国家科技重大专项CAP1400十年创新发展纪实(三)装备制造、大国重器

今天,我们推出“十年聚力,国家科技重大专项CAP1400创新发展纪实”专题第三辑《装备制造、大国重器》。


装备制造、大国重器


2017年12月,随着由上海核工院、国核自仪共同实施的压水堆重大专项“核电泵、阀、电气设备及测量仪表研制”通过预验收,三代核电全部关键设备及材料基本实现国产化及自主化。


自2011年1月,核岛重大设备设计技术研究课题正式启动,在党中央、国务院的统一领导,在科技部、发改委(能源局)、财政部的统筹部署,在国家电力投资集团、国家核电技术公司的牵头组织之下,通过重大专项的实施、工程设计经验的实践及积累,上海核工院联合国内外高校、科研院所、设备及材料制造企业,基于重大专项协同创新体系,成功突破多项设计制造技术,关键设备、关键材料基本实现自主化设计和国产化制造,实现我国装备制造业能力水平向三代跨越,实现高质量、高水平发展。


经过艰苦攻关,我们掌握了核心技术,打破国外垄断。专项实施前,我国核电产业一直面临着几个受制于人的“卡脖子”问题,包括设计自主化,材料国产化(如蒸汽发生器690U型管、核级焊材、大锻件),关键设备的自主化和国产化(主泵)等。针对这些核电产业配套的缺失或薄弱环节,重大专项进行了核心产业的战略布局,各参与企业以“国家使命高于天”的激情与责任感开展科研攻关。如中国一重、二重、上重的大锻件制造技术,通过科研与工程技术人员的大量试验研究、分析、比对、论证,从不掌握技术到掌握技术,从学习对标,再到比肩超越,最终具备了世界领先的大锻件制造能力。比如蒸汽发生器690U型管研发,国外把相关的研究数据、关键工艺视为核心技术,对我国实行严格封锁。宝银特钢、久立特材、上海核工院团队历经6年的攻坚克难,过程中大量试验、多轮论证,自主创新建立690U型管综合研究评价与制造体系,产品性能达到国际先进水平。


7年艰辛历程,我国核电设备设计及制造能力稳步突破

2011年1月

 

CAP1400核岛重大设备设计技术研究课题完成立项,签署任务合同书。

2016年2月25日

 

国家核安全局专家委员会组织针对主设备的安全性评价,认为CAP1400主要机械设备安全评价报告基本满足PSAR阶段审评要求。

2016年8月31日

 

CAP1400控制棒驱动机构(CRDM)抗震试验顺利完成,为CAP1400示范工程通过国家核安全局审查、取得建造许可证创造了条件。

2016年11月22日

 

重大专项两大课题“CAP1400核岛重大设备设计技术研究”及“核电设备用焊接材料研制”顺利通过国家能源局正式验收。

2017年3月17日

 

由上海核工院独立自主设计、中国一重自主制造,采用世界最先进的制造工艺的国核压水堆示范工程首台反应堆压力容器出厂前水压试验取得圆满成功。

2017年11月22日

 

由上海核工院与大连大高阀门股份有限公司及中国工程物理研究院化工材料研究所联合研发的CAP系列爆破阀顺利通过DN450爆破阀热态开启试验,标志着CAP系列爆破阀顺利通过全部鉴定,其自主化研制取得圆满成功。

2017年9月12-13日

 

由上海核工院牵头承担的重大专项“CAP1400自主化燃料组件研制——第一阶段:定型组件研制”课题通过国家能源局组织的正式验收,并于2018年1月10日,启动重大专项课题“CAP1400自主化燃料组件研制——第二阶段:先导组件及相关组件研制”。

2017年12月24日

 

