2022年2月6日上海/美通社/--国家科技重大专项--世界首座具有第四代核电技术主要特征的球床模块化高温气冷堆核电站。华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程成功并网发电。 与常规压水堆核电项目相比，石岛湾高温气冷堆有两个反应堆，两个蒸汽发生器带动一个汽轮机发电。目前，1号反应堆正在稳步向单堆发电推进，而2号反应堆也在进行各种测试。预计双堆发电将于今年年中投入商业运营。石岛湾核电站每年将满负荷发电14亿千瓦时，为200万居民提供日常用电。与燃煤发电相比，可减排二氧化碳150万吨以上。 上海电气作为重要承包商之一，为核岛和常规岛提供了多项核心设备。经过十余年的研发，上海电气攻克了多项世界和行业“卡脖子”的关键技术，帮助整个工程装备国产化率达到。 拥有中国最完整的核电产业链。 由华能集团牵头，于2012年开工建设的石岛湾高温气冷堆示范工程因其第四代核电技术安全特性而备受世界瞩目。它是我国16个国家科技重大专项之一，与北斗导航、探月工程具有同等的科技意义。未来将为降低燃煤发电比例，尽快实现“双碳”目标做出重要贡献。 “如果说从第二代核电技术到第三代核电技术，我们实现了从‘跟跑’到‘并跑’的目标，那么第四代核电技术则实现了弯道超车。”谈到上海电气核电产业的发展，电站集团副总工程师、核电部副部长周的声音很大。他说，上海电气从上世纪70年代开始进入核电领域，现在已经成为国内核电装备制造产业链最完整的集团。拥有全球集中度最高的核电装备制造基地，技术涵盖第二代和第二代plus、第三代AP1000、EPR、CAP1400、华龙一号和第四代高温堆、快堆等核电技术。 石岛湾示范工程的建设过程是一条前人没有走过的路，没有成熟的经验可以借鉴。面对诸多挑战，上海核电公司制造的高温气冷堆示范工程反应堆压力容器高约30米，相当于10层楼的高度，重约650吨，相当于300辆普通汽车的重量。是世界上最难、最大、最重的核电站压力容器，首次实现。 某机床公司制造的高温气冷堆示范工程金属堆内构件设备是世界上最大的薄壁金属堆内构件设备。攻克了锻件和钢板落锤试验、低合金无缝钢管制造、大型金属波纹管制造等难关。并填补了国内相关领域的空白。 第四代高温气冷堆常规岛式汽轮机的设计难度远远大于前几代核电机组。高温气冷堆产生的蒸汽参数不仅远高于常规压水堆核电机组，也不同于常规火电汽轮机组。根据高温气冷堆特殊的蒸汽参数和运行方式，SAIC自主设计、研制和开发了全新的汽轮机模型，首次应用于核电机组。 上海鼓楼开发制造的主氦风机被誉为鼓楼的“心脏” 20世纪初，由机床制造的金属内构件的芯壳进入最后的环缝焊接。因为焊接过程中的通道间温度保持在250摄氏度，所以温度非常高。内焊过程中，工人师傅都要往缸里钻，几分钟就湿透了。从车站下来后，车间里的温度只有十几度。过大的温差使许多焊工感冒了。 同样是在20日，反应堆压力容器项目进入上海核电公司的最后冲刺阶段，精钳工工种可以算是产品出厂前的最后一步。所有的小缺陷都是在这个阶段修复的，密封面的修复是其中重要的一部分。焊接时，反应器的密封面上会留下焊接疤痕。这些痕迹不仅仅是美观问题，还涉及到材料应力和设备的使用寿命。最严重的后果就是微小的磕碰会导致密封圈的损坏，带来可怕的核泄漏。 所以技术要求极其苛刻——在100 mm的距离上，高度误差不能超过1丝。什么概念？通常，一根人的头发大约有6~8丝。为了做好每个角度的打磨，装配工需要在站、蹲、躺、跪等姿势之间切换。夏天有时候一个姿势要保持几个小时，全身冒汗，满身铁屑，针扎一样疼。 “极致是我对工匠精神的践行。”上海核电公司高级技师华建国说，他参与了60多台核电主岛上的关键设备，在全国80多座核电站运行，手中从未出现过一个残次品。“核电设备精度要求高，100分中有99分会不及格。”他看起来很严谨。 气冷堆设备的质量检查非常严格。经常出现补焊，即焊后通过外观尺寸检查或探伤发现气孔等缺陷。焊接部分必须被“移除”并重新焊接，并且在补焊部分及其周围经常会产生新的不平整。