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前沿拓展:

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全球各大核電強(qiáng)國背后,均有強(qiáng)大的設(shè)計(jì)研發(fā)能力及裝備制造業(yè)作為支撐。與核電建設(shè)速度和規(guī)模相比,衡量一國核電實(shí)力和產(chǎn)業(yè)競爭力的更核心指標(biāo)是自主化能力——1987年開工建設(shè)的廣東大亞灣核電站,引進(jìn)法國核電技術(shù),核電設(shè)備國產(chǎn)化率僅1%。如今,我國兩大自主三代核電技術(shù)路線的設(shè)備整體國產(chǎn)化率都已達(dá)到90%。但這還不算終點(diǎn)。

三代核電自主化成果“國和一號”將實(shí)現(xiàn)100%的設(shè)備國產(chǎn)化能力。澎湃**從日前舉行的“國和一號”產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟第二屆會員大會暨**建聯(lián)盟成立大會上了解到,一年來,產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟已完成非能動余熱排出閥、1E級磁浮子液位計(jì)等11項(xiàng)“國和系列”整機(jī)設(shè)備國產(chǎn)化攻關(guān),今年將實(shí)現(xiàn)整機(jī)設(shè)備100%國產(chǎn)化能力。到2025年,建成“技術(shù)上最先進(jìn)最安全、裝備上完全自主可控、經(jīng)濟(jì)上有顯著競爭優(yōu)勢”的三代核電產(chǎn)業(yè)鏈。

十多年來,在大型先進(jìn)壓水堆核電站國家重大專項(xiàng)的牽引下,全國數(shù)百家科研院所、高校和裝備制造企業(yè)協(xié)同攻關(guān),不僅誕生了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)和出口權(quán)的先進(jìn)核電型號“國和一號”,也基本攻克重大設(shè)備與材料關(guān)鍵技術(shù),帶動我國核電行業(yè)和裝備制造產(chǎn)業(yè)從二代躍升到三代。目前,“國和一號”產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟覆蓋上下游研發(fā)、設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、設(shè)備鑒定、建安、調(diào)試、運(yùn)行等環(huán)節(jié),在保障產(chǎn)業(yè)鏈穩(wěn)定安全基礎(chǔ)上,還將進(jìn)一步提升國和系列型號國內(nèi)批量化建設(shè)和“走出去”的經(jīng)濟(jì)性競爭力。

國家電投集團(tuán)首席科學(xué)家、核能總工程師、“國和一號”總設(shè)計(jì)師鄭明光對澎湃**表示,“國和一號”批量化建設(shè)后,先進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈體系將使其單位建造成本進(jìn)一步下降,設(shè)備國產(chǎn)化率超過99%。在示范工程建設(shè)過程中,國產(chǎn)化產(chǎn)業(yè)鏈的培育和構(gòu)建已經(jīng)凸顯出成果,“有效解決了**和當(dāng)前國際形勢下少量進(jìn)口設(shè)備交付不及時的風(fēng)險(xiǎn),確保工程進(jìn)展?!?/p>

90%,還不夠

國家電投集團(tuán)**組成員、副總經(jīng)理盧洪早在會上表示,通過重大專項(xiàng)實(shí)施、產(chǎn)業(yè)鏈上下游15年協(xié)同攻關(guān),非能動先進(jìn)壓水堆型號——“國和一號”示范工程建設(shè)順利?!啊畤鸵惶枴俏覈?dāng)前已實(shí)現(xiàn)自主可控的可規(guī)?;ㄔO(shè)的最先進(jìn)三代非能動核電技術(shù),其帶動形成的先進(jìn)非能動核電產(chǎn)業(yè)鏈,具備了以新型號新技術(shù)持續(xù)策源促進(jìn)科技高水平自立自強(qiáng)、以非能動項(xiàng)目規(guī)?;ㄔO(shè)助力‘雙碳’目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的能力和基礎(chǔ)?!?/p>

在業(yè)內(nèi),“國和一號”更為人所熟知的型號代碼是CAP1400?!癈”是**英文單詞的首字母,“A”、“P”分別代表先進(jìn)(A**anced)和非能動(Passive),意指**自主設(shè)計(jì)的、裝機(jī)容量達(dá)140萬千瓦級以上的先進(jìn)非能動核電技術(shù)。通過核電重大專項(xiàng)及引進(jìn)技術(shù)AP1000依托項(xiàng)目的實(shí)施,我國形成了國產(chǎn)化CAP1000的設(shè)計(jì)建造能力,并在此技術(shù)上開發(fā)出功率更大、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的CAP1400。

