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能源跨越之路(四、中国核电实现从二代向三代

作者:新能源科技有限公司 2020-07-10

16个国度科技重大专项之一、历时9年研发、国内近200家企业的20000名手艺人员介入、构建起涵盖12个要害手艺范畴的完...

能源跨越之路(四、中国核电实现从二代向三代的跨越)

  16个国度科技重大专项之一、历时9年研发、国内近200家企业的20000名手艺人员介入、构建起涵盖12个要害手艺范畴的完整科学系统、形成新产物新工艺179项、编制完成并发布国际及行业尺度712项、形成704个焦点手艺机要、申请中国专利跨越2000多项、国内22个世界进步试验台架上完成6大试验课题17项要害试验共887个工况的自力试验验证、首台机组设备国产化率跨越85%……

  一串数字,数年磨砺。

  自CAP1400重大专项实施以来,在引进、消化、吸取AP1000核电手艺根蒂上,国度核电对峙以“引进一项手艺,实施一个专项,带动一个家产”为己任,阐扬科技立异对核电家产成长的支撑和引领感化,形成了三代核电手艺立异组织办理系统和协同立异系统,构建了研发、设计、设备和材料制造、工程扶植、运行治理的完整财产链。

  “过程AP1000项目的扶植和CAP1400的开发,中国核电行业整体水平实现了从二代向三代的跨越。”国度电投董事长王炳华说。

  据王炳华介绍,CAP1400今朝已经由国度能源局的型号设计评审和国度核平安局的平安审评,并且经由了IAEA通用回响堆平安评审。“位于山东荣成的CAP1400示范工程施工设计完成了96%,长周期设备研制完全知足项目开工需求,现场预备工作顺利,已经具备开工扶植前提。”

  打造自立品牌

  2006年,我国做出了引进美国AP1000第三代非能动进步核电手艺,高起点实现核电自立化成长的计谋决议。同时,为做好引进、消化、接收、再立异工作,大型前辈压水堆核电站列入《国度中历久科学和手艺成长规划纲要(2006-2020年)》,成为16个国度科技重大专项之一。2008年2月15日,国务院常务会议审查并经由了大型先辈压水堆核电站重大专项总体实施方案。

  AP1000自立化依托项目是成功引进手艺的标记性工程, CAP1400/1700示范工程是周全自立立异的标记性工程,作为推进三代核电自立化的实施主体、首要载体和研发平台,国度核电成立后便明确了肩负的国度使命,开启了创业征程。

  大型先辈压水堆重大专项总设计师、国度核电副总司理、上海核工程研究设计院院长郑明光告诉记者,实施重大专项的总体方针,首先是把握AP1000手艺,其次要冲破关头手艺并开发CAP1400先辈核电手艺型号,并预研CAP1700。之后,要完成CAP1400示范工程扶植,推进批量化成长,并形成核电可持续成长的系统与机制,使人才部队、手艺研发、试验验证、设计剖析软件、核电尺度及常识产权、设备制造等达到与赶超国际先辈水平。

  然而,从AP1000到CAP1400,看似只多出一个字母、只有一个数字之差,倒是一次艰辛的跨越。

  2007岁尾,国度核电将CAP1400反响堆功率初定为373万千瓦,然而限于那时国内的制造业水平,专家认为主泵、平安壳、蒸汽发生器应依旧参照AP1000,设计根基连结不变,只将堆芯的燃料组件从157组酿成193组。然则,这种晋升功率的体式因提拔功率不大而很快被否认。2009年,西屋公司提出,假如CAP1400功率只有373万千瓦,毛功率和净功率就只有约140万千瓦和130万千瓦,没有冲破技转合同关于中方具备自立常识产权的条目。

  面临常识产豪门槛,唯有革命性的、更大幅度的改变。

  2010年,作为设计方的国度核电上海核工程研究设计院开展科研攻关,将CAP1400回响堆功率从373万千瓦提至404万千瓦,而且优化所有参数:燃料组件从157酿成193,冷却剂平均温度提拔3.1℃,一回路主管道畅通面积增加30%,主泵流量增加21%以上,蒸汽发生器U型管由本来的10025根增加到12606根、整体流畅面积增加25.7%,汽轮机末级叶片长度增大到1.828米。平安壳直径从39米扩至43米,平安壳厚度从45毫米增加到52毫米。每一个数字的改变,都意味着彻夜达旦的计较剖析,大量的研究论证,饱含着科技工作者们辛勤的劳动与卓绝的聪明。

