在我国核电发展进程中,始终高度重视核电装备国产化工作。2006年2月,国务院提出关于加快振兴装备制造业的若干意见,明确指出“积极推动现有国内技术力量和设备制造企业重组,加快推进核电设备制造自主化,重点突破关键设备的设计和制造技术,努力提高成套设备生产能力”,为核电装备制造和国产化工作指明了方向。
我国核电装备制造业经历了起步、发展、突破和提升等阶段,在核电设备国产化推进过程中始终坚持“安全第一、质量第一”的原则,保证国产设备满足技术质量高标准要求,摆脱了以往我国核电关键设备制造长期受制于人的困境,形成了国内和国际市场竞争和互动的格局,在满足核电批量化建设需要的同时,提升了我国装备制造业的整体能力、技术水平和市场竞争实力。
1.核岛主设备
核岛主设备主要包括反应堆压力容器、蒸汽发生器、稳压器、控制棒驱动机构、堆内构件、主泵、主管道等,目前均已实现了国产化并具备年产8—10套的能力。主要制造商包括中国一重、中国二重、上海电气、东方电气、哈电集团、上海第一机床、四川华都等企业。在核岛主设备国产化进程中,同时突破并掌握了关键工艺、尖端焊接、缺陷诊断、精密加工、精密检测等各种关键技术。
其中,由于结构复杂、技术难度大、可靠性要求高等因素,核电主泵国产化一直被视为核岛主设备国产化的焦点。哈电集团、上海电气、东方电气等企业通过技术引进、合资研发和联合攻关等方式,成功实现轴封主泵、湿绕组主泵、屏蔽主泵、高温堆主氦风机的国产化制造。
2.核岛辅助设备
核岛辅助设备主要包括各类核级容器、核级换热器、泵阀等。
核级容器主要有安全注射箱、卸压箱、堆芯补水箱、容积控制箱、氢氧化钠贮存箱、硼酸制备箱、浓硼酸卸放箱、化学疏水箱、设冷水波动箱及应急给水箱等设备。核级换热器主要有余热排出热交换器、安全喷淋热交换器、下泄热交换器、再生热交换器、设冷热交换器和乏燃料冷却热交换器等。核二级泵主要有安全注射泵、余热排出泵、安全壳喷淋泵、上充泵和应急给水泵。核三级泵主要有设备冷却泵、重要厂用水泵、乏燃料冷却泵、乏燃料净化泵、蒸发器排污泵、硼回疏排水泵及消防泵等。这些设备均已经实现国产化。
核级阀种类有闸阀、截止阀、节流阀、球阀、隔离阀、止回阀、调节阀、卸压阀和安全阀等,其中核级关断类阀门(闸阀、截止阀、止回阀)已基本实现国产化,但少量关键阀门仍需进口,如稳压器安全阀、比例喷雾阀及汽机排放阀等。截至目前,在核电科技重大专项支持下,主蒸汽隔离阀、爆破阀已完成国产化研制,并在依托工程中得到应用。
3.常规岛主设备(www.xing528.com)
常规岛设备分为汽轮发电机组及辅助设备两大类,上海电气、哈电集团、东方电气三大动力设备制造企业经过引进、消化、吸收、自主研发和再创新的发展路线,对两大类设备均具备了完全的供货能力,技术水平也达到国际先进水准。相对于国外常规岛装备企业和技术,我国企业更贴近市场,更能满足不同业主的个性化需求,所积累的三代核电常规岛设备研发经验更是已经大幅超越国外企业。
4.数字化控制系统及设备
数字化控制系统(DCS)是整个核电厂的“中枢神经”系统,它对确保核电厂安全、经济运行起到至关重要的作用。以往国内核电机组的控制系统DCS均由国外企业供货。近年来,我国核电企业在该领域进行了集中投入和研发,多种具有我国自主知识产权的核安全级数字化控制系统的投入使用,标志着我国在核电DCS系统和设备领域已取得重大突破性进展。
5.关键原材料
核电装备制造用关键原材料包括大型锻件、蒸汽发生器用镍基合金传热管、核级焊接材料等,长期以来依赖进口,是我国核电装备制造亟待突破的瓶颈。
近年来,在核电产业发展的带动和国家核电重大科技专项的支持下,大型锻件已实现了国产化和自主化,建成了以中国一重、中国二重、上重铸锻为骨干的三大核电大锻件制造基地,拥有世界先进水平的冶炼、锻造、热处理、机加工装备技术,形成了国内年产12套核岛主设备的锻件制造能力。
宝银特种钢管、浙江久立等企业,突破了镍基管材的关键技术难点,全面掌握了镍基合金U形传热管材的关键制造技术,建立了有效的过程质量控制措施,形成年产1000吨大型核电蒸汽发生器用镍基合金U形传热管的制造能力。通过与国外同类产品应用性能对比试验,国产蒸汽发生器用镍基合金U形传热管材各项性能均达到国外同类产品水平,且部分性能实现超越。
通过实施核电重大专项,我国在四川大西洋焊接、哈焊所、中国一重建成了核电用低合金钢、不锈钢和镍基合金焊接材料的生产示范基地,具备了核电焊接材料成套批量供货能力,实现核电主设备用焊接材料国产化,掌握了核级焊接材料关键制备技术,建立了焊接材料质量保证体系。核级焊接材料的国产化打破了焊接材料长期依赖进口的局面,标志着我国已具备自主研发高难度、高技术要求焊接材料的能力,对未来核电自主化具有深远影响和重要意义。
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