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石島灣高溫氣冷堆核電站成功并網(wǎng)發(fā)電——全球第四代核電技術(shù)“中國(guó)引領(lǐng)” 哈電集團(tuán)提供多項(xiàng)關(guān)鍵設(shè)備
來(lái)源：哈爾濱電氣集團(tuán)有限公司
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發(fā)布時(shí)間：2021-12-20
12月20日，國(guó)家科技重大專項(xiàng)華能石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程1號(hào)反應(yīng)堆完成發(fā)電機(jī)初始負(fù)荷運(yùn)行試驗(yàn)評(píng)價(jià)，首次并網(wǎng)成功，發(fā)出第一度電。這是我國(guó)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、世界首座具有第四代先進(jìn)核能系統(tǒng)特征的球床模塊式高溫氣冷堆。
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)歷程，哈電集團(tuán)作為重要參建單位，深入貫徹落實(shí)習(xí)近平總書記關(guān)于石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程重要批示精神，肩負(fù)央企職責(zé)使命，在面向國(guó)家重大需求的戰(zhàn)略高科技研究領(lǐng)域，持續(xù)推進(jìn)高水平科技自立自強(qiáng)，勇挑現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈“鏈主”重?fù)?dān)，以產(chǎn)學(xué)研合作打通產(chǎn)業(yè)鏈條，突破了大量的技術(shù)和工藝難題，研發(fā)制造了全球首臺(tái)高溫氣冷堆螺旋盤管式直流蒸汽發(fā)生器和全球首臺(tái)大功率、高溫?zé)釕B(tài)電磁軸承結(jié)構(gòu)主氦風(fēng)機(jī)等重要關(guān)鍵設(shè)備，對(duì)推動(dòng)我國(guó)在第四代先進(jìn)核能技術(shù)領(lǐng)域搶占全球領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)具有重要意義。
我國(guó)核電技術(shù)自主創(chuàng)新的新標(biāo)桿
該示范工程裝機(jī)容量20萬(wàn)千瓦，從2004年開始籌備，經(jīng)過(guò)了16年的開發(fā)建設(shè)歷程，設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到93.4%。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(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生電能，業(yè)內(nèi)稱之為“核電之肺”。
面對(duì)這個(gè)設(shè)計(jì)新、材料新、工藝新的全新核電裝備，哈電集團(tuán)攜手清華大學(xué)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?jiān)O(shè)計(jì)圖紙打造成又一個(gè)大國(guó)重器。
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(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中，哈電集團(tuán)重裝公司不斷推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，攻克了多項(xiàng)關(guān)鍵工藝技術(shù)和世界級(jí)制造難題。其中，高精密換熱管對(duì)接焊工藝、鎳基合金環(huán)縫內(nèi)孔全位置自動(dòng)TIG焊接工藝等18項(xiàng)重大工藝技術(shù)均為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。哈電集團(tuán)成為國(guó)內(nèi)首個(gè)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(shí)現(xiàn)多項(xiàng)關(guān)鍵設(shè)備國(guó)產(chǎn)化
華能石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程主氦風(fēng)機(jī)設(shè)備是我國(guó)具有完全自主知識(shí)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。作為高溫氣冷堆核電站主氦風(fēng)機(jī)設(shè)備的總包單位，哈電集團(tuán)佳電股份自主研制了其驅(qū)動(dòng)電機(jī)，并通過(guò)對(duì)產(chǎn)品方案內(nèi)容不斷進(jìn)行驗(yàn)證、優(yōu)化，解決了電磁懸浮軸承力學(xué)分析、電機(jī)轉(zhuǎn)子加工制造技術(shù)、大功率高速高壓變頻電機(jī)電磁設(shè)計(jì)等多個(gè)重大技術(shù)難題。
哈電集團(tuán)佳電股份先后完成了滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)原理試驗(yàn)樣機(jī)、國(guó)產(chǎn)化電磁軸承鑄鋁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)工藝驗(yàn)證樣機(jī)、國(guó)產(chǎn)化電磁軸承銅條轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)試驗(yàn)樣機(jī)和進(jìn)口電磁軸承結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)工程樣機(jī)的試制，以及主氦風(fēng)機(jī)用驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)品制造等諸多課題，確保了國(guó)家科技重大專項(xiàng)、全球首臺(tái)四代核電“心臟”裝備——高溫氣冷堆核電站示范工程主氦風(fēng)機(jī)研制成功，并最終完成了主氦風(fēng)機(jī)設(shè)備出廠試驗(yàn)。主氦風(fēng)機(jī)的成功研制，不僅打破了國(guó)外技術(shù)壟斷，填補(bǔ)了多項(xiàng)國(guó)內(nèi)技術(shù)空白，同時(shí)也為世界首臺(tái)高溫氣冷堆核電站順利投產(chǎn)發(fā)電奠定了基礎(chǔ)。
2008年7月，哈電集團(tuán)電機(jī)公司與中國(guó)華能山東石島灣核電有限公司簽訂《高溫氣冷堆核電站示范工程常規(guī)島發(fā)電機(jī)設(shè)備采購(gòu)合同》。針對(duì)示范工程設(shè)備要求，電機(jī)公司積極應(yīng)用成熟制造技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了示范工程發(fā)電機(jī)設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化制造。2009年至2011年期間，哈電集團(tuán)電機(jī)公司研制了空冷200兆瓦汽輪發(fā)電機(jī)VPI真機(jī)定子線棒，并對(duì)其性能從截面狀態(tài)觀測(cè)、介質(zhì)損耗、局部放電量、電暈性能、擊穿性能、電老化試驗(yàn)等進(jìn)行了全面測(cè)試。結(jié)果證明，哈電制造的空冷200兆瓦汽輪發(fā)電機(jī)VPI定子線棒各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)國(guó)外進(jìn)口線棒，實(shí)現(xiàn)了空冷200兆瓦汽輪發(fā)電機(jī)VPI定子線棒國(guó)產(chǎn)化。
此后，哈電集團(tuán)電機(jī)公司還陸續(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(jī)。2017年10月，電機(jī)公司提供的發(fā)電機(jī)順利完成現(xiàn)場(chǎng)安裝并進(jìn)入調(diào)試階段，為電站機(jī)組聯(lián)合調(diào)試創(chuàng)造了有利條件。