通過消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，大力推進(jìn)自主創(chuàng)新，我國(guó)核電關(guān)鍵設(shè)備和材料的自主化、國(guó)產(chǎn)化取得了重大突破，發(fā)展壯大了一批為核電配套的裝備和零部件生產(chǎn)企業(yè)，并掌握了核島和常規(guī)島關(guān)鍵設(shè)備設(shè)計(jì)、制造的核心技術(shù)。國(guó)內(nèi)核電裝備制造業(yè)產(chǎn)品供應(yīng)鏈已全面覆蓋我國(guó)國(guó)內(nèi)建設(shè)的各類核電堆型，后續(xù)三代核電工程項(xiàng)目設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率均可達(dá)到85%以上，并形成了年產(chǎn)8～10臺(tái)(套)三代核電設(shè)備供貨能力。
一 核電裝備制造國(guó)產(chǎn)化格局基本形成
在我國(guó)核電發(fā)展過程中，黨中央和國(guó)務(wù)院始終十分重視核電裝備的國(guó)產(chǎn)化工作。2006年2月13日，國(guó)務(wù)院國(guó)發(fā)〔2006〕8號(hào)文提出了關(guān)于加快振興裝備制造業(yè)的若干意見，明確把發(fā)展百萬(wàn)千瓦級(jí)核電機(jī)組列為16項(xiàng)關(guān)鍵領(lǐng)域重大技術(shù)裝備和產(chǎn)品之一。
2006年3月22日的國(guó)務(wù)院129次常務(wù)會(huì)議在審議并原則通過《核電中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃(2005～2020年)》時(shí)，強(qiáng)調(diào)了核電發(fā)展規(guī)劃要著力抓好的六個(gè)方面工作，明確指出，要“積極推動(dòng)現(xiàn)有國(guó)內(nèi)技術(shù)力量和設(shè)備制造企業(yè)重組，加快推進(jìn)核電設(shè)備制造自主化，重點(diǎn)突破關(guān)鍵設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，努力提高成套設(shè)備生產(chǎn)能力”，為核電裝備制造和國(guó)產(chǎn)化工作指明了方向。
為大力推進(jìn)核電設(shè)備國(guó)產(chǎn)化工作，提高國(guó)內(nèi)核電設(shè)備的制造能力，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)曾多次召開專項(xiàng)會(huì)議，進(jìn)一步明確了主要設(shè)備以及重要核級(jí)泵閥和主要設(shè)備原材料的國(guó)產(chǎn)化思路和措施。
我國(guó)核電裝備制造業(yè)經(jīng)歷了起步、發(fā)展、突破和提升等階段，在核電設(shè)備國(guó)產(chǎn)化推進(jìn)過程中始終堅(jiān)持“安全第一、質(zhì)量第一”的原則，保證國(guó)產(chǎn)設(shè)備滿足技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求并滿足建設(shè)進(jìn)度的需要;同時(shí)堅(jiān)持高標(biāo)準(zhǔn)，以推進(jìn)核電裝備在高起點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新。核電設(shè)備國(guó)產(chǎn)化工作注重全面推進(jìn)，重點(diǎn)突破、解決我國(guó)核電發(fā)展中存在的關(guān)鍵設(shè)備制造長(zhǎng)期受制于人的問題，并最終形成了有效的國(guó)內(nèi)和國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和互動(dòng)的格局，在滿足國(guó)家核電批量化建設(shè)需要的同時(shí)，提升了我國(guó)裝備制造業(yè)的整體能力、技術(shù)水平和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
(一)核電主要裝備國(guó)產(chǎn)化情況
依托于大型先進(jìn)壓水堆及高溫氣冷堆核電重大專項(xiàng)，在中央財(cái)政的支持下，以企業(yè)為主體，通過產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同推進(jìn)，我國(guó)在核電站關(guān)鍵設(shè)備材料研制領(lǐng)域取得了一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成果，使我國(guó)核電自主創(chuàng)新能力得到了顯著提升，部分研發(fā)成果填補(bǔ)了國(guó)際、國(guó)內(nèi)空白，核電技術(shù)裝備“補(bǔ)短板”取得突破。
1. 核島主設(shè)備制造
