全球首座第四代核電站投入商業(yè)運行 哈電集團再鑄“大國重器”！
來源：哈爾濱電氣集團有限公司
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發(fā)布時間：2023-12-07
12月6日，哈電集團參建的國家科技重大專項“全球首座第四代核電站——華能石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程”（簡稱“示范工程”）正式投入商業(yè)運行。這是我國具有完全自主知識產(chǎn)權的國家科技重大專項標志性成果，標志著我國在第四代核電技術領域達到世界領先水平。
作為關系國家安全和國民經(jīng)濟命脈的國有重要骨干企業(yè)，作為示范工程的重要參建單位，哈電集團深入貫徹落實習近平總書記關于石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程重要批示精神，肩負央企職責使命，在面向國家重大需求的戰(zhàn)略高科技研究領域，持續(xù)推進高水平科技自立自強，勇挑現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈“鏈長”重擔，以產(chǎn)學研合作打通產(chǎn)業(yè)鏈條，突破了大量的技術和工藝難題，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、高溫熱態(tài)電磁軸承結構主氦風機等重要關鍵設備，切實發(fā)揮維護國家安全、穩(wěn)定社會大局、推動強國建設的“頂梁柱”、“壓艙石”和“穩(wěn)定器”作用。
十年磨一劍 2461張設計圖紙鑄造“核電之肺”
該示范工程是我國最新設計和開發(fā)的第一座具有完全自主知識產(chǎn)權、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、北斗導航一并被列入16個國家科技重大專項。走出了我國先進核能技術從跟跑、并跑到領跑世界的成功之路，是我國核電技術自主創(chuàng)新的新標桿。
蒸汽發(fā)生器作為高溫氣冷堆核電系統(tǒng)中最關鍵的設備之一，其作用是將核反應堆的熱量轉(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”。面對這一設計新、材料新、工藝新的全新核電裝備，哈電集團攜手清華大學核能與新能源技術研究院、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張設計圖紙，鑄造成又一個“大國重器”。
高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器采用螺旋管換熱結構，換熱效率更高、結構布置更緊湊，設備總高約25米，最大外徑約4.5米，總重接近500噸。項目執(zhí)行過程中，哈電集團重裝公司不斷推動技術創(chuàng)新，攻克了多項關鍵工藝技術和世界級制造難題。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項重大工藝技術均為國內(nèi)首創(chuàng)，達到國際先進水平。哈電集團成為國內(nèi)首個完全掌握第四代核島主設備蒸汽發(fā)生器制造技術的企業(yè)。
今朝試鋒芒 打破國外技術壟斷填補多項國內(nèi)技術空白
該示范工程主氦風機設備是我國具有完全自主知識產(chǎn)權的具備第四代核能系統(tǒng)安全特性的高溫氣冷堆核心設備。主氦風機的成功研制，打破了國外技術壟斷，填補了多項國內(nèi)技術空白，為世界首臺高溫氣冷堆核電站順利投產(chǎn)發(fā)電奠定了基礎。
作為高溫氣冷堆核電站主氦風機設備的總包單位，哈電集團佳電股份自主研制了其驅(qū)動電機，并通過對產(chǎn)品方案內(nèi)容不斷進行驗證、優(yōu)化，解決了電磁懸浮軸承力學分析、電機轉(zhuǎn)子加工制造技術、大功率高速高壓變頻電機電磁設計等多個重大技術難題。
項目執(zhí)行過程中，哈電集團佳電股份先后完成了滑動軸承結構驅(qū)動電機原理試驗樣機、國產(chǎn)化電磁軸承鑄鋁轉(zhuǎn)子結構驅(qū)動電機工藝驗證樣機、國產(chǎn)化電磁軸承銅條轉(zhuǎn)子結構驅(qū)動電機試驗樣機和進口電磁軸承結構驅(qū)動電機工程樣機的試制，以及主氦風機用驅(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機研制成功。
2008年7月，哈電集團電機公司與中國華能山東石島灣核電有限公司簽訂《高溫氣冷堆核電站示范工程常規(guī)島發(fā)電機設備采購合同》。針對示范工程設備要求，哈電集團電機公司積極應用成熟制造技術和經(jīng)驗，實現(xiàn)了示范工程汽輪發(fā)電機設備的國產(chǎn)化制造。2009年至2011年期間，哈電集團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，并對其性能從截面狀態(tài)觀測、介質(zhì)損耗、局部放電量、電暈性能、擊穿性能、電老化試驗等方面進行了全面測試。結果證明，哈電集團制造的空冷200兆瓦汽輪發(fā)電機VPI定子線棒各項性能指標均達到或超過國外進口線棒，成功實現(xiàn)了空冷200兆瓦汽輪發(fā)電機VPI定子線棒國產(chǎn)化。
此外，哈電集團電機公司還陸續(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，成功制造了示范工程常規(guī)島汽輪發(fā)電機。
2021年12月，哈電集團提供多項關鍵設備的示范工程1號反應堆完成發(fā)電機初始負荷運行試驗評價，首次并網(wǎng)成功，發(fā)出第一度電，團結奮斗的哈電人以實際行動助力球床模塊式高溫氣冷堆實現(xiàn)了從“實驗室”到“工程應用”質(zhì)的飛躍。
據(jù)了解，示范工程集聚了設計研發(fā)、工程建設、設備制造、生產(chǎn)運營等產(chǎn)業(yè)鏈上下游500余家單位，先后攻克了多項世界級關鍵技術，設備國產(chǎn)化率達到93.4%，首臺套設備2200多臺（套），創(chuàng)新型設備600多臺（套）。示范工程的投產(chǎn)，對促進我國核電安全發(fā)展、提升核電科技創(chuàng)新能力水平等具有重要意義。