“國和一號”示范工程順利推進(jìn)之際,國產(chǎn)化CAP1000的批量化建設(shè)也于2022年提速。去年,國務(wù)院共核準(zhǔn)10臺核電新機(jī)組,CAP1000占比過半——三門核電二期、海陽核電二期、廉江核電一期共6臺機(jī)組均采用該技術(shù)路線。據(jù)澎湃**了解,正在推進(jìn)前期工作的CAP1000后續(xù)項(xiàng)目還包括廣西白龍核電一期,及經(jīng)歷長期準(zhǔn)備的廣東陸豐一期、遼寧徐大堡一期。

在業(yè)內(nèi)普遍觀點(diǎn)看來,綜合考量,100%國產(chǎn)并非必須達(dá)成的絕對目標(biāo)。但為了杜絕“卡脖子”, “國和一號”團(tuán)隊(duì)開始對最后的10%甚至1%進(jìn)行國產(chǎn)化攻關(guān),以實(shí)現(xiàn)100%自主可控。

鄭明光曾對澎湃**介紹,在整個型號開發(fā)過程中,技術(shù)團(tuán)隊(duì)對設(shè)備和材料進(jìn)行了全方位梳理和國產(chǎn)化策劃,先攻克“最貴”“最難”的。至于其余10%未國產(chǎn)化的設(shè)備,是可以國際采購的通用設(shè)備,屬于市場價格合理、競爭充分、不存在少數(shù)幾家企業(yè)壟斷的物項(xiàng),不會影響“國和一號”的落地和出口。不過,從2017年開始,國家電投開始持續(xù)推進(jìn)這部分材料和設(shè)備的徹底國產(chǎn)化,以杜絕“因1%卡**99%”。

據(jù)悉,在抽絲剝繭式的供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)排查基礎(chǔ)上,“國和一號”產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟著手從整機(jī)、部件、零件、原材料、耗材、軟件等層級推進(jìn)軟硬件自主化,將先于2023年實(shí)現(xiàn)“具備整機(jī)物項(xiàng)100%國產(chǎn)化能力”的目標(biāo),基礎(chǔ)零部件、基礎(chǔ)元器件、基礎(chǔ)軟件、基礎(chǔ)材料等國產(chǎn)化攻關(guān)正按計(jì)劃推進(jìn)。零部件級物項(xiàng)國產(chǎn)化攻關(guān)方面,需科研攻關(guān)零部件的科研課題全部立項(xiàng)?!皣译娡逗穗妼I(yè)設(shè)計(jì)分析軟件自主化一套軟件”已完成累計(jì)82項(xiàng)軟件研發(fā)。

“通過重大專項(xiàng)實(shí)施,‘國和一號’的關(guān)鍵設(shè)備、關(guān)鍵部件、關(guān)鍵材料基本實(shí)現(xiàn)了自主化國產(chǎn)化。大設(shè)備大部件里的配套器件原本不屬于重大專項(xiàng)直接覆蓋的范圍,但出于對產(chǎn)業(yè)體系完整性的考慮,我們深入到零部件這級?!编嵜鞴鈱ε炫?*說,基于國產(chǎn)化目標(biāo)下的產(chǎn)業(yè)能力提升也有利于**裝備制造“走出去”,將促進(jìn)國際合作和有序競爭,增加國際核能事業(yè)的發(fā)展能力和產(chǎn)能規(guī)模。

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“國和一號”示意圖

“國和一號”的“**心”

澎湃**注意到,前述產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟的成員,許多是此前重大專項(xiàng)攻關(guān)過程中技術(shù)競爭格局下的參與者。換句話說,都是在“國和一號”型號開發(fā)中一步步實(shí)現(xiàn)設(shè)備研制能力迭代、從“做不了”到“做得好”的企業(yè)。

新的核電型號離不開新設(shè)備的支撐,三代核電更高的安全標(biāo)準(zhǔn)要求、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求、技術(shù)參數(shù)要求對國內(nèi)設(shè)備廠商的軟硬件能力提出了新的挑戰(zhàn)。但十多年前,國產(chǎn)化設(shè)備的制造能力還未達(dá)到能制造如此大功率設(shè)備的水平。

在整個“國和一號”研發(fā)過程中,主泵、爆破閥、壓力容器、蒸汽發(fā)生器、堆內(nèi)構(gòu)件、控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)、大鍛件、核級焊材、690U型管等核電關(guān)鍵設(shè)備、關(guān)鍵材料全部實(shí)現(xiàn)自主化設(shè)計(jì)和國產(chǎn)化制造。國家電投上海核工院對每項(xiàng)關(guān)鍵設(shè)備材料培育2-5家國產(chǎn)化供應(yīng)商,以確保項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)可控、價格合理、具有競爭力。