这种疤痕是最难修复的，需要大量的时间来完成精细的工作。华建国拿着小锉刀，反复打磨。修复后的疤痕确实达到了精度要求。设备验收时，业主指着光滑的密封面问：“够硬，能满足要求。有什么秘诀让你抛光后也看不到焊痕的影子？”华建国笑着回答：“手工，天下工匠的秘密都在你手里。” 对每一个细节的坚持、专注和完美，是上海电核公司技术人才长期积累的宝贵经验，是高品质的体现。 凝聚了几代核电人的智慧和心血。 装备制造能力的突破当然离不开技术研发的支撑。上谷核电项目管理负责人张洁敏自豪地说："上谷早在1992年就开始了HTGR实验堆主氦风机的研发工作，在老一辈技术研发人员的带领下；d人员，实现了先进核能核心装备技术的重大突破。”唐，老一代技术研发人员；上谷的d人员，因为性格倔强，坚持技术研发，被称为“唐司令”，在石岛湾项目主氦风机研制过程中，已经70多岁身患癌症，却依然坚守在研发一线；并带领年轻的研究人员解决了一系列技术问题。可以说，这个项目凝聚了上海电气几代核电人的智慧和心血。 SAIC设计部何回忆起2008年汽轮机项目招标时的一件趣事。当时，经过技术分析和层层论证，SAIC首先提出了无再热器的方案。经过反复分析计算，发现没有再热器，对系统效率没有太大影响，但可以大大节省投资成本，简化。系统越简单，安全性越好。业主被这个投标方案震惊了。认为这个方案优于他们招标文件的要求，甚至放弃了原来的招标文件。根据我们的方案招标文件，重新提交了投标结果。毫无疑问，SAIC赢得了主办权。此外，凭借雄厚的技术实力，SAIC还承担了《大型先进压水堆及高温气冷堆核电站》中高温气冷堆汽轮机的研发项目。通过研究，SAIC重点攻克了新型高温气冷堆、多台核电汽轮机的关键技术，积累了一批科研成果和试验数据，极大地提高了上海电气的水平。 知道第四代核电技术以核安全为核心，基本上不用担心发电带来的核污染。可以说是针对核能利用的安全性，以上海电气为代表的核电承包商的研究和应用已经走在了世界前列。 助力“核电”走向“核电” “硬骨头”越多，越难啃，越难想办法克服。机床的涡流限速器是整个机构中最难的部分。每组由12块强永磁体(6对)组成，这个部件的其他部分几乎都具有导磁性。超强的导磁率很可能在装配过程中对永磁体本身或其他零件以及人身安全造成伤害，大大增加了装配难度。装配大师敢于创新。根据永磁体的性能，设计开发了几套完整实用的专用工装，有效提高了装配效率和质量，保证了装配精度，并成功申请了多项专利。 全速全功率稳定运行100小时是上鼓主氦风机出厂前的最后一次测试。虽然只需要100个小时，但是整个调试过程和各种转速下的性能测试，仍然需要在高温高压下长时间运行。所以机器一启动，调试人员就需要不断轮换，24小时轮流调试。在调试过程中，一方面要保持温度。另一方面，上谷副总经理钱回忆说：“在高温气冷堆主氦风机样机试验时，设计制造了封闭试验回路。由于工程机械的技术变化，测试系统只能进行部分改造。阀门传动轴的密封是整个试验过程中的难点。虽然采取了增加试验密封效果的措施，但调试过程中冷热状态的变化增加了试验的难度。”他解释说，试验验证可以说是敲鼓。 有芯机组是并网发电前的关键节点。SAIC作为上海电气在该项目的最后“看守人”，派出了经验丰富的设计团队。有一次半夜12点，在项目现场的SAIC设计室李勇被电话吵醒。原来，业主对机组并网时的阀门说明有疑问。12月，山东已经很冷了，他赶紧从床上爬起来，叫醒了两个同伴。与此同时，他们在半夜赶到了工程现场。他们联系了厂里的专家团队，和业主开了一个视频直播会议，持续了半个小时左右。车主终于得到了满意的答复。 自项目汽轮机投产以来，SAIC的项目团队和技术团队紧密结合，以满足用户的迫切需求，始终保持快速反应机制。前台设计服务团队现场操作，后台专家团队24小时待命，让问题得到及时解决。在项目完成的那天 磨剑工程十年建设中，上海电气演绎了一系列践行匠人初心，锐意进取的动人画面。相信经过前四代核能示范工程的经验，上海电气的核电实力一定会帮助中国从“核电大国”走向“核电强国”。