加快发展核电 提高核电设备国产化比重
2009-07-17 10:05:17 机经网
四、目前我国核电设计技术及制造能力 1、我国已具备百万千瓦核电设备制造能力
通过长期核动力自主研发和当年引进的二代法国压水堆技术的消化吸收，我国核电技术取得了长足的进步，掌握了百万千瓦级二代改进型压水堆核电厂的设计能力。只要在某些专项，特别是严重事故预防和缓解措施等方面开展国际合作研究，就一定能够较快地研制出中国的第三代压水堆品牌。真正的技术能力不是引进的结果，而是要在自主开发基础上对外来技术消化吸收后的再创新。拥有这样的核电能力才是中国核电技术政策不可动摇的信念。依赖引进而
忽视自主技术能力的发展，则成为制约核电发展的主要障碍。
核电设备是高技术产品，核电设备国产化能促进高科技产业，振兴装备制造业。通过80年代制造秦山核电站到现在近30年，通过改革开放以来，核电设备制造有了长足的发展，通过、秦山一期30万千瓦机组、秦山二期2台65万千瓦机组，岭澳一期引进机组分包项目制造等，我国已具备了生产百万千瓦
核电机组能力 。
2、目前国内核电生产能力情况
自2003年启动核电制造以来，经过几年的技术改造和新核电设备制造基地的建立，今后1-2年三个国内发电设备制造集团生产能力将达到每年各2套（共
6套）100万千瓦级（含半转速）核电机组。
核岛
（1）、每家可做2套（三家共6套）：上海电气临港基地，东方电气集团南沙基地已形成生产能力，哈尔滨电站集团秦皇岛基地正在建设中。主要生产：反应堆压力壳、蒸汽发生器、稳压器、安注箱、冷凝器、低压加热器、高压疏
水扩容器以及汽水分离再热器等。 （2）、堆内构件和控制棒驱动机构
上海机床厂可以生产2-4套，2009年扩建后可达8-10套生产能力； 东方已引进控制棒驱动机构生产技术，2009年可以具备生产能力，与武锅合
作，2009年形成生产能力2-4套；哈尔滨也在进行此项工作。
（3）、主泵：东方合资公司设计能力6-8台，适当改造后产能可进一步提高。哈尔滨在引进基础上研制主泵电机（三代AP1000屏蔽电机及二代改进型轴封
电机）。
（4）、主回路管道（三洲化工等）、环行起重吊车（太重、大连重工、上海起重）电气贯穿件（上海科达、成都核动力院）、K1类电缆（上上）液压
阻尼器（上海理工、常州格林机械、常州电力、沈阳鑫通）等均有厂家能够生
产，大部分企业均已有供货业绩。
核电常规岛
每家可做3-4套（三家9-12套）
东方电气：核电汽轮机目前年产3套，2009年4套，2010年6套；发电机目前年产3套，2010年可达5套。哈尔滨电站公司：2010年年产核电汽轮机、发电机4套。上海电气：上海电气电站集团具备每年3套AP1000（或2.5套
EPR）百万千瓦核电汽轮发电机组制造能力。
五、努力提高核电设备国产化比重，加快国内核电发展
通过多年努力，秦山二期扩建国产化水平已达71%，岭澳二期国产化率1号机组达到50%、2号机组将达到70%，红沿河一期将达到80%，但许多配套问题，原材料问题将会更加突出。为消化吸收AP1000第三代核电技术，要继续提高国产化水平，消化吸收后创出我国自己的第三代核电技术，主要有以
下方面:
（1）、国内核电没有形成自己的标准体系，国产化困难重重，应尽快制定
我国核电设备标准。
（2）、加快对核电站主泵、主安全阀、以及核安全标准要求高的泵阀研制，
逐步摆脱依靠进口，尽快实现国产化。
（3）、核电用大型锻件，国内还处在试制到量产的过渡阶段，需要掌握工
艺、提高管理水平。
AP1000核电设备及其国产化
2010-08 国家能源局能源节约和科技装备司
目前，AP1000核电设备进入国产化建设关键时期。对AP1000核电设备及其国产化情况的了解有助于AP1000国产化进程的推进。
近日，我司对相关情况进行汇总，撰写了《AP1000核电设备及其国产化》一文，文章将分别从AP1000反应堆压力容器、蒸汽发生器等方面，对AP1000核电设备结构及其国产化情况进行介绍，供参考。
AP1000是美国西屋公司开发的一种双环路和百万千瓦级的先进压水堆核电机组，其反应堆一回路由1台反应堆压力容器、1台稳压器、2台大容量的蒸汽发生器、4台屏蔽式主泵、4条冷段和2条热段管道组成。由于主泵入口直接和蒸汽发生器下封头焊接在一起，取消了第二代反应堆中蒸汽发生器与主泵入口之间的U型连接管道；同时，通过对主管道简化设计，减少了焊缝和支撑。AP1000堆芯设计类似于西屋设计的M314堆型，其主回路设计类似于美国燃烧工程公司（CE）设计的System 80，蒸汽发生器采用Delta125，主泵采用大型屏蔽泵，专设安全设施采用了非能动技术。AP1000是在AP600的基础上适当改进的结果，机组采用单堆
布置方式，为了达到更高的电站功率，一方面加大了核蒸汽供应系统主要部件的尺寸，包括增加反应堆压力容器的高度、堆芯长度，另一方面增大蒸汽发生器、稳压器、汽轮机的尺寸和容量以及燃料组件的数目。为了实现非能动安全系统设计，采用了带变频器的大型屏蔽泵。
