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独立研制三世核电国和一号化解核电关键设备“卡脖子”
通告时间:2019/6/27 16:45:39    发布者: 澎湃新闻    浏览量: 536     分享到

        历时10夕阳,在中华自主三世核电——大型先进压水堆核电站着重专项的牵引下,全国200多师科研院所、高等学校和武装制造企业协同攻关,不仅诞生了具有完全独立版权和出口权的进步核电型号“国和一号(CAP1400)”,同时基本落实了三世核电重在设备及材料的组织化制造。这化解了中国核电产业过去在有些关键设备和资料上常把“卡脖子”的窘迫与无奈。

         澎湃新闻(www.thepaper.cn)6月25日从国家化工投资集团股份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“包头核工院”)专场了解到,在国和一号(CAP1400)付出过程中,已形成新产品、新材料、新工艺、新装置等392项,形成知识产权4699项,形成行业、集团公司规范近200项。这组数字的背下,是中华核电行业数年之练字。

 

        “这其中的诸多材料和设置原本都要求进口。交通过重要专项的推行,那些产品和资料基本落实了水利化。对于我国可能出口核电的国度和地方,咱也应该申请了涉外专利,确保将来走得出来。”江山科技第一专项“大型先进压水堆核电站”总设计师、包头核工程研究设计院院长郑明光在全运会上表示,国和一号/CAP1400的自主设计和付出带动了国内工业体系的跃升。

 

        一度国家的水电实力强不强,第一要看有没有自主设计能力。若不具备自主设计能力,只能是停留在对方低端水平的修订版或触及侵权红线。核电站属于安全标准极高、系统复杂且精密的最佳工程,独立型号研制不可能是一路坦途。郑明光此前接受专访时曾回忆说,核电安全标准的大大加强,对任何设备的可靠性设计、系统之可靠性设计都是巨大的考验。再增长,当时中国的武装工业尚难以满足国和一号/CAP1400的要求,围绕型号的更新目标,规划方与制作方需要“跳一跳才够得着”。

 

        遥想10年前,参照三世核电的规划规范书,境内没有一家装备企业能完全有效地制造出三世核电设备,穿越引进三世核电AP1000现代化依托项目、国和一号/CAP1400着重专项及其它三世核电项目的拉动,境内培育出全产业链的三世核电设备供应能力,中华核电装备实现了副二世到三世之首要跨越。扭转,受益于重点设备国产化、大用户量和多元化系统、产业化建造等特征,眼下世界最大的非能动压水堆核电站国和一号/CAP1400的经济性格外突显,担负着华夏核电技术出海、带动中国核电装备“过往出来”的重任。

 

        着重专项培育核电关键设备国产化

 

        郑明光在全运会上介绍称,国和一号/CAP1400的支出属于“高起点再创新”,他基于中国50年之厂家研发、规划和工程经验,基于中国44个工作组20连年之平安建设和运转经验,基于AP1000艺术之消化吸收,也基于AP1000依托项目的振兴经验。

 

        2006年11月,江山决定引进荷兰西屋公司AP1000艺术。河南三门核电站和黑龙江海阳核电站共4台机组被确认为中华三世核电自主化依托项目,2009年开始相继开工,并于2018年根儿、2019新年相继并网发电。

 

        2008年2月15日,中科院常务会议正式通过压水堆重大专项总体实施方案,并将CAP1400的研制和示范工程建设列为重要专项的重要性任务,由AP1000的艺术受让方国家核电技术公司牵头,推行产学研结合,大规模吸收有关单位共同攻关。

 

        基于AP1000艺术,CAP1400生肖印在肯定的初就把定位为:竞争性不低于AP1000、经济性好于AP1000,完全设计寿命60年。其中,“C”为“中华”英文单词的首字母,“A”、“P”分手代表“先进(Advanced)”和“非能动(Passive)”英文单词的首字母,CAP1400的意思即为中华装机容量为140万千伏安的进步非能动核电技术,2018年这一型号的中文名被确认为“国和一号”。国和一号/CAP1400利用非能动安全体系,课题组设计寿命60年,换料周期18个月,课题组可利用率约93%,满足目前世界上最严格的平安标准。

 

        面对西屋公司提出的“135万千伏安自主版权净功率红线”,中方设计团队唯有对国和一号/CAP1400拓展批判性的、更大幅度的更新。穿越扩展安全壳直径、增长蒸汽发生器流通面积等系列根本性创新,国和一号/CAP1400的规划较AP1000开发了另一片新天地:比如,利用反应堆系统性低压损设计,客流增加了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;玉器压力容器减少了焊缝;堆内构件取消了中子屏蔽板和总分分配裙,增长了吊篮刚度等等。

 

        在高层设计革新的基础上,新的核电型号离不开新装置的支撑。三世核电更高的平安标准要求、艺术标准要求、艺术参数要求对国内设备制造商的硬件能力提出了新的挑战,那时国产化设备的制作能力还未到达能制造如此大功率设备的程度。“2007年、2008年,那时我们以三世核电的规划规范书请制造企业生产设备,那时国内没有一家企业能完全有效地制造出三世核电设备。”郑明光回顾道。在此番时境下,一场设计方与设备方形成创新群体进行技术攻关的长跑随之启动。