由上海核工院牵头,联合国核自仪共同实施的大型先进压水堆重大专项“核电泵、阀、电气设备及测量仪表研制”课题通过了国家电力投资集团公司重大专项办公室组织的预验收。


有力推进课题实施,实现设计自主化、制造国产化

在压水堆重大专项总设计师郑明光的策划组织和上海核工院副院长顾国兴的积极协调和推动下,重大专项开设了多个设备及材料研发课题,围绕着国产化、自主化的总体目标,强化质量保证,开展了卓有成效的科研攻关工作,按照既定的时间节点完成了各项目标任务,取得了丰硕的成果。

1)AP1000技术消化吸收课题。掌握了AP1000关键材料和设备设计、分析、验证能力,对比一下智能水控系统厂家。完成了CAP1000设备的自主化设计和国产化制造。

2)CAP1400设备设计关键技术课题。通过自主研发和创新,开展了系列分析和试验验证,掌握了CAP1400核岛重大设备的关键设计技术、分析手段和方法,建立了设备设计、分析一体化设计平台和技术能力体系,实现了设备自主化设计,并有力支持了设备国产化,具备了大型压水堆核电站核岛重大设备的全过程研发、分析、试验验证能力,提高了设备创新能力和装备制造能力,从而提高了设备的安全性、可靠性、经济性。研究成果有效支撑和通过了核安全局的初步安全审查,形成了一批具有自主知识产权的核岛重大设备,推动了设备设计、材料、制造、试验、安审的自主化能力,支撑了示范工程实施和中国核电“走出去”。


3)CAP1400反应堆压力容器研制课题。由中国第一重型机械股份有限公司牵头组织实施。目前已成功完成CAP1400反应堆压力容器的研制,掌握了完整的CAP1400反应堆压力容器制造技术,成果应用于CAP1400工程项目,实现了自主设计,自主制造。目前CAP1400 1号机组反应堆压力容器已完成出厂水压试验。

4)CAP1400堆内构件研制课题。由上海第一机床厂有限公司牵头组织实施,结合二代加及依托项目堆内构件制造的丰富经验,攻克了均流板制造、激光焊、高精定位等多方面技术难题,达到了国际一流水平。目前CAP1400示范工程首台堆内构件正在进行工程加工,上部支承部件、吊篮部件等重要大型零部件已经加工完成。

5)CAP1400蒸汽发生器研制课题。由上海核工院牵头组织实施,课题全部研究任务已完成,解决了CAP1400蒸汽发生器设计与制造技术、群孔高效成型机检测技术、关键焊接技术及焊缝性能研究、管束组件关键制造及检测技术、蒸汽发生器制造缺陷诊断及评价技术等多方面技术难题。目前CAP1400示范工程蒸汽发生器制造进展顺利,2018年底具备交货条件。

6)CAP1400控制棒驱动机构制造课题。由上海第一机床厂有限公司牵头,联合东方汽轮机有限公司实施。目前已完成900万步样机寿命试验,攻克了诸多制造技术瓶颈,实现了样机和材料完全国产化。

7)CAP1400屏蔽电机主泵研制相关课题。由沈阳鼓风机集团股份有限公司、哈尔滨电气动力装备有限公司等企业共同组织实施,想知道

水控器厂家国家科技重大专项CAP1400十年创新发展纪实(三)装备制造、大国重器

完成了CAP1400屏蔽主泵样机研制,并经过第一阶段试验,试验结果表明主泵扬程、流量、效率、惰转时间(安全指标)均满足要求,正在推进耐久性试验。

8)核电泵、阀、电气设备及测量仪表研制课题。由上海核工院牵头、联合国核自仪组织实施完成了核电泵、阀门、电气设备和测量仪表的国产化、自主化,掌握了关键设备制造技术,提升了我国核电泵、阀、电气设备和测量仪表装备的自主化设计、制造、试验能力和产业水平,实现了产品从二代至三代的升级。