近年来，国家、地方政府和企业还投入大量资金，打造核电设备研发和制造基地。现已形成了哈尔滨电站设备集团（简称哈电）、东方电气集团（简称东电）和上海电气集团（简称上电）三大核电设备制造基地，以中国第一重型机械集团（简称一重）、中国第二重型机械制造集团（简称二重）和上海电气重型机械集团（简称上重）为重点的大型铸锻件和反应堆压力容器制造基地，以沈阳鼓风机集团（简称沈鼓）、中核苏阀科技实业股份有限公司（简称中核苏阀）和大连大高阀门有限公司（简称大连大高阀门）等一批国家级骨干企业的核级泵阀制造基地，此外，还有一批专业生产厂家具备了堆内构件、控制棒驱动机构、环吊、主管道及配套设备的批量生产条件。在此基础上，依托新组建的国家核电技术公司，我国推动了三代核电技术装备引进和自主化工作。三门和海阳作为世界上首次投入商业运行的AP1000核电项目，其自主化任务也基本得到落实。本文将对AP1000主要设备及其国产化情况进行说明。
一、 反应堆压力容器
1.结构
AP1000反应堆压力容器是一个由壳体、过渡环、半球形底封头及可拆卸带法兰上封头构成的圆柱形结构。壳体包括两部分：上壳体（接管段）和下壳体（活性段），见图1。下壳体和底封头之间用一个过渡环连接。上壳体、下壳体、过渡段和半球形底封头由低合金钢制造，内部堆焊奥氏体不锈钢，每个部件之间采用焊接连接。封头由顶盖和法兰制成。上封头为控制棒驱动机构、堆内测量提供了安装孔和支撑，为RPV放气管和一体化堆顶提供了支撑。压力容器在堆芯顶部以下的位置没有贯穿孔，排除了压力容器泄漏导致失水事故的可能。
图1 AP1000反应堆压力容器
AP1000压力容器是在原有成熟机组基础上进行设计，与传统二代及二代改进型压水堆核电站设备总体上类似。AP1000压力容器高约12200mm，堆芯区内径4040mm，总重为425.3t，由SA-508-3锻件和低合金钢板制造。 2.国产化情况
AP1000反应堆压力容器所需的大型铸锻件必须满足60年寿命的要求，目前，国内反应堆压力容器制造厂家主要有一重和二重，它们是我国第三代核电技术自主化项目重要的配套供应商。一重已研制成功“二代加”核岛主设备全部锻件，并实现批量生产，现已实现AP1000核岛反应堆压力容器锻件的完全国产化，部分锻件制造达到世界领先水平。2010年5月，由一重承制的中国首台国产化AP1000反应堆压力容器——三门核电2号机组压力容器在一重大连核电石化事业部开工制造。这也是中国制造企业首次尝试制造成套的第三代核反应堆压力容器，对于AP1000第三代核电技术完全国产化意义重大。
表1 三门和海阳压力容器供货范围
序号 1 2 3 项目 三门1# 海阳1# 三门2# 设备 压力容器 压力容器 压力容器 设备供货 斗山 斗山 一重 锻件供货 斗山/一重 斗山/一重 一重 4 海阳2# 压力容器 上核 上重
二、蒸汽发生器
1.结构
蒸汽发生器是核电站一、二回路的枢纽，它的主要作用是将一回路冷却剂中的热量传递给二回路水，使之产生蒸汽来驱动汽轮发电机组发电。由于一回路冷却剂流经堆芯带有放射性，因此，蒸汽发生器也是一回路压力边界的一部分，用于防止放射性物质外泄。在正常运行时，二回路不受一回路放射性冷却剂的污染，是不带放射性的。
AP1000机组采用2台Delta125型直立式U形管蒸发器。该设计以标准的西屋F堆型技术为基础，每套机组热功率达到1707.5MW。Delta125型蒸汽发生器的传热管采用耐腐蚀的lnconel-690合金材料，采用不锈钢梅花孔传热管支撑板，带有过滤、除气和防水锤外的给水分配系统，以及纯度最低为99.75%的汽水分离器。这些措施使该设计可以满足AP1000长期可靠使用的性能要求。每台蒸汽发生器下封头悬吊2台主泵，主泵入口管和蒸汽发生器的下封头上的出口管通过焊接连接在一起，见图2。蒸汽发生器总高度22454mm，上壳体内径5334mm，下壳体内径4191mm，管板厚度787mm，重量约600t。
2.国产化情况
目前，国内蒸汽发生器锻件生产厂家主要有一重、二重和上重，设备生产厂家主要有上电、哈电重装和东电。AP1000蒸汽发生器核心部件U型管由上海宝山钢铁股份有限公司与江苏银环精密钢管股份有限公司合资组建的宝银特种钢管有限公司生产。
2010年1月，中国国内首个核电蒸汽发生器用Ｕ型管项目在江苏宜兴经济开发区正式投产，但还不能满足国内对U形管的需求，目前主要是从法国Valinox、日本住友和瑞典Sandvik进口。AP1000蒸汽发生器又一核心部件管板是超大特厚饼形件，探伤要求严，锻造难度相当大。2009年12月，一重承制的三门核电2号机组蒸汽发生器管板锻件机械性能试验合格；2010
年4月，二重成功锻制出2支AP1000核电管板。 下图表为三门和海阳核电站蒸汽发生器锻件供货范围。
三、反应堆冷却剂循环泵
1.结构
反应堆冷却剂循环泵（简称核主泵）是核电站重要设备，被喻为反应堆冷却系统的心脏。从反应堆压力容器出口的高温高压水，把热量在蒸汽发生器内通过热交换传给二回路的水和蒸汽，经过核主泵再打进压力容器，周而复始。这个高压回路被称作核电站一回路，也叫主回路。在核岛一回路系统中，核主泵是唯一的旋转设备。每条环路有一台核主泵，用于驱动冷却剂在反应堆