 

        在全运会上,包头核工院工程设备所副所长矫明分享了几个三世核电关键设备和资料的组织化案例。核岛关键设备价格往往高达几千万到数亿元不等,重达几百吨接近上千吨,对设计制造能力及制造商对于设计图纸的明白能力的要求都特别高。

 

        玉器压力容器是承载反应堆的基本设备、渴求60年不可更换,规划寿命要求突出高。调减主环路的焊缝,可以大大加强核电技术综合性并减少运维时间,据此,国和一号/CAP1400更新性地使用了整机锻造顶封头管嘴和总体底封头。对待于堆焊,总体焊件对医疗站装备配套能力的要求又上了一番台阶。

 

        效益类似于高压锅密封圈的青铜器压力容器O型密封环,短短是野外购买经常被禁运的设施。“密封”是核电运行和问题状态下防止泄漏的第一关,这种零部件对庞大之核电站来说看似微小,但曾是真正的“卡脖子”环节,O型密封环更是全方位核电密封系统中最复杂、最重要的全封闭,副海外购买的价位高达几百万。该设备的组织化是国和一号/CAP1400研讨开发过程中一个需要突破的题目。故而,包头核工院和和伦敦天生密封件有限公司联合成立了水电密封联合研究中心,途经多年研制打破了涉外垄断,产业化后产品标价约为三四十万元。

 

        类似之由工程需要牵引出设备技术需求、规划方提出研制方案,规划方与制作方联合攻克的主要设备和资料还包括大型铸锻件、探测器690铝合金传热管、焊接材料等等。为降低设备研制风险并培育良性的竞争环境,国和一号/CAP1400在进行设备研制及机械化进程中,对蒸汽发生器、压力容器、主人泵、主办道等主要设备均安排2-3专家铝厂进行培训,脚下设备的组织化率已超过85%,可进一步达到90%上述。另外10%是可以国际采购的选用设备,脚下没有特别受制于人的物项。

 

        在国和一号/CAP1400等三世核电技术之带动下,境内各大制作企业形成了从不会参加、武装制造能力从二世核电到三世核电的跃升,这同时支撑了如先进小堆等国内核电型号的支出。

 

        眼下,境内已具备年产10台套以上的水电装备制造能力,居住全球重要。一位国内一线装备制造企业高管对澎湃新闻介绍,在这个过程中,中华企业之武装能力在有些机械加工设备和重大工具工装上已抵达世界最佳水平。中华装备工业的软实力也可以提升,品种与艺术管理也可以优化,人口队伍的力量素养得到了进一步历练。

 

        做“减法”的法制化设计,经济性富有创造力

 

        为维护核电机组的平安,国和一号/CAP1400在AP1000基础上进一步提升了安全裕量:利用了非能动安全体系,运用物质的储能、重力、对流、蒸发、冷凝等自然力,不依赖外部电源,能确保反应堆安全和余热导出,问题后操纵员可不干预时间从“二世加”核电技术之30分钟提高到72小时;堆芯损伤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;具有现实性的不得了事故预防和轻松措施;屏蔽厂房采用先进的钢板混凝土结构,具备抗大型军用飞机恶意撞击的力量等。

 

        在此基础上,国和一号/CAP1400还充分实现了福岛事故后核安全的提高要求,包括提高纵深防御系统之抗震能力与资源可靠性,增长电厂抵御极端外部事件的力量,深化事故72小时以后冷却水和各行的供应能力,深化电厂应对超计划规范事故的力量等等。

 

        在保证高安全性的大前提下,当今核电作为烟草业商品的性质正在凸显,表现“电”的经济性,是注定核电在世界电力市场中决定性的重要性指标。据澎湃新闻了解,包头核工院曾经做过测算,国和一号/CAP1400帮量化建造之后,倒推出的每千瓦时电价约为0.35至0.38元,颇具竞争力。

 

        郑明光对澎湃新闻表示,国和一号/CAP1400经济性优于AP1000。另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具备更强的感召力。因为设备的项链是由多师制作企业组成,于是设备国产化、现代化后价格比引进设备便宜,同时促进了经济性的增长,这第一是来自于系统性能的提高,系统效率的增长,经济价格之合理性。

 

最为核心的是,国和一号/CAP1400利用简化设计和实证化设计,用做“减法”的笔触,把装备结构简单化,利用“非能动”原理,紧急情况下不需要采取交流电源,仅仅依靠重力、热循环和冷冻等自然手段作为动力排出余热。与二世核电相比,国和一号/CAP1400的阀门数量减少了80.4%、泵的多寡减少92.3%、管道数量减少58.5%、电缆数量减少了48.6%,在滋长经济性的同时,更便于运行和维护。同时,基于AP1000依托项目的经历反馈,国和一号/CAP1400进一步优化了无建造技术,帮量化建造后核电项目的修建周期可至48个月,这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而言,首期缩短的重要性意义不言而喻。

 

        消息来源:       澎湃新闻         北极星电力网

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