上海電氣核電新局

文‖《上海國資》記者 孫玉敏

?

上海電氣核電新局

文‖《上海國資》記者 孫玉敏

全球首臺高溫氣冷堆壓力容器順利發(fā)運(yùn)

“智能制造”的核電裝備巨頭漸行漸近

上海電氣在核電領(lǐng)域技術(shù)地位繼續(xù)鞏固。

3月初，在東海之濱的上海電氣臨港基地，全球首臺具有四代特征的高溫氣冷堆核電主設(shè)備——壓力容器、金屬堆內(nèi)構(gòu)件分別在上海電氣核電集團(tuán)上核公司、一機(jī)床公司順利發(fā)運(yùn)，并成功交付華能山東石島灣核電站。

此前，上海電氣已順利完成三代核電AP1000、EPR技術(shù)關(guān)鍵核島主設(shè)備的制造交付任務(wù)。

上海電氣集團(tuán)股份有限公司副總裁、核電集團(tuán)總裁朱根福表示，面對核電復(fù)蘇的機(jī)遇，上海電氣核電產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入發(fā)展新階段。未來，核電集團(tuán)將在專業(yè)化基礎(chǔ)上利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，譜寫核電智能化制造的新篇章。

高溫氣冷堆

高溫氣冷堆是由清華大學(xué)自主研發(fā)的具有第四代技術(shù)特征的先進(jìn)核能技術(shù)，以其優(yōu)良的發(fā)電效率，尤其是突出的安全性和快堆技術(shù)等被并稱為“超越下一代”的“未來核電”。

朱根福告訴《上海國資》，高溫氣冷堆的特性，使得這種堆型可以避免類似于福島核事故出現(xiàn)的堆芯熔化、放射性大量釋放的重大事故?！案邷貧饫涠岩阅透邷氐氖鳛槁瘎┖投研窘Y(jié)構(gòu)材料，用化學(xué)惰性的氦氣作為冷卻劑，堆芯有煤球粗細(xì)，而壓水堆的燃料塊大概香煙粗細(xì)，高溫氣冷堆這種堆芯結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方式，使得所有現(xiàn)實(shí)可設(shè)想的嚴(yán)重事故的后果，都沒有顯著的場外輻射影響?！?/p>

但是，這也使得高溫氣冷堆這種堆型，與其他傳統(tǒng)核電主設(shè)備相比，擁有更大的外形尺寸和更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，制造難度更大。反應(yīng)堆壓力容器、金屬堆內(nèi)構(gòu)件作為這種堆型核島一回路的關(guān)鍵主設(shè)備，制造難度更是可想而知。

“該堆型在實(shí)驗(yàn)階段，上海電氣就曾參與設(shè)備制造，加上上海電氣已有多年豐富的核電設(shè)備制造經(jīng)驗(yàn)，通過不計(jì)其數(shù)的項(xiàng)目技術(shù)溝通會、現(xiàn)場技術(shù)與施工人員夜以繼日的艱苦工作，我們最終完成了一個(gè)又一個(gè)突破?！?/p>

朱根福強(qiáng)調(diào)，兩件主設(shè)備的順利出廠，標(biāo)志著通過自主創(chuàng)新、技術(shù)攻關(guān)、試驗(yàn)驗(yàn)證、制造測試，上海電氣已完全實(shí)現(xiàn)高溫氣冷堆反應(yīng)堆壓力容器、金屬堆內(nèi)構(gòu)件的國產(chǎn)化?！斑@意味著上海電氣核電裝備制造能力取得了新的重大突破，也為后續(xù)順利建成全球首座球床模塊化高溫氣冷堆商用核電站示范工程奠定了重要基礎(chǔ)?！?/p>

