12月20日,哈電集團(tuán)提供重要設(shè)備的全球首座球床模塊式高溫氣冷堆核電站——華能石島灣核電高溫氣冷堆示范工程送電成功。這是全球首個并網(wǎng)發(fā)電的第四代高溫氣冷堆核電項目,哈電集團(tuán)貢獻(xiàn)兩個“世界首臺”,標(biāo)志著我國成為世界少數(shù)幾個掌握第四代核電技術(shù)的國家之一,成為世界核電技術(shù)的領(lǐng)跑者。
今日首次并網(wǎng)發(fā)電的石島灣高溫氣冷堆核島站,將在2022年實現(xiàn)投產(chǎn)商運。投產(chǎn)后,預(yù)計每年可減少二氧化碳排放90萬噸,相當(dāng)于每年減少燃煤25萬噸。
華能石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程從2004年開始籌備,歷經(jīng)16年的開發(fā)建設(shè),哈電集團(tuán)作為重要參建單位,突破了大量的技術(shù)和工藝難題,研發(fā)制造了全球首臺高溫氣冷堆螺旋盤管式直流蒸汽發(fā)生器和全球首臺大功率、高溫?zé)釕B(tài)電磁軸承結(jié)構(gòu)主氦風(fēng)機等重要關(guān)鍵設(shè)備,對推動我國在第四代先進(jìn)核能技術(shù)領(lǐng)域搶占全球領(lǐng)先優(yōu)勢具有重要意義。
我國核電技術(shù)自主創(chuàng)新的新標(biāo)桿
作為第四代核電技術(shù)的先進(jìn)代表堆型,華能石島灣高溫氣冷堆核電站具有固有安全性好、發(fā)電效率高、用途廣泛、小容量模塊化建造等特點,是我國最新設(shè)計和開發(fā)的第一座具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)、具備商用規(guī)模的模塊式高溫氣冷堆示范型核電站,也是我國落實核電“走出去”戰(zhàn)略的優(yōu)選堆型之一,與探月工程、北斗導(dǎo)航一并被列入十六個國家科技重大專項。走出了我國先進(jìn)核能技術(shù)從跟跑、并跑到領(lǐng)跑世界的成功之路,是我國核電技術(shù)自主創(chuàng)新的新標(biāo)桿。
該示范工程裝機容量20萬千瓦,從2004年開始籌備,經(jīng)過16年開發(fā)建設(shè),設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)到93.4%。
面對這個設(shè)計新、材料新、工藝新的全新核電裝備,哈電集團(tuán)攜手清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院、中核能源科技有限公司、華能山東石島灣核電有限公司,四方協(xié)同創(chuàng)新,一切從零開始,十年磨一劍,將2461張設(shè)計圖紙打造成又一個大國重器。
其中,蒸汽發(fā)生器作為高溫氣冷堆核電系統(tǒng)中最關(guān)鍵的設(shè)備之一,其作用是將核反應(yīng)堆的熱量轉(zhuǎn)換成接近600攝氏度的水蒸氣,推動汽輪發(fā)電機組產(chǎn)生電能,業(yè)內(nèi)稱之為“核電之肺”。
高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器采用螺旋管換熱結(jié)構(gòu),換熱效率更高、結(jié)構(gòu)布置更緊湊,設(shè)備總高約25米,最大外徑約4.5米,總重接近500噸。項目執(zhí)行過程中,哈電集團(tuán)重裝公司不斷推動技術(shù)創(chuàng)新,攻克一項項世界級制造難題,攻克多項關(guān)鍵工藝技術(shù),其中高精密換熱管對接焊工藝、鎳基合金環(huán)縫內(nèi)孔全位置自動TIG焊接工藝等18項重大工藝技術(shù)均為國內(nèi)首創(chuàng),達(dá)到國際先進(jìn)水平。哈電集團(tuán)成為國內(nèi)首個完全掌握第四代核島主設(shè)備蒸汽發(fā)生器制造技術(shù)的企業(yè)。
實現(xiàn)多項關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化
該示范工程主氦風(fēng)機設(shè)備是我國具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的具備第四代核能系統(tǒng)安全特性的高溫氣冷堆核心設(shè)備。哈電集團(tuán)佳電股份為高溫氣冷堆核電站主氦風(fēng)機設(shè)備的總包單位,其中驅(qū)動電機為哈電集團(tuán)佳電股份自主研制。
通過對產(chǎn)品方案內(nèi)容不斷進(jìn)行驗證、優(yōu)化,解決了多個重大技術(shù)難題,如電磁懸浮軸承力學(xué)分析、電機轉(zhuǎn)子加工制造技術(shù)、大功率高速高壓變頻電機電磁設(shè)計等,先后完成了滑動軸承結(jié)構(gòu)驅(qū)動電機原理試驗樣機、國產(chǎn)化電磁軸承鑄鋁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)驅(qū)動電機工藝驗證樣機、國產(chǎn)化電磁軸承銅條轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)驅(qū)動電機試驗樣機和進(jìn)口電磁軸承結(jié)構(gòu)驅(qū)動電機工程樣機的試制、主氦風(fēng)機用驅(qū)動電機產(chǎn)品制造等諸多課題,確保了國家科技重大專項、全球首臺四代核電“心臟”裝備——高溫氣冷堆核電站示范工程主氦風(fēng)機研制成功,最終完成了主氦風(fēng)機設(shè)備出廠試驗。主氦風(fēng)機的成功研制,打破了國外技術(shù)壟斷,攻破了多項關(guān)鍵技術(shù)難題,填補了多項國內(nèi)技術(shù)空白,為世界首臺高溫氣冷堆核電站早日投產(chǎn)發(fā)電奠定了基礎(chǔ)。
在這項示范工程中,哈電集團(tuán)電機公司研制了空冷200兆瓦汽輪發(fā)電機VPI真機定子線棒,各項性能指標(biāo)均達(dá)到或超過國外進(jìn)口線棒,還陸續(xù)攻克了轉(zhuǎn)軸、定子沖片、控制系統(tǒng)等部件的生產(chǎn)難關(guān),成功制造了示范工程常規(guī)島汽輪發(fā)電機。2017年10月,哈電電機提供的發(fā)電機順利完成現(xiàn)場安裝并進(jìn)入調(diào)試階段,為電站機組聯(lián)合調(diào)試創(chuàng)造了有利條件。
文章來源:科技日報