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独立研发三代核电国和同号化解核电关键设备“死”
通告时间:2019/6/27 16:45:39    发布者: 澎湃新闻    浏览量: 458     享受到

        历时10老年,在中原自主三代核电——大型先进压水堆核电站重要专项的引下,全国200多下科研院所、高等学校和装备制造公司共同攻关,不但诞生了有完全独立知识产权和出口权的进步核电型号“国和同号(CAP1400)”,并且基本实现了其三代核电重要设备和材料的国产化制造。立即化解了中国核电产业过去在部分要设备和资料上经常被“死”的尴尬与无奈。

         澎湃新闻(www.thepaper.cn)6月25日起国家电力投资集团有限公司科技成果发布会上海核工程研究设计院有限公司(以下简称“上海按工院”)专场了解到,在国和同号(CAP1400)付出过程中,已经形成新产品、新材料、新工艺、新装置等392起,形成知识产权4699起,形成行业、商店规范近200起。立即组数字的背后,凡是华夏核电行业数年的锻炼。

 

        “立即其中的多材料和安装原本都需要进口。连过重要专项的实行,这些产品和资料基本实现了国产化。对于我国可能说核电的国家和地方,我们呢相应申请了国外专利,保险将来走得出。”国家科技第一专项“大型先进压水堆核电站”总设计师、上海核工程研究设计院院长郑明光在发布会上表示,国和同号/CAP1400的自主设计和付出带动了国内制造业体系的跃升。

 

        一个国的核电实力强不胜,首先要看有没有自主设计能力。如果不具备自主设计能力,只能是停留在遭受低端水平的翻版或触及侵权红线。核电站属于安全标准极高、系统复杂且精密的超级工程,独立型号研制不容许是共同坦途。郑明光先接受专访时已回忆说,核电安全标准的大大增强,针对全部设备的可靠性设计、系统的可靠性设计都是大的考验。再增长,那时中国的装备制造业尚难以满足国和同号/CAP1400的要求,围绕型号的更新目标,计划方与制方需要“超越一跳才够得正”。

 

        回首10年前,参照三代核电的计划规范书,国内没有一家装备企业能够完整有效地制造出三代核电设备,通过引进三代核电AP1000自主化依托项目、国和同号/CAP1400重要专项及其他三代核电项目的带动,国内培育有全产业链的叔代核电设备供应能力,华夏核电装备实现了从第二代交三代的重要跨越。扭转,受益于重点设备国产化、异常容量和简化系统、模块化建造等特征,目前世界最大的非能动压水堆核电站国和同号/CAP1400的经济性格外突显,担负着华夏核电技术出海、带中国核电装备“移动出”的重任。

 

        重要专项培育核电关键设备国产化

 

        郑明光在发布会上介绍称,国和同号/CAP1400的支付属于“高起点再创新”,它根据中国50年的核电厂研发、计划和工程经验,根据中国44单机组20多年的安全建设和运转经验,根据AP1000技术的消化吸收,啊因AP1000寄项目的建设经验。

 

        2006年11月,国家决定引进美国西屋公司AP1000技术。浙江三门核电站和山东海阳核电站共4华机组被确定为中华三代核电自主化依托项目,2009年开始相继开工,连被2018年终、2019年初相继并网发电。

 

        2008年2月15日,国务院常务会议正式通过压水堆重大专项总体实施方案,连以CAP1400的研发和示范工程建设列为重要专项的重要任务,由于AP1000的技术为让方国家核电技术公司牵头,实行产学研结合,广泛吸收有关单位共同攻关。

 

        根据AP1000技术,CAP1400型号在规定的初就被定位也:安全性不低于AP1000、经济性好让AP1000,完全设计寿命60年。其中,“C”啊“华夏”英文单词的首字母,“A”、“P”分别代表“先进(Advanced)”和“非能动(Passive)”英文单词的首字母,CAP1400的意义就是为中华装机容量为140万千伏安的进步非能动核电技术,2018年就同型号的中文名被确定为“国和同号”。国和同号/CAP1400使用非能动安全体系,机组设计寿命60年,换料周期18单月,机组可利用率约93%,满足目前世界上最严格的安全标准。

 

        对西屋公司提出的“135万千伏安自主知识产权净功率红线”,中方设计团队唯有对国和同号/CAP1400进行批判性的、更大幅度的更新。通过扩大安全壳直径、增加蒸汽发生器流通面积等系列根本性创新,国和同号/CAP1400的计划较AP1000开拓了另外一片新天地:依照,使用反应堆系统性低压损设计,流量增加了21%,扬程降低5%;堆芯方案从AP1000的157盒燃料组件变成了193盒燃料组件;蒸汽发生器提高传热效率,自主设计了汽水分离装置和新颖蒸汽限流器;反应堆压力容器减少了焊缝;堆内构件取消了中子屏蔽板和流量分配裙,增加了吊篮刚度等等。

 

        在顶层设计革新的基础上,新的核电型号离不起来新设备的支持。其三代核电更高的安全标准要求、技术标准要求、技术参数要求对国内设备厂商的软硬件能力提出了新的挑战,立即国产化设备的制造能力还不达到能制造如此大功率设备的水平。“2007年、2008年,立即我们为三代核电的计划规范书请制造公司生产设备,立即国内没有一家企业能够完整有效地制造出三代核电设备。”郑明光回忆道。在此番时境下,同集设计方与设备方形成创新联合体进行技术攻关的长跑随之启动。