  有了这些改变,CAP1400的净电功率大于135万千瓦,成为今朝世界上功率最大的非能动压水堆核电型号,并且在平安性、经济性和情况相容性上有了进一步提拔,知足世界最新核平安尺度,达到了世界领先水平。

  “压水堆重大专项的焦点是开发出具有我国自立常识产权的CAP1400大型先辈压水堆核电手艺,建成CAP1400示范电站。”国度核电上海核工程研究设计院院长郑明光说,“引进手艺必需要面临自立常识产豪门槛,只有迈曩昔,完成立异和超越,才能兑现昔时向党中央国务院作出的‘引进手艺今后不再掉队’的承诺”。

  2014年12月,CAP1400经由了我国核电成长史上局限最广和水平最深的一次平安审评。

  2015年11月,中国专利回护协会对CAP1400常识产权专题做出评审:“CAP1400手艺是依托‘大型进步压水堆核电站重大科技专项’开发的三代前辈核电手艺,中方具有完全自立常识产权和出口权。”

  2016年4月,CAP1400经由国际原子能机构通用平安评审,审查认为其总体达到IAEA平安律例尺度的最新要求。

  从展品到产物

  2012年,国度核电专家委员会专家郁祖盛在“首届三代核电AP/CAP及格供给商年会”上向国内装备制造企业抛出一个实际又锋利的问题:样件做得好,一旦批量化就垮台!而参会的国外同业也认为,中国企业冲破手艺难关能够,但只会做展品而做不出产物。

  中国一重副总裁王宝忠其时坦言,AP1000主设备采用大型铸锻件整体系造手艺,制造工艺难度较大,一重在三门1号和海阳1号机组的核电锻件制造上就曾呈现过不对格、废品率高档问题。

  而五年之后,中国一重做出的锻件用在了三门1号、海阳1号两台AP1000机组上,批量化生产三代核电锻件的能力已经具备。

  “在与国度核电配合鞭策三代核电自立化历程中,中国一重规模不休强大,周全把握了AP1000核岛及常规岛铸锻件制造手艺,实现了铸锻件的批量化生产,回响堆压力容器等主设备制造也取得了冲破性进展,具备了批量生产三代核电铸锻件及核岛主设备的能力,装备能力、手艺水平显著提拔。”王宝忠说。

  国度核电设备与燃料部总司理张树军告诉记者,经由重大专项的实施和大锻件研制成功,锻件制造企业设计阐明、试验能力大幅提拔,CAP1400要害设备大锻件都实现了国产化,产物机能接近或达到世界领先水平,打破了国际上对三代核电大锻件的垄断。“今朝,核岛、常规岛要害设备的大型锻件均实现了国内供给,锻件价钱比国外造价降低40%以上。”

  而多年依靠进口的焊材、管材,更是在民营企业实现了自立化生产。

  据领会,在国度科技重大专项“核电设备用焊接材料研制”中,上海核工程研究设计院结合四川大西洋焊接材料股份有限公司、机械科学研究院哈尔滨焊接研究所等焊接企业,自立立异完成悉数20种核电焊接材料的研制,笼盖三代核电设备制造及现场安装的低合金钢、不锈钢及镍基合金焊接材料。

  产物已在CAP1400、AP1000系列核电工程及军工核电工程应用,填补了国内空白的同时,降低了核电焊接材料30%-50%的采购成本。浙江久立、江苏宝银划分完成了CAP1400蒸汽发生器用Inconel 690传热管国产化研制工作,打破国际巨头垄断,国产产物应用机能指标知足手艺要求,并达到国外同类产物水平,并且价钱同比国外造价降低30%以上。