在核島主設(shè)備制造方面，反應(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器、控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、堆內(nèi)構(gòu)件、主管道等均實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，已經(jīng)具備每年提供8～10套核島裝備的能力。
(1)反應(yīng)堆壓力容器
該設(shè)備的制造企業(yè)主要有：中國(guó)一重、上海電氣、東方電氣。
中國(guó)一重、上海電氣已掌握了完整的三代AP1000反應(yīng)堆壓力容器制造技術(shù)，研究成果直接應(yīng)用于三門、海陽(yáng)等依托、示范工程項(xiàng)目的反應(yīng)堆壓力容器設(shè)備的制造中。在此基礎(chǔ)上，形成了一整套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CAP1000/CAP1400反應(yīng)堆壓力容器制造技術(shù)，研究成果并已成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)自主設(shè)計(jì)、制造的CAP1000/CAP1400反應(yīng)堆壓力容器設(shè)備的制造中。
目前中國(guó)一重已完成CAP1400示范工程1號(hào)機(jī)組反應(yīng)堆壓力容器出廠水壓試驗(yàn)。
中國(guó)一重已完成福清5號(hào)核電機(jī)組華龍一號(hào)反應(yīng)堆壓力容器研制交付，并實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)的突破，包括大厚度接管焊縫馬鞍焊接、接管與安全端焊縫熱絲TIG焊接、頂蓋J形坡口機(jī)器人自動(dòng)堆焊及密封焊、大厚度鎳基對(duì)接焊縫焊接技術(shù)等。
(2)蒸汽發(fā)生器
該設(shè)備的制造企業(yè)主要有：上海電氣、東方電氣、哈電集團(tuán)。
上海電氣和哈電集團(tuán)已完成了AP1000蒸汽發(fā)生器關(guān)鍵制造技術(shù)的轉(zhuǎn)讓和消化吸收，重點(diǎn)突破了機(jī)加工、冷作及裝配技術(shù);各種焊接技術(shù)及局部熱處理技術(shù);汽水分離器與干燥器制造技術(shù);設(shè)備檢驗(yàn)和試驗(yàn)技術(shù)。通過消化吸收，技術(shù)創(chuàng)新，試驗(yàn)件研制及評(píng)定，上海電氣和哈電集團(tuán)的技術(shù)成果已直接應(yīng)用于三門、海陽(yáng)等AP1000依托項(xiàng)目的國(guó)產(chǎn)化設(shè)備制造中。
上海電氣和東方電氣通過承擔(dān)核電重大專項(xiàng)CAP1400蒸汽發(fā)生器制造技術(shù)的研究，已掌握群孔高效成型激光檢測(cè)技術(shù)、關(guān)鍵焊接技術(shù)及焊縫性能控制技術(shù)、管束組件關(guān)鍵制造及檢測(cè)技術(shù)、蒸汽發(fā)生器制造缺陷診斷及評(píng)價(jià)技術(shù)等。目前兩家企業(yè)承制的CAP1400示范工程蒸汽發(fā)生器制造進(jìn)展順利，預(yù)計(jì)2019年具備交貨條件。
東方重機(jī)研制了國(guó)內(nèi)首堆首套第一臺(tái)“華龍一號(hào)”ZH-65型蒸汽發(fā)生器，攻克了水平支承連接板焊接、管子管板脹接、防振條安裝、最終焊縫局部熱處理中防傳熱管變形等技術(shù)難關(guān)，完成了一系列支撐后續(xù)蒸汽發(fā)生器研制的工藝試驗(yàn)和工藝評(píng)定工作。相關(guān)設(shè)備于2017年10月17日在東方重機(jī)發(fā)運(yùn)。
哈電集團(tuán)通過K2K3項(xiàng)目蒸汽發(fā)生器的制造，掌握了華龍一號(hào)機(jī)型蒸汽發(fā)生器制造技術(shù)。2017年7月12日，首次實(shí)現(xiàn)華龍一號(hào)機(jī)型蒸汽發(fā)生器出廠驗(yàn)收。
哈電集團(tuán)通過承制高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器項(xiàng)目，自主研發(fā)了“上下端高精度管束對(duì)接焊工藝、換熱單元套裝技術(shù)、狹小空間復(fù)雜結(jié)構(gòu)連接管的工藝設(shè)計(jì)”等40余項(xiàng)創(chuàng)新點(diǎn)，現(xiàn)即將完成全部?jī)?nèi)件制造工序。
(3)堆內(nèi)構(gòu)件
該設(shè)備的制造企業(yè)主要有上海第一機(jī)床廠有限公司和東方電氣(武漢)核設(shè)備有限公司。目前兩家企業(yè)已全面掌握AP1000堆內(nèi)構(gòu)件制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化和批量化制造。
三門、海陽(yáng)核電站AP1000項(xiàng)目堆內(nèi)構(gòu)件由上海第一機(jī)床廠有限公司承擔(dān)，國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到100%。