9)重大共性技术及关键设备及材料相关课题。实现主设备用大锻件SA-508 Gr.3自主化、蒸汽发生器690合金U形管国产化及自主化;核电设备用焊接材料研制课题实现三代核电设备用所有焊接材料的国产化,形成了供货能力,改变了我国核电用焊接材料长期依赖进口的局面。此外大宗材料(型材)在设计过程中已按国标进行选取,已具备本地化标准转化能力,绝大部分的板材国内钢厂已具备供货能力,电缆、涂料等国内已形成能够满足AP系列核电厂电缆要求的制造商,为三代核电厂电缆提供有力的供货保证。


10)燃料自主化课题。基于自主基础、世界最高水平的AP1000燃料组件,经充分消化吸收、试验复核、再创新,形成自主化CAP1400燃料组件及制造体系。


聚焦创新、着力创新,实现中国核电设备制造业向三代的整体跨越


在致力于自主化国产化过程中,在各部委领导、国家电投和国家核电的统筹组织下,上海核工院整合优势资源,完成了多种核电设备及材料的国产化研制和评定,填补了国内空白,替代了进口,打破了国外垄断,使我国摆脱了长期依赖进口的局面;提高了我国核电的国际竞争力,有力促进了我国“一带一路”建设和核电“走出去”战略的实施。


1)反应堆压力容器实现创新设计提高反应堆的安全性。采用了8个整体锻造的QUICKLOC管嘴,避免了采用堆焊成形的承压边界材料;取消了压力容器下封头上的过渡环,采用整体锻造的底封头,减少了焊缝;减少了在役检查的工作量,同时也提高了安全性;设计中充分考虑了国内相关企业的制造能力。

2)一体化堆顶组件实现自主化。自主完成IHP设计分析及性能验证、自主开发风机并实现国产化。

3)堆内构件取消了中子屏蔽板,简化了设计,拓宽了环腔流道。采用均流板结构,堆芯入口流量分配更加均匀;优化堆内构件设计,获得更高的IVR裕量。

4)控制棒驱动机构实现自主设计开发。掌握了分析及试验方法体系,并经600万步寿命试验考核。自主设计磁路和缓冲片结构,提升了部分关键性能指标。关键零部件采用自主开发的钩爪、线圈、棒控棒位系统堆顶电缆及连接器组件,并进行了试验验证。

5)蒸汽发生器自主创新设计开发汽水分离装置。提升了二次侧蒸汽品质,分离器采用自主型号的P3型分离器,干燥器采用改进型波形板(P3X波形板),并经其它课题进行了试验验证。开发了一种新型的自主知识产权蒸汽限流器,由19个文丘里组成。相比传统的7个文丘里结构,能显著降低压力损失,提高出口蒸汽压力,从而减少蒸汽发生器的传热面积,提高经济性。设计中选用超大板幅管子支承板,为保证设计可实施性,联合制造厂完成超大板幅管子支承板的研制和批量制造。

 

6)爆破阀完全采用国内自主研制的药筒驱动装置和剪切盖。成功研制出全球最大规格的DN450爆破阀,拥有完全自主知识产权,填补了国内空白,性能达到国际领先水平。

7)主蒸汽隔离阀。解决了低冲击快关、抗震、超长寿命、密封可靠设计等一系列结构设计难点,攻克了大型阀体铸件铸造和加工等一系列关键制造工艺难题,通过了大型阀门试验验证及设备鉴定考核,具有结构尺寸紧凑、流通能力好、抗震性能优、动作寿命长、运行可靠性高等综合优点,打破了国外长期以来的供货垄断。

8)主泵变频器。解决了功率单元水冷散热、四象限全功率能量回馈、水冷变压器环氧浇注、变频/工频同步无扰切换等关键技术,并经过EMC试验、冷却系统试验、关键部件试验等一些列过程,产品达到国际先进水平。

9)辐射检测仪表。实现在线式监测,提高了经济性;堆外核测系统完成了探测器材料、加工和集成工艺,解决了弱信号的长距离传输和匹配、弱信号的抗干扰和电磁兼容性等技术难点,满足CAP1400系列严苛的试验鉴定条件。