  张树军告诉记者,历经近十年的重大专项手艺攻关,过程CAP1400示范工程设备的研制,CAP1400设备(材料)实现了由“国产化”向“自立化”提拔,枢纽设备由国内完成自立研发设计、自立制造和自立试验验证。“更实现了由‘国产整机供货’进一步向‘国产原材料供给保障’延伸,不光实现整机向国内企业采购,锆材、大型锻件、大型钢板、蒸汽发生器用传热管等要害原材料也均由国内企业自立供货。

  同时,国产化规模实现了从机械类设备到电气仪表类设备全笼盖。首批机组设备总体国产化率将跨越85%,后续机组将达到90%以上,余下的10%是国际上价钱合理的通用设备。换句话说,已不存在‘受制于人’的问题。”

  “今朝国内企业把握了樊篱电机主泵、数字化仪控护卫系统、回响堆压力容器、蒸汽发生器等40余项枢纽设备手艺,成功研制出超大型锻件、核级锆材、核级焊材等60余项关头材料,契合国际进步尺度要求的三代核电财产链根基形成,也带动了我国根蒂工业和装备制造业的财产升级。”郁祖盛说。

  走向国际市场

  CAP1400的开发凝聚着立异和合作,更让中国核电站上了世界舞台。

  郑明光告诉记者,过程重大专项,不仅开发出型号,研发出设备,更种植了步队。“重大专项实施过程中,合作系统、人才教育培育稀奇要强调‘国际视野、领先水平’。本来只讲填补国内空白是远远不敷的,重大专项的功效要经得起汗青的磨练,经得起经济性的竞争,包管手艺的可持续成长,达到国际领先水平。”

  据领会,除了硬件设备外,国度核电还自立开发了先辈核电设计软件CONSINE,并且与美国洛克希德·马丁公司结合研发的新一代回响堆回护系统平台NuPAC经由了两国核平安监管政府的验证。

  “经由手艺让渡、设备国产化、重大专项研发,国内设计、制造企业已把握ASME、IEEE等国际尺度,周全把握核岛主设备的制造工艺和质量管控手段,具备年产6-8台(套)核岛主设备的能力,形成面向全球、中外共享的三代核电装备供给链系统。”郑明光说,“此外,构建了中国核电设备判定平台和系统;确立了中国三代核电尺度系统;加强了核电平安评审的软硬件能力,提拔了我国核平安监管水平;种植和磨炼了一支人才部队,为我国核电可持续立异供给了支撑。这些都是国度能力。”

  而跟着型号研发成功,以及财产能力的整体提拔,CAP1400作为中国自立品牌已在国际核电市场崭露头角,南非、土耳其、保加利亚和英国的市场开拓正在推进中。

  据领会,CAP1400今朝自力开发南非市场,国度核电投标工作已经预备两年多,已组织完成内陆化调研等各项筹办工作,其提出的“CAP1400手艺+内陆化+投资+人才提拔”整体解决方案获得南非高度承认。此外,国度核电与西屋公司结合开发土耳其市场,已经提交项目开发敷陈,三方已就开展项今朝期可行性研究工作杀青一致。同时,已经针对英国市场开展了相关调研和研究工作。

  就工业“抱团出海”,郑明光认为,国度核电的及格供给商系统已经确立,这个别系代表的是中国核电财产的能力,是以要求供给商有完整的管控质量包管系统、完整的人才部队、完整的手艺系统和先辈的手艺对象、有业绩有产物、具备知足本地与国际律例尺度要求的评估陈说、手艺上可以持续投入和成长,CAP1400“走出去”合作的供给商要以这七个指标查核能力和天资。

  张树军表现,比来几年CAP1400去国外参展城市邀请国内制造企业一同表态,以表现中国核电工业的整体实力。将来核电手艺出口,将按照方针国的具体情形,更多以招标形式与设备企业进行合作。内陆化、生产能力弱的国度,民营企业介入水平更高一点;内陆工业根蒂较好,国产化能力较强的国度,可能就只带一些枢纽设备企业。

  “将来我们想打造CAP1400走出去工业联盟,该联盟要跟着项目走,以此带动更多国内企业走向国际市场。”张树军说。(文丨朱学蕊)

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