CAP1400和華龍一號(hào)核電項(xiàng)目首臺(tái)堆內(nèi)構(gòu)件均由上海第一機(jī)床廠有限公司承擔(dān)，其中CAP1400堆內(nèi)構(gòu)件已攻克了均流板制造、激光焊、高精定位等多方面技術(shù)難題，制造水平達(dá)到了國(guó)際一流。目前上部支承部件、吊籃部件等重要大型零部件已經(jīng)加工完成。華龍一號(hào)核電福清5號(hào)機(jī)組堆內(nèi)構(gòu)件突破了精密加工、精密焊接、精密檢測(cè)、精密裝配等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了堆內(nèi)構(gòu)件制造、加工、裝配、檢測(cè)、焊接及驗(yàn)收試驗(yàn)用工裝設(shè)計(jì)和制造等的全面國(guó)產(chǎn)化。
(4)控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
該設(shè)備的制造企業(yè)主要有上海第一機(jī)床廠有限公司、東方汽輪機(jī)有限公司和四川華都設(shè)備有限公司。
三門、海陽(yáng)核電站AP1000項(xiàng)目控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)均由上海第一機(jī)床廠有限公司承擔(dān)，國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到100%，該企業(yè)全面掌握AP1000堆內(nèi)構(gòu)件制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化和批量化制造。AP1000控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)解決了整體耐壓殼制造、雙齒鉤爪設(shè)計(jì)制造、驅(qū)動(dòng)桿可拆接頭材料制造、試驗(yàn)臺(tái)架應(yīng)用等多項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù)難題。
CAP1400控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由上海第一機(jī)床廠有限公司研制，主要進(jìn)行線圈、驅(qū)動(dòng)桿等關(guān)鍵工藝研究，解決制造技術(shù)中的薄弱點(diǎn)，完成關(guān)鍵部件驗(yàn)證試驗(yàn)等;目前已完成900萬(wàn)步樣機(jī)壽命試驗(yàn)，攻克了諸多制造技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)了樣機(jī)和材料的完全國(guó)產(chǎn)化。
對(duì)華龍一號(hào)控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)三家企業(yè)均已具備生產(chǎn)能力，特別是在關(guān)鍵材料國(guó)產(chǎn)化，雙齒鉤爪堆焊、制造技術(shù)及連桿制造技術(shù)，工作線圈和棒位探測(cè)器線圈國(guó)產(chǎn)化，磁軛鍍鋅工藝等方面取得了一定成果。
(5)核主泵
核主泵設(shè)備的制造企業(yè)主要有：哈電集團(tuán)、上海電氣、東方電氣。
由于主泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)難度大，可靠性要求高，主泵國(guó)產(chǎn)化一直被視為核島主設(shè)備國(guó)產(chǎn)化的焦點(diǎn)。國(guó)內(nèi)主泵制造廠家通過技術(shù)引進(jìn)、與國(guó)外合資和聯(lián)合攻關(guān)等方式已基本實(shí)現(xiàn)了各堆型主泵的國(guó)產(chǎn)化制造。
哈電集團(tuán)具備300MW等級(jí)核電機(jī)組核主泵的設(shè)計(jì)、制造能力。1998年，哈電集團(tuán)為C1/C2項(xiàng)目自主開發(fā)了軸封型核主泵電機(jī)，現(xiàn)運(yùn)行穩(wěn)定。2015年4月，C3/C4機(jī)組首臺(tái)核主泵全流量試驗(yàn)完成，標(biāo)志著軸封式核主泵國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程向前邁出實(shí)質(zhì)性一步。
哈電集團(tuán)與奧地利安德里茨公司合作，引進(jìn)軸封式核主泵設(shè)計(jì)、制造技術(shù)，以福清1～4號(hào)，方家山1、2號(hào)機(jī)組為依托，分批、逐步具備了自行設(shè)計(jì)、制造1000MW等級(jí)核主泵的能力。擁有國(guó)內(nèi)首套全流量試驗(yàn)臺(tái)架，自主研發(fā)制造的國(guó)內(nèi)首臺(tái)核主泵機(jī)械密封部件已應(yīng)用于福清4號(hào)機(jī)組。承擔(dān)福清5、6號(hào)，K2K3機(jī)組核主泵的制造任務(wù)，成功實(shí)現(xiàn)了從分包商到總包商的角色轉(zhuǎn)變。現(xiàn)已可以自主設(shè)計(jì)、制造，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，不受出口條件限制。福清5號(hào)機(jī)組核主泵已完成全流量試驗(yàn)。
