从1到N:CAP1400是怎样炼成的

2018-10-16 16:59:31 《南方能源观察》本刊记者 刘文慧  点击量: 评论 (0)
2018年8月14日,CAP1400全球手推、三门核一号机组首次达到满功率运行。在过去的十余年,AP1000首堆是核电关注的重点,在其成功并网后,CAP1400示范工程成为新的焦点。

打造有竞争力的产业链

CAP1400新型号设计出来后,紧跟着同样重要的问题是:如何造出来?10025到12606,新增2000多根管子,相当于蒸汽发生器主管道面积增加了27%,所有布置都得重新安排。

更重要的是,蒸汽发生器、压力容器等对大型锻件制造能力的要求非常高。业内人士介绍,上世纪末,世界上拥有大型锻件制造能力的只有日本和法国,当时国内制造企业的合格率非常低。而锻件只要一点不符合核安全法规要求,就成废品,除了自身成本问题,还影响工程建设周期。

不过,此时距离2007年已过去4年。在这4年间,随着AP1000引进消化吸收,国内制造厂商的制造能力已有不小的进步,这为CAP1400关键主设备的设计带来底气,也为国产化制造打下重要基础。

2014年1月,“CAP1400蒸汽发生器研制”课题正式立项,此后3年,上海核工院与众联合单位开展了CAP1400蒸汽发生器群孔高效成型及检测技术、关键焊接技术、制造缺陷诊断及评价技术等7大方面的研究。

在重大专项压水堆分项实施过程中,设计院所承担的角色除了设计,还有设计牵引作用。“设计能力增强,制造能力跟我们迭代,共同进步。”

核电重大专项压水堆分项的实施方案通过国务院批准后,每年由重大专项管理方进行立项,确定需要开展的科研课题,由专家进行评审,主管部门、财政部门再进行平衡,最终确定哪些课题值得投入经费。

重大专项压水堆分项实施过程亦进行全面有效的规划,其有意建立具有一定良性竞争态势的核电产业链体系,关键主设备、部件攻关在选择制造商时,均会选择多家,以形成良性竞争。以锻件为例,一重、二重、上重等都参与制造,而参与蒸汽发生器制造的装备企业,则包括上海电气、东方电气、哈尔滨电气等国内主要核电装备制造商。

“产业格局竞争体系的建立,能有效提高经济性。有了竞争体系以后,人人都在追求技术发展,人人都要保证工期、保证质量,人人都要合理的价格。我们也希望制造业能够盈利,但是大家应该公平竞争,都能得到科学、合理的发展。”郑明光介绍了课题规划的用心之处。

过程中,CAP1400蒸汽发生器的主管道实现国产化。“二重造出来,六根主管道,零缺陷,价格是进口的四分之一。”

2018年8月,由上海核工院,东方电气(广州)重型机器有限公司、上海电气核电设备有限公司、中国第一重型机械股份公司、二重集团(德阳)重型装备股份有限公司、上海重型机器厂有限公司、国核运行等单位联合实施的大型先进压水堆重大专项“CAP140蒸汽发生器研制”课题顺利通过国家能源局组织的正式验收。

验收专家组由中国机械工业联合会、环保部核与辐射安全中心、国家核电专家委、清华大学、中国核电工程有限公司、哈电集团(秦皇岛)重型装备有限公司、苏州热工院等单位的17位专家组成。专家组一致认为课题组掌握了CAP1400蒸汽发生器的关键制造及设计技术,完成了任务合同书规定的各项研究内容,达到了任务合同书规定的目标和考核指标,为CAP1400蒸汽发生器的自主化和国产化打下了坚实的基础。

提升中国核电整体能力

截至2017年8月,核电重大专项(含压水堆分项和高温气冷堆分项)已立项课题179项,核定中央预算113.99亿元。

为什么我们要让每个企业都参与呢?就是为了提升整个国家的制造能力。”郑明光告诉eo记者,“虽然说花了不少钱去做实验,去做设备的研制,但获益的是整个国家的工业能力,而不仅仅是CAP1400本身。”

eo记者了解到,这些制造厂商通过参与核电重大专项,可以将其能力、设备运用在其他项目中,并不仅为CAP1400项目服务。

这些参与重大专项的制造厂商,同时也服务于其他能源企业。

此前,在一次公开采访中,一名非国家电投的核电工程公司高管回忆道:“应该是在200年之后,国内核电设备制造厂商的能力进步非常快。”这也印证了核电重大专项对制造能力的影响。

2017年8月31日,科技部和能源局组织召开了核电重大专项新闻发布会。会上,核电重大专项管理实施办公室负责人、国家能源局核电可副司长秦志军介绍了项日所取得的具体成果。

其中,核电装备制造能力和水平大幅提升。压力容器蒸汽发生器、主管道等一大批重大设备实现了国产化,屏敲电机主泵、数字仪控系统、爆破阀等核心设备均己完成样机制造,高温堆控制棒驱动机构、燃料装卸料系统等已实现供货。这些成果的取得,显著地推动了装备制造企业上台阶、上水平,使中国具备年产6到8台套三代核电设备供货能力,三代核电综合国产化率从2008年依托项日的30%提高到85%以上。秦志军表示,材料研制实现了基础性突破、超大型锻件、690合金管、压力爷器密封件核级错材等关键材料加工制造技术取得质的突破;高温堆燃料元件已实现产业化生产;核級焊材研制成功,改变了我国核电焊接材料长期依靠进口的局而;建成了首条从海绵锆到成品管、板、棒、带材的完幣生产线,为CAP1400和华龙一号的自主化燃料研发提供了有力支撑。

在材料、设备的研制之外。对核电产业而言,重大专项另突破是关键试验的推进。

核电重大专项支持设立了六大基础类重大验证课题用以支撑论三代非能动核电关键系统运行及重要设备性能的机理研究,包括非能动芯冷却系統、非能动安全壳冷却系统、堆芯熔融物堆內滞留、反应堆结构水力模拟堆内构件流致震动、蒸汽发生器关键部件等13项试验。

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责任编辑:蒋桂云

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