10)核燃料自主化取得重要进展。自主开发的CAP1400燃料定型组件在包头顺利下线,突破了制约我国核燃料产业链发展的核级海绵锆、合金熔炼制造等核心技术,实现了一体化可燃毒物涂覆设备、激光焊机等关键设备国产化,建成了三代核电核级锆材制造、核燃料组件制造生产线。

 

11)蒸汽发生器用U形管。内径更细、壁厚更薄、纯净度与精度更高、同质度、均匀性更好,耐腐蚀性更优,使用寿命可达60年以上,是三代核电设备和材料国产化工作的又一个重大突破。

12)核电设备用焊接材料研制。协同攻关完成了核电用低合金钢、不锈钢和690镍基合金等8类、20个品种焊接材料的研制任务,形成系列化的焊接材料产品,部分技术成果已应用于核电厂设备制造和现场安装工程中,改变了我国核电用焊接材料长期依赖进口的局面。

产业协同,铸大国重器,推进中国核电高质量、高水平发展

通过国家重大专项实施,众多核电装备设计、制造成果达到了国际先进,国内领先的水平,获得授权大量专利、技术秘密,实现了设备及材料的自主化设计,有力提升了技术能力,并推动了核电设备的国产化制造和走出去;同时,培养了一大批设备设计、分析、试验及制造的专业人才,形成了高水平的研发团队,为后续核电型号创新提供了人才储备和保障。听听
云南智能水表 欢迎加盟云南智能水表 欢迎加盟


中国一重原副总裁王宝忠:“核电重大专项在实施过程中,将设计创新与装备制造相结合,对CAP系列的设备和锻件研制提出更高的标准和严格的要求,在研制中提供精准的服务和指导,使具有完全自主知识产权的CAP1400压力容器实现了设计结构创新化、锻件制造一体化、焊接及检测自动化的目标,锻件制造技术达到了国际领先水平,为核电装备走出去奠定了坚实的基础。”


哈电重装副总经理赛鹏:“携行业十年洪荒之力实现CAP1400创新发展,共享国家重大专项创新成果,提升会哈电核电装备制造品质,打造国家核电产业新名片”。


上海电气核电集团总工程师唐伟宝:“上海电气核电集团与上海核工院一衣带水,合作源远流长、范围广泛,覆盖了核电工程项目、科研项目、工程中心共建和新产业预研等领域。我们以工程中心建设为依托,以核电重大专项为引领,聚焦科研课题联合申报和任务验收、小堆研发及工艺改进等重点任务开展了卓有成效的工作,同时,聚焦核电产业的技术发展方向,形成了深度融合、携手并进的发展局面。”


四川大西洋焊接材料股份有限公司董事长李欣雨:“国家重大专项实施中,大西洋公司通过与上海核工院共同搭建的核电焊材研发中心平台,将推进专项科研成果的产业转化与工程化应用,加快核级焊材国产化应用,为中国核电走出国门做出新的更大贡献。”

……


深刻对接“中国制造2025”国家战略,瞄准三代核电研发、设计、设备和材料制造、工程建设、运行管理的产业链的做大做强,经过近十年国家重大专项的培育和发展,面向全球、中外共享的三代核电主设备及材料供应链体系已经形成,完全能够支撑AP/CAP核电批量化发展;大部分企业从技术,设计分析和试验验证等技术内涵大幅提升;不断加大基础投入,加快产业升级,国产化自主化不断迈进,形成了核电机组建设所需设备、材料供应的能力,显著推动我国制造产业升级、改造,技术水平及国家装备的综合能力的提升。

自主创新、民族脊梁,装备制造、大国重器。

核电大国、核电强国,我们不懈奋斗!

版面编辑  院办

上海核工程研究设计院
请尊重我们的辛苦付出,未经允许,请不要转载水控机厂家的文章!
上一篇:去铁塔,了解这些知识就够了
下一篇:没有了