊接材料長期依靠進口的局而;建成了首條從海綿鋯到成品管、板、棒、帶材的完幣生產線,為CAP1400和華龍一號的自主化燃料研發提供了有力支撐。
在材料、設備的研制之外。對核電產業而言,重大專項另突破是關鍵試驗的推進。
核電重大專項支持設立了六大基礎類重大驗證課題用以支撐論三代非能動核電關鍵系統運行及重要設備性能的機理研究,包括非能動芯冷卻系統、非能動安全殼冷卻系統、堆芯熔融物堆內滯留、反應堆結構水力模擬堆內構件流致震動、蒸汽發生器關鍵部件等13項試驗。

責任編輯:蔣桂云
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