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推动我国核电装备国产化进程
作者: 佚名 2019-05-16 11:52 【劳动报】

说起核电,人们往往仅知道这是一种清洁、环保、安全的发电方式,但是这项技术在我国的研发却鲜有人知。此前,我国1000MW核电汽轮机尚无完全的自主产权,这对出口始终是一个壁垒。然而,随着由上海电气电站设备有限公司汽轮机厂提供的一带一路出口项目———巴基斯坦卡拉奇核电项目低压焊接转子发往现场,这一切都将成为过去。多年来,依托众多项目及科研团队,上海电气的核电机组生产能力已达“百万级”。1000MW核电汽轮机低压缸模块的开发,为推动我国核电装备国产化,实现百万级核电项目的出口贡献了力量。在这一系列成就的背后,离不开上海电气电站设备有限公司汽轮机厂一支科研团队多年来的辛勤工作。

与时间赛跑实现“从无到有”

“我们关于核电的研究可以追溯到1988年,在大型核电汽轮机这块,上海电气大约是在2005年就有了发展规划。这次项目的开发成功,与这么多年来的积累是分不开的。”上海电气电站设备有限公司汽轮机厂设计处设计一室副主任设计师张鸣,从2009年入职以来就一直从事核电方面的研究,同时也是1000MW核电汽轮机低压缸模块的领衔人之一。在他看来,这场从无到有的研发,也是一场与时间的赛跑。

2013年,卡拉奇K2/K3核电项目正式签约,作为其中一环,1000MW核电汽轮机低压缸模块的研发进入了“倒数”模式。“如果之前算是技术准备阶段,从2013年开始就是围绕项目的冲刺阶段。”张鸣回忆,为了确保时间节点顺利完成,光是一个整体方案的确定就花了近三个月的时间。“包括前期设计、生产、加工等众多方面,涉及到近10个组别百余号人,每一项工作都要详细考量。”

为了能顺利完成任务,以张鸣等人为首的项目团队发挥了极强的战斗精神:开发过程中,技术骨干团队接连验证了几十种方案,只为更高的性能;遇到不懂的问题,由老专家带着团队共同探讨;有同事出差的,在外地无法完成的工作就由不出差的同事协助完成……5年多的时间里,汽轮机低压缸模块的设计制造稳步推进。这其中,最让张鸣和项目团队自豪的,就是长叶片与焊接转子的设计开发。

精确到0.01毫米的“无缝”衔接

1000MW核电汽轮机低压缸模块的开发是一个系统的工作,据张鸣介绍,低压缸模块光设计图纸就有30多套,所经历的改稿次数更是无法统计。其中,长叶片开发设计、焊接转子开发设计等作为其中的核心部分,更是体现了上海电气人在这一领域从无到有的创造精神。“焊接转子与长叶片共同构成了一个形似螺旋桨的部件,这一个部件将在转化电能的过程中扮演重要角色。”

长叶片在汽轮机中属核心部件,其长度等参数会受不同地域的气候等影响而有不同。为适应巴基斯坦当地的气候,研发团队算出1.71米的长叶片经济性最优。然而,国内此前并没有这样的先例,这为叶片开发带来了众多难题。其中,与汽轮机安全运行息息相关的动频试验就是叶片开发中不可或缺的一个环节。在试验的过程中,由于整圈叶片转子的直径最大达到6.4米,单只叶片重量超过140kg,超大超重叶片难于激振的特点,使得试验设备的安装以及有效接收试验信号成为核电长叶片动频试验的难点。为此,团队克服重重困难,历时两个月经过四次围带车削调整尺寸,最终顺利完成动频试验。目前,1710mm长叶片已成功应用于卡拉奇、漳州等核电项目。

“如果说长叶片的设计开发达到了‘国际一流、国内领先’的水平,那么百万核电焊接转子技术已经可以说站在了世界最高峰。”张鸣所说的焊接转子是汽轮机的核心部分,由多个独立的锻件组焊完成。“这8个锻件轻的有二三十吨左右,重的达到四五十吨,直径达到3米。”张鸣告诉记者,8个锻件之间的焊缝要求无缝衔接,即精确到“丝级”———0.01毫米。即使有前期大量实验的基础,这么庞大的实际转子产品焊接尚属首次。参与了转子焊接的霍鑫回忆,第一套转子的焊接,团队成员轮流三班倒,耗时整整3个多月才最终完成。“第一次焊接核电产品转子,谁都不敢怠慢。我们的操作人员和技术人员都时刻盯着焊缝的状况,长时间盯着熔池,其实是很枯燥的,这对每个人的注意力都是很大的考验。”而在焊接现场,团队要面临的困难远不止如此———焊接过程中产生的强光、高温等也加大了操作的难度。“虽然有焊帽和防护服,但是那时候是大夏天,整场操作下来全身都和洗过澡一样。” 正是有了这样的研发和操作团队,1000MW核电汽轮机低压缸模块开发中的众多难点才能迎刃而解,该项目的成果研发,也推动了我国核电装备国产化进程迈出重要的一步。目前,这项创新已广泛运用在上海电气百万等级核电产品中,为公司贡献了36亿元人民币的销售收入。不仅如此,一台百万等级功率的核电机组相比火电机组每年可减少排放CO2温室气体600余万吨,对环境保护也有着重要意义。


标签:自主可控 

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