 

        在发布会上,上海按工院工程设备所副所长矫明分享了几乎只三代核电关键设备和资料的国产化案例。核岛关键设备价格一再高达几绝对到数亿元不等,重达几百吨接近上千吨,针对设计制造能力和制造商对于设计图纸的了解能力的要求都非常高。

 

        反应堆压力容器是承载反应堆的中心设备、要求60年不可更换,计划寿命要求十分高。调减主环路的焊缝,可以大大增强核电技术安全性并减少运维时间,所以,国和同号/CAP1400更新性地使用了完全锻造顶封头管嘴和总体的封头。对比于堆焊,完全焊件对制造厂装备配套能力的要求同时上了一个台阶。

 

        功能类似于高压锅密封圈的反应堆压力容器O项目密封环,浅是国外购买经常被禁运的设备。“封”凡是核电运行和事故状态下防止泄漏的第一关,这种零部件对大的核电站来说看似微小,但是曾是诚然的“死”环,O项目密封环更是全部核电密封系统中最复杂、最重要的密封,从国外购买的价格高达几百万。该设备的国产化是国和同号/CAP1400研究开发过程中一个需要突破的难题。所以,上海按工院和同宁波天生密封件有限公司共同成立了核电密封联合研究中心,通过多年研制打破了国外垄断,国产化后产品价格约为三四十万头。

 

        接近的由工程需要牵引出设备技术需求、计划方提出研制方案,计划方与制方联合攻克的重要设备和资料还包括大型铸锻件、蒸发器690合金传热管、焊接材料等等。啊降低设备研制风险并培育良性的竞争氛围,国和同号/CAP1400在进行设备研制和国产化进程中,针对蒸汽发生器、压力容器、主泵、主办道等重要设备均安排2-3下厂家进行培训,目前设备的国产化率已超过85%,但是进一步达到90%以上。其他10%凡是可以国际采购的通用设备,目前没有专门受制于人的东西项。

 

        在国和同号/CAP1400相当三代核电技术的带动下,国内各大制作公司就了没有会参加、装备制造能力从第二代核电到三代核电的跃升,立即同时支持了要先进小堆当国内核电型号的支付。

 

        目前,国内就有年产10华套以上的核电装备制造能力,位于全球第一。同个国内一线装备制造公司高管对澎湃新闻介绍,在这个过程中,华夏商厦的装备能力在部分机械加工设备和重要工具工装上已经达到世界最佳水平。华夏装备制造业的软实力也可以提升,项目和技术管理为可以优化,人口队伍的能力素养得到了更加历练。

 

        举行“减法”的简化设计,经济性富有竞争力

 

        啊保持核电机组的安全,国和同号/CAP1400在AP1000基础上进一步提升了安全裕量:使用了非能动安全体系,使用物质的储能、重力、对流、跑、冷凝等自然力,不靠外部电源,能够保证反应堆安全和余热导出,事故后操纵员可不干预时从“第二代加”核电技术的30分钟提高到72时;堆芯误频率和大量放射性物质释放频率较美国核电用户要求文件限值低一个量级;有系统性的严重事故预防和解决措施;挡厂房采用先进的钢板混凝土结构,有抗大型商用飞机恶意撞击的能力等。

 

        在这个基础上,国和同号/CAP1400还充分实现了福岛事故后核安全的增强要求,包括提高纵深防御系统的抗震能力与电源可靠性,增强电厂抵御极端外部事件的能力,强化事故72时后冷却水和电力的供应能力,强化电厂应对超计划规范事故的能力等等。

 

        在保证高安全性的前提下,现在核电作为电力商品的性质正在凸显,作为“电”的经济性,凡是决定核电在世界电力市场被竞争性的重要指标。依照澎湃新闻了解,上海按工院都做过测算,国和同号/CAP1400批量化建造之后,相反出的各个千瓦时电价约为0.35到0.38第一,有竞争力。

 

        郑明光对澎湃新闻表示,国和同号/CAP1400经济性优于AP1000。一方面来源于机组效能、发电规模,一方面是设备国产化之后有更强的竞争力。因为设备的产业链是由于多下制作公司组成,所以设备国产化、自主化后价格比引进设备便宜,并且促进了经济性的增强,立即主要是来于系统性能的增强,系统效率的增强,经济价格的合理。

 

最核心的是,国和同号/CAP1400使用简化设计和模块化设计,所以做“减法”的思路,把装备结构简单化,使用“非能动”原理,紧急情况下不需要用交流电源,只依靠重力、暖循环和冷凝等自然手段作为动力排出余热。和亚代核电相比,国和同号/CAP1400的阀门数量减少了80.4%、泵的数量减少92.3%、管道数量减少58.5%、电缆数量减少了48.6%,在加强经济性的同时,再有利运行和维护。并且,根据AP1000寄项目的经历反馈,国和同号/CAP1400尤其优化了模块化建造技术,批量化建造后核电项目的建筑周期可到48单月,立即大大少于目前国际主流核电机组工期。对于资产密集型核电产业要讲话,工期缩短的重要意义不言而喻。

 

        消息来:       澎湃新闻         北极星电力网

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