哈電集團(tuán)與沈鼓集團(tuán)聯(lián)合承擔(dān)AP1000機(jī)型屏蔽式核主泵的技術(shù)轉(zhuǎn)讓任務(wù)，通過核主泵的制造，已經(jīng)掌握了美國(guó)EMD公司的制造、檢驗(yàn)、試驗(yàn)工藝，首臺(tái)核主泵即將在沈鼓集團(tuán)試驗(yàn)臺(tái)架進(jìn)行工程試驗(yàn)。在原有AP1000技術(shù)的基礎(chǔ)上，積極參與國(guó)家重大專項(xiàng)示范工程CAP1400屏蔽式核主泵的研制工作。成功研制出50HZ核主泵，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。工程樣機(jī)正在沈鼓集團(tuán)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，4臺(tái)產(chǎn)品正在制造。
哈電集團(tuán)積極參與海南昌江多用途模塊式小型堆科技示范工程(ACP100)項(xiàng)目并同中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院簽訂了新型全密封高惰轉(zhuǎn)主冷卻劑泵聯(lián)合研制合同。
東方電氣與法國(guó)阿海琺合資成立東方阿海琺核泵有限公司，從嶺澳二期核電開始，東方阿海琺為中廣核集團(tuán)的多個(gè)二代改進(jìn)型百萬(wàn)千瓦級(jí)核電項(xiàng)目提供了國(guó)產(chǎn)化主泵，同時(shí)也為華龍一號(hào)防城港3、4號(hào)機(jī)組提供國(guó)產(chǎn)化主泵。
上海電氣與德國(guó)凱士比合資成立上海電氣凱士比核電泵閥有限公司，為昌江1、2號(hào)機(jī)組和漳州1、2號(hào)機(jī)組提供核主泵。
上海電氣凱士比核泵引進(jìn)德國(guó)KSB濕繞組電機(jī)主泵技術(shù)，正在進(jìn)行CAP1400樣機(jī)的研制和試驗(yàn)驗(yàn)證工作。通過樣機(jī)熱態(tài)和冷態(tài)性能試驗(yàn)、負(fù)載滑差試驗(yàn)、溫升試驗(yàn)、降壓掛起試驗(yàn)，對(duì)關(guān)鍵部件的工藝進(jìn)行了改進(jìn)與提升。目前，電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子、熱屏等部件已完成工藝改進(jìn)，各個(gè)部件的工藝驗(yàn)證試驗(yàn)已完成，樣機(jī)試驗(yàn)計(jì)劃于2018年全部完成。
上海電氣上海鼓風(fēng)機(jī)廠與哈電集團(tuán)佳木斯電機(jī)合作，自主研發(fā)、制造了高溫堆主氦風(fēng)機(jī)設(shè)備，已通過產(chǎn)品驗(yàn)收。
2. 核島輔助設(shè)備
核島輔助設(shè)備主要包括：容器和換熱器類設(shè)備，核Ⅱ、Ⅲ級(jí)泵，核級(jí)閥等設(shè)備。
核電站中核級(jí)容器主要有安全注射箱、卸壓箱、堆芯補(bǔ)水箱、容積控制箱、NaOH貯存箱、硼酸制備箱、濃硼酸卸放箱、化學(xué)疏箱、設(shè)冷水波動(dòng)箱及應(yīng)急給水箱等設(shè)備;核級(jí)熱交換器主要有余熱排出熱交換器、安全噴淋熱交換器、下泄熱交換器、再生熱交換器、設(shè)冷熱交換器和乏燃料冷卻熱交換器等;核Ⅱ級(jí)泵主要有安全注射泵、余熱排出泵、安全殼噴淋泵、上充泵和應(yīng)急給水泵;核Ⅲ級(jí)泵主要有設(shè)備冷卻泵、重要廠用水泵、乏燃料冷卻泵、乏燃料凈化泵、蒸發(fā)器排污泵、硼回疏排水泵及消防泵等。這些設(shè)備均已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。
核級(jí)閥種類有閘閥、截止閥、節(jié)流閥、球閥、隔離閥、止回閥、調(diào)節(jié)閥、卸壓閥和安全閥等。核Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)關(guān)斷類閥門(閘閥、截止閥、止回閥)已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，穩(wěn)壓器安全閥、比例噴霧閥及汽機(jī)排放閥等部分關(guān)鍵閥門仍需進(jìn)口。在核電重大專項(xiàng)支持下，主蒸汽隔離閥、爆破閥完成國(guó)產(chǎn)化研制，已在依托工程應(yīng)用。
3. 常規(guī)島主設(shè)備
常規(guī)島設(shè)備分為汽輪發(fā)電機(jī)組及輔助設(shè)備兩大類，國(guó)內(nèi)的上海電氣、哈電集團(tuán)、東方電氣三大動(dòng)力設(shè)備制造集團(tuán)經(jīng)過了引進(jìn)、消化、吸收和自主研發(fā)、創(chuàng)新的發(fā)展路線，具有完全供貨能力。
我國(guó)二代改進(jìn)型核電汽輪發(fā)電機(jī)組已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)自主化和制造國(guó)產(chǎn)化。國(guó