泵阀产品助力电厂 核电跨上新台阶

成功制造出世界第一台双水内冷发电机、中国第一套30万千瓦核电机组、中国第一套百万千瓦等级超超临界火电机组……近日,省科协和浙江日报主办的“[科学> 在现场”随着参加浙江大学“求是创新,富国强军”系列活动的同学们,走入上海电气集团,推开“机械装备”这座厚重的大门。去年日本福岛核泄漏事件之后,全球陷入反思。核电站的核心设备是什么?正常运转的核电站干净安全吗?“大家看这个核电站模型,大体分为两部分,一部分是利用核能生产蒸汽的核岛、包括反应堆装置和回路系统,另一部分是利用蒸汽发电的常规岛。为了确保安全,整个系统装在一个被称为‘安全壳’的密闭厂房内,确保放射性物质对外界没有影响。”上海电气核电公司生产制造部技术处副处长周伟指着车间内一台百万千瓦级压水堆核电站模型说。截至2011年底,国内已有7个核电站投入运营,总装机达到1257万千瓦,为2002年装机量的2.8倍。“清华大学研发的第四代核电技术安全、高效、环保,代表了核电未来的发展方向。我们上海电气核电厂也在为第四代核电石岛湾示范提供核心设备。”周伟自豪地说。“2006年,上海电气成功制造我国第一套百万千瓦级超超临界机组。它的先进性体现在哪里?”大一新生张亨杰问。“大容量、高参数、环保型机组的增加,促进了电力行业的节能减排工作,主要表现在供电煤耗显著下降。从2007年底的356克到目前的329克,能耗下降了7.58%,相当于年节约标煤1.1亿吨。”上海电气电站临港工厂综合管理部陆艺说。2005年以前,我国所有船用曲轴全部依靠进口,造船厂里流行着这样一句话:“船等机(柴油机),机等轴(船用曲轴)。”“2005年1月,我们试制出中国第一根长8.5米、重约71吨的船用半组合曲轴,完成了我国低速机曲轴的自主研发,实现了零的突破。”伴随着一路机器轰鸣,我们跟随上海船用曲轴公司车间主任严峻来到曲轴总体加工区。“这么大的曲轴是如何生产的?”张亨杰充满好奇。“曲轴有四个部件,通过加热红套的方式组合成一个整体曲轴,再进行精加工。”严峻介绍,目前工厂制造的小曲轴为40多吨,大的能到200多吨,经过几年的研发和技术积累,所生产曲轴已达到国际先进水平。(2012-11-29)

火电国产化提速

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电工电气网】讯

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泵阀产品助力电厂 核电跨上新台阶。在烟气脱硫方面,以沈阳第一水泵有限责任公司为代表的一些企业可为1000MW火电机组的烟气脱硫用浆液泵进行配套生产,部分企业生产的陶瓷衬套浆液泵的使用寿命已经超过国外进口产品。

——针对大型先进压水堆核电站所需的超大型铸锻件,开发出AP1000RPV关键大型铸锻件制造技术,使我国在核电锻件制造技术方面达到国际先进水平,部分锻件产品指标超过国外。

“近年来,随着机组的大型化、清洁化趋势,60万千瓦、100万千瓦超临界机组逐渐成为主力火电机组,火电机组的参数、性能和产量已全方位地占居世界首位。”

“科技项目部署全面融入了‘工艺+产品+设备一体化’的思想。”

如河南开封高压阀门有限公司参与了国家能源局组织的《超临界火电机组关键阀门国产化》项目,共完成7台样机的研发任务;江苏神通阀门股份有限公司开发的超临界火电站给水泵汽轮机排气蝶阀在华能电厂、大唐电厂得到了成功应用;上海阀门厂有限公司参与了国家能源局组织的《超临界火电机组关键阀门国产化》项目,研制的超超临界火电站用再热气和过热器安全阀通过了国家能源局鉴定,并在万州电厂和句容电厂得到良好使用,深得用户好评;哈电集团哈尔滨电站阀门有限公司在超临界产品科研工作取得新进展;中核苏阀科技实业股份有限公司研发的超临界火电机组用关键阀门多台样机通过国产化验收;中国电建集团上海能源装备有限公司在“十二五”期间完成了1000MW级超超临界火电机组FK6A40型锅炉给水泵的国产化,并通过由国家能源局和中通协组织的产品鉴定,填补了国内空白。