但是，高溫氣冷堆在某些地方仍需改進(jìn)，比如造價(jià)高于目前市面上的壓水堆機(jī)組等。

“這些特點(diǎn)，決定了未來相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)，高溫氣冷堆還難以成為主流技術(shù)路線。未來上海電氣核電設(shè)備制造的主要市場，仍將在國家2003年前后即確定的壓水堆技術(shù)路線上，也就是目前的CAP1000、‘華龍一號’、CAP1400三代核電技術(shù)?！?/p>

進(jìn)步之路

據(jù)了解，目前核電站的堆型一般根據(jù)慢化劑和冷卻劑的不同來劃分。冷卻劑，一般有液態(tài)水和二氧化碳、氦氣等氣體，堆型分為水冷堆和氣冷堆。

氣冷堆的慢化劑是石墨。水冷堆的慢化劑一般是水，水又分為輕水和重水，堆型就有輕水堆和重水堆之分，輕水堆又分為沸水堆和壓水堆。

朱根福對《上海國資》介紹，現(xiàn)在世界上商業(yè)運(yùn)行的約440臺機(jī)組大部分在20世紀(jì)70年代石油危機(jī)后建設(shè)，稱為第二代核電機(jī)組。但自美國三里島核電站和前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站事故發(fā)生后，在美歐等國家的推動下，第三代核電的概念產(chǎn)生，與第二代的根本差別在于，第三代把設(shè)置預(yù)防和緩解嚴(yán)重事故作為設(shè)計(jì)核電站必須滿足的要求，更安全也更經(jīng)濟(jì)。

他介紹，我國第三代核電建設(shè)的步伐走在世界前列。國家核電技術(shù)公司引進(jìn)的美國西屋公司的非能動先進(jìn)壓水堆AP1000（落地電站浙江三門、山東海陽，在建）以及中國廣核集團(tuán)公司引進(jìn)的法國阿?，m公司的改進(jìn)型壓水堆EPR（落地電站廣東臺山，在建）都屬于第三代核電機(jī)型。同時(shí)，由中廣核和中核聯(lián)合開發(fā)的融合了“能動與非能動”先進(jìn)設(shè)計(jì)理念的我國自主三代核電“華龍一號”，也落地福建福清5、6號機(jī)組和防城港二期，目前均已開始建設(shè)。

此外，在消化引進(jìn)第三代先進(jìn)核電AP1000技術(shù)的基礎(chǔ)上，我國還正在開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)、功率更大的非能動大型先進(jìn)壓水堆CAP1400（示范電站規(guī)劃于山東榮成石島灣）。

2014年，上海電氣率先在國內(nèi)完成三代AP1000核島主設(shè)備（壓力容器、蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器）產(chǎn)品的配套交付。2015年，AP1000首臺堆內(nèi)構(gòu)件、控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)、EPR首臺堆內(nèi)構(gòu)件也已完成交付。我國自主知識產(chǎn)權(quán)的CAP1400項(xiàng)目也在順利制造中。

據(jù)朱根福透露，隨著紅沿河、寧德、方家山、陽江、防城港、福清等一系列二代加核電項(xiàng)目的交付，上海電氣具備了CNP1000、CPR1000二代改進(jìn)技術(shù)的關(guān)鍵設(shè)備制造能力，形成、固化了批量生產(chǎn)百萬千瓦級機(jī)組的制造和管理體系。通過三門、海陽AP1000和臺山EPR項(xiàng)目建設(shè)，上海電氣已基本掌握了三代核電制造技術(shù)，關(guān)鍵設(shè)備批量化制造能力開始顯現(xiàn)。

與此同時(shí)，2015年3月，上海電氣與法國阿?，mAREVA集團(tuán)合作，承擔(dān)了南非Keoberg核電站6臺更換蒸汽發(fā)生器的設(shè)備供貨任務(wù)，這是上海電氣首個(gè)真正意義上走出去的核電項(xiàng)目，也是國內(nèi)裝備制造企業(yè)第一次通過國際合作的方式直接向國際市場供貨的大型核島主設(shè)備項(xiàng)目。

“這表明上海電氣完全有能力按照國際標(biāo)準(zhǔn)面向國際市場提供核電產(chǎn)品。”朱根福表示。

沖刺“智能制造”

