科技日報記者 李麗云 通訊員 劉明 宋新宇 王學善

12月20日，哈電集團提供重要設(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，哈電集團貢獻兩個“世界首臺”，標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，預計每年可減少二氧化碳排放90萬噸，相當于每年減少燃煤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、高溫熱態(tài)電磁軸承結(jié)構(gòu)主氦風機等重要關(guān)鍵設(shè)備，對推動我國在第四代先進核能技術(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)新的新標桿

作為第四代核電技術(shù)的先進代表堆型，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、北斗導航一并被列入十六個國家科技重大專項。走出了我國先進核能技術(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，哈電集團攜手清華大學核能與新能源技術(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(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。哈電集團佳電股份為高溫氣冷堆核電站主氦風機設(shè)備的總包單位，其中驅(qū)動電機為哈電集團佳電股份自主研制。

通過對產(chǎn)品方案內(nèi)容不斷進行驗證、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口電磁軸承結(jié)構(gòu)驅(qū)動電機工程樣機的試制、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，最終完成了主氦風機設(shè)備出廠試驗。主氦風機的成功研制，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，各項性能指標均達到或超過國外進口線棒，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。

（哈電供圖）

關(guān)鍵詞： 多項 高溫 關(guān)鍵