例如,沈鼓集团核电泵业有限公司研制的CAP1400主泵专项在多约束条件下的优化设计、安全可靠性分析评估、主泵样机的先进制造、屏蔽电机主泵的试验验证等多个关键技术项目方面均取得一定的进展。国内首条AP1000和CAP1400试验回路均已通过验收,为完成国产化核电主泵的试验打下了坚定的基础。上海凯泉泵业有限公司完成了百万千瓦核电机组的开发,并针对核电用泵新建热冲击试验台、高精度闭式试验台、大型水利测试中心等三个国内领先、世界水平的测试平台,提升公司现有产品的竞争力,推动集团产品的升级和转型发展。上海阿波罗机械股份有限公司成为海水循环泵为国内百万千瓦核电站的主要供货商。中国电建集团上海能源装备有限公司自主研发配套巴基斯坦恰希玛核电二期工程340MW机组常规岛主给水泵组交付投运;研制的首台国产AP1000核电站常规岛给水泵组前置泵胜利交付。山东长志泵业有限公司先后研制成功应用巴基斯坦卡拉奇K2/K3百万千瓦核电项目的核三级规范的消防泵、消防稳压泵及高温放射性温水及耐海水地坑泵、厂区消防稳压装置系统。大连深蓝泵业有限公司目前正在进行华龙一号核电站用十六种泵的研制。

一位全程参与“十一五”科技支撑项目实施的专家告诉记者,“在组织大型铸锻件的攻关过程中,始终坚持以企业为技术创新的主体,政产学研用相结合。每个具体的项目都是你中有我,我中有你,企业之间既合作又有竞争。”

主泵称之为核电站的心脏,掌握主泵的核心技术一直是我国核电制造业的梦想。2009年9月,海南核电公司与上海电气签订了昌江4台主泵的供货合同,拉开了主泵制造国产化攻坚战的序幕。尽管首台主泵在设计、制造、试验过程中出现了诸多困难,但参与各方面对困难毫不气馁,协调一致,解决了一系列难题,最终啃下了这根硬骨头。

大型铸锻件制造关键技术与装备研制一直是国家高端制造技术发展水平的标志之一,相关技术和产品的突破不可能一蹴而就。我国大型铸锻件行业如何在短短两个五年计划中就实现了技术突破和产业突围?

截至目前,在核能发电方面,从引进技术到自主研发,1000MW核电机组配套的泵产品除主泵外,核二、三级泵已经100%可以自行生产。核电用泵国产化率由岭澳核电厂的不足4%,现已经提高到85%以上。

“十一五”后期,“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项逐步启动,与其他计划相互取长补短,密切配合,在大型铸锻件基础制造装备上给予了大力支持。

胡晓峰表示,在国家相关部门的关怀帮助下,泵制造企业通过政产学研用相结合,“十二五”规划中25个攻关项目,除AP1000、CAP1400核电主泵即将完成外,其余项目均已研制成功并交付使用,并达到国际同类产品水平,还有一些产品已经替代进口。

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中通协泵分会秘书长胡晓峰表示,在火力发电方面,经过引进技术的消化吸收再创新,泵行业重点骨干企业如沈鼓集团核电泵业有限公司、上海能源装备股份有限公司、上海凯泉泵业集团有限公司、湘电长沙水泵厂有限公司、上海水泵制造有限公司等国有企业及部分股份制企业已经可以为600MW超临界、超超临界机组生产制造锅炉给水泵、凝结水泵、循环水泵,1000MW超超临界汽动水泵已经在电厂运行。其中锅炉给水泵的国产化率已经达到70%以上。

2011年7月21日,技术人员在西安阎良国家航空产业基地安装调试模锻液压机承载机架

中通协阀门行业分会秘书长宋银立告诉中国工业报记者,创新是企业发展的核心动力,阀门行业骨干企业在火力发电技术创新方面做了较大努力。

——在大型船用曲轴方面,大连重工起重集团有限公司破解了制造70型、90型船用曲轴的多项技术难题,具有标志性的国内最大的90型船用曲轴已成功下线。

江苏神通阀门股份有限公司建成了江苏省核电阀门工程技术研究中心、江苏省企业技术中心、江苏省核电阀门重点实验室、国家级博士后科研工作站等科技创新平台。在我国核电工程用阀门的一系列国际招标中,获得了这些核电工程已招标核级蝶阀、核级球阀的全部订单,实现了这两类产品的全面国产化。受国家能源局委托研制开发的“第三代核电站用核安全级蝶阀”等系列产品进行了样机技术鉴定。