超過20年的核電設(shè)備生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)積淀，上海電氣在核島主設(shè)備市場占有率達(dá)到42%，其中堆內(nèi)構(gòu)件、控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)達(dá)85%。目前，上海電氣的核電核島產(chǎn)品已經(jīng)涵蓋第二代核電、第二代改進(jìn)核電M310、CNP1000和CPR1000、第三代核電AP1000、EPR和“華龍一號”、CAP1400以及第四代核電技術(shù)特征的高溫氣冷堆等所有主設(shè)備產(chǎn)品機(jī)型。

除了承接國內(nèi)訂單，目前上海電氣也已與意大利Ansaldo核能公司、西班牙Ensa公司分別簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，并與德國、英國、法國、美國等國家的核電先進(jìn)企業(yè)開展交流，積極拓展在核廢物處理和核設(shè)施退役等領(lǐng)域的國際合作。

在朱根福看來，無論是國內(nèi)核電新建項(xiàng)目重啟，還是旨在推動核電技術(shù)裝備和電站設(shè)計(jì)建造能力輸出的“走出去”，“安全高效”都將成為我國發(fā)展核電的首要準(zhǔn)則，核電設(shè)備企業(yè)要提高自身競爭力，都須從“安全高效”四字入手。

這需要設(shè)備制造企業(yè)在質(zhì)量管理、體系管控方面有更大的提升。朱根福表示，2014年，上海電氣將旗下核電核島主設(shè)備制造企業(yè)組建核電集團(tuán)，正是從專業(yè)化角度提升運(yùn)營管控能力。成立一年多來，核電集團(tuán)已在一體化管控方面取得顯著進(jìn)展。

“核電集團(tuán)成立之初，我們按照一體化總體方案，對上核、一機(jī)床兩個(gè)不同體系的管理過程進(jìn)行了整合優(yōu)化，過去一年多，圍繞一體化管理制度和流程、管理職能重建和梳理，以及過程中的矛盾、重復(fù)問題，我們進(jìn)行了重點(diǎn)解決，為從根本上實(shí)現(xiàn)核電集團(tuán)集約型一體化管理體系，從根本上實(shí)現(xiàn)管理系統(tǒng)優(yōu)化，建立優(yōu)化的工作管控流程，做了很多工作，從根本上解決了以往機(jī)制性的問題。”

同時(shí)，核電集團(tuán)正積極擁抱互聯(lián)網(wǎng)，利用信息化手段提升制造體系效率。朱根福表示，上海電氣在2009年前后就上馬了ERP等信息化系統(tǒng)，包括計(jì)劃管控系統(tǒng)、項(xiàng)目管控系統(tǒng)等，但在核電管理方面并未很好發(fā)揮作用，核電集團(tuán)成立后有意識加強(qiáng)了這些工具的利用?！靶畔⒒到y(tǒng)等都是工具，作用在于提升傳統(tǒng)制造企業(yè)的管理能力?！?/p>

目前核電集團(tuán)主要致力于用好原有的信息系統(tǒng)，但同時(shí)也在規(guī)劃引入智能化、互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行加工制造和自動跟蹤記錄等信息化管控，探索核電設(shè)備制造向智能化制造轉(zhuǎn)化升級，實(shí)現(xiàn)核電產(chǎn)品從“傳統(tǒng)離散型制造”向“智能制造”的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變。

據(jù)悉，目前上海電氣在核島關(guān)鍵設(shè)備堆內(nèi)構(gòu)件的制造中已成功應(yīng)用了大功率激光焊接技術(shù)；同時(shí)正在積極探討在蒸發(fā)器管子管板焊接、堆內(nèi)構(gòu)件堆芯罩焊接等主設(shè)備制造中引入焊接機(jī)器人系統(tǒng)的智能化制造方案。

一個(gè)“智能制造”的核電裝備巨頭漸行漸近。