反應(yīng)堆冷卻劑泵,簡稱“主泵”,是核反應(yīng)系統(tǒng)中唯一的轉(zhuǎn)動設(shè)備,提供反應(yīng)堆冷卻劑的循環(huán)驅(qū)動力,作為一回路壓力邊界的重要組成部分,在整個核電站中承載著重要作用,可以看作核電站正常功率運(yùn)行時的“心臟”。在“國和一號”型號研發(fā)伊始,就采用雙線并行模式,一面推進(jìn)屏蔽電機(jī)主泵研發(fā),另一面啟動了濕繞組主泵技術(shù)方案。

濕繞組主泵和屏蔽電機(jī)主泵都屬于無軸封新型主泵,從根本上消除了泵殼內(nèi)高壓冷卻劑通過動密封結(jié)構(gòu)向外泄漏的可能性,提升核電廠安全。不過,要在150萬千瓦級壓水堆核電站中使用,且設(shè)計(jì)壽命為60年,對材料、制造和安裝精度都提出了極限要求,鑒定試驗(yàn)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)苛。

據(jù)上海核工院介紹,十年磨一劍,濕繞組主泵和屏蔽電機(jī)主泵相繼研制成功并實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用。2022年,“國和一號”示范工程全部4臺濕繞組主泵與4臺屏蔽電機(jī)主泵均完成產(chǎn)品試驗(yàn),具備交付條件。兩種主泵技術(shù)方案均得以實(shí)現(xiàn),標(biāo)志著我國已經(jīng)完全掌握這一關(guān)鍵核心技術(shù)并形成產(chǎn)能。

沈陽鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)核電泵業(yè)有限公司與上海核工院在“國和一號”屏蔽主泵的改進(jìn)與設(shè)計(jì)優(yōu)化、CAP1000 50Hz屏蔽主泵的開發(fā)與應(yīng)用上開展合作。

該公司董事長于洪昌對澎湃**介紹,相比于二代核電技術(shù),“國和一號”主泵制造對于內(nèi)部設(shè)計(jì)研發(fā)能力、生產(chǎn)制造能力及工藝水平的提升尤為顯著。目前,該公司已啟動CAP1000屏蔽主泵開發(fā),目標(biāo)為實(shí)現(xiàn)100%國產(chǎn)化。他坦言此任務(wù)“技術(shù)難度大,壓力不小?!?/p>

相較于我國在運(yùn)的三門、海陽核電站通過技術(shù)引進(jìn)的60Hz屏蔽主泵,將首次應(yīng)用于廉江核電項(xiàng)目的CAP1000屏蔽主泵適應(yīng)我國50Hz電網(wǎng)頻率,其開發(fā)是對屏蔽主泵技術(shù)的進(jìn)一步提升。若該主泵研制成功,將實(shí)現(xiàn)我國全面自主化掌握屏蔽主泵知識產(chǎn)權(quán)。

要充分保證核電站的安全性,核電站設(shè)計(jì)必須滿足的安全要求之一,就是要確保在所有運(yùn)行工況下以及事故工況期間和之后能實(shí)現(xiàn)安全停堆并維持安全停堆狀態(tài),并從堆芯排除余熱。非能動余熱排出流量控制閥(PV20)是非能動核電型號特有的核一級重要安全相關(guān)閥門,在事故工況期間執(zhí)行應(yīng)急堆芯衰變熱排出功能,具有口徑和流量大、壓差低且密封等級高、執(zhí)行機(jī)構(gòu)推力大等特點(diǎn),研發(fā)難度高、投入大、周期長,此前一直由國外商家壟斷供貨。

2021年3月,上海核工院與“國和一號”產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟成員浙江三方控制閥責(zé)任有限公司簽訂PV20研發(fā)供貨一體化合同,通過示范工程研供一體采購模式開展PV20研發(fā),研發(fā)成果于2022年9月通過**機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會和**通用機(jī)械工業(yè)協(xié)會組織的樣機(jī)成果鑒定會,并通過能源局組織的事后立項(xiàng)事后補(bǔ)助課題驗(yàn)收,研制合作單位獲得HAF601許可證。該閥門的成功研制,打破國外企業(yè)在該領(lǐng)域的長期壟斷。

從核電“大動脈”到“**心”,從核電站“大腦”“神經(jīng)系統(tǒng)”到遍布核島各處的“血管”“神經(jīng)”,都經(jīng)歷了類似的國產(chǎn)化攻關(guān)過程。根據(jù)研制進(jìn)度與工程項(xiàng)目進(jìn)展匹配情況,整機(jī)100%國產(chǎn)化設(shè)備將陸續(xù)應(yīng)用于后續(xù)國和項(xiàng)目中。

拓展知識:

原創(chuàng)文章,作者:九賢生活小編,如若轉(zhuǎn)載,請注明出處:http://www.drmqd.com.cn/125967.html