一位业内专家告诉记者,自己最直观的感受就是“我国一做出自己的铸锻件,国外同等规格产品就立马下降20%—30%”。

宋银立指出,阀门行业更加注重新产品研发,在核电领域获得重大突破。上海阀门厂有限公司研制成功百万千万核电站主蒸汽安全阀和稳压器安全阀,并通过用户验收。大连大高阀门有限公司开发了大量核电阀门新产品,涵盖核一、核二、三级阀门多种品种。核苏阀科技实业股份有限公司在核电站用关键阀门的样机研发方面多次填补国内空白。该公司在核燃料真空阀及浓缩铀生产关键阀门研发上也取得业绩,高真空耐压阀、电动/手动鱼雷真空阀、电动/手动转筒真空阀、高真空耐压调节阀等四大类关键阀门已基本实现国产化,产品总体性能达到或超过进口产品水平,成为国内核燃料专用阀门的骨干生产企业。

经过近10年积累与攻关,到“十一五”中后期,我国大型铸锻件生产技术取得全面突破,一批具有代表性的大型铸锻件关键技术被攻克,并形成了产品,直接应用于我国大型工程建设之中:

就在通用泵阀产品在超超临界火电领域开启“快进”发展模式的同时,随着全球第二台AP1000核电机组———海阳核电1号机组首台主泵完成,“华龙一号”首台自主制造主泵泵壳锻件也于近日完成,标志着我国核电设备国产化又跨上了一个新的台阶。

此外,围绕国家战略,各项科技计划相互配合,互相补充,协同推进。“十五”以来,国家863计划先后部署了“第三代核电压力容器寿命与可靠性评价关键技术”等一批前沿技术研究任务,为实现产业目标提供前沿技术支持;

据不完全统计,“十二五”期间,随着国家拉动内需相关政策的出台和相关部门要求重大装备国产化的呼声不断强烈,泵、阀行业企业的科研投入也不断加大。泵、阀制造企业在国家相关部门和用户的大力支持下,以政产学研用相结合的模式,针对国家一些重大工程成套设备的建设,为满足用户的需要,研制开发出一批泵、阀类产品,有力地促进了我国100万千瓦超临界火电机组等重大装备国产化。

国民经济建设和重大工程的迫切需求与我国制造能力的低下形成极大矛盾。业内专家多次呼吁,应组织联合攻关,有针对性地开展特殊材料、专用铸锻件的国产化研发。

核电跨上新台阶

2014年6月26日,海南核电首台主泵完成出厂验收,这是我国在核电主设备最后的攻坚战中取得的又一项重大成果。

10年来,这一战略思路也逐步得到实现:“十五”末期超临界发电机组所需大型铸锻件等一批关键技术得到突破,“十一五”中期,水电机组叶片、超超临界机组转子、大型船用曲轴等个别产品率先实现产业化,直至“十一五”末期和“十二五”初期大型铸锻件产业实现整体突围。

综上所述,我国已初步具备了制造百万千瓦级核电站核岛设备、常规岛和相关设备的能力,但在设计技术、计算软件、工程管理、设备配套供应、集成能力等方面与国外先进水平之间存在较大差距。所以,我国在引进、消化、吸收的基础上,加快国内核电装备的设计、研发、制造的发展,实现我国核电装备制造自主化、本土化的目标。

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细数中国的高端科技产品,100万千瓦超临界机组和核电机组绝对是近年来的当家明星。在国内,100万千瓦超临界机组、核电机组的在建规模居世界第一,同时又频频走出国门,斩获了一个又一个大单,成为国家出口的新名片。那么,目前通用泵阀产品在大型火电核电国产化中又扮演了什么角色呢?带着疑问,中国工业报记者日前分别采访了中国通用机械工业协会(以下简称“中通协“)泵业分会秘书长胡晓峰和中通协阀门分会秘书长宋银立。

配合铸锻件的生产,我国还研制开发了一批重大关键铸锻、冷轧设备,包括150MN自由锻造水压机及2500kN/6300kNm锻造操作机、140/160MN自由锻造水压机、165MN自由锻造油压机及2500kN/6300kNm锻造操作机等,并已在相关产品制造过程中得以应用。

“九五”末期,科技部研究制定了大型铸锻件的宏观发展战略:“十五”初期重点探索攻关一批关键技术点,“十五”末期、“十一五”初期重点攻关个别产品的产业化应用示范,“十一五”期间布局整个产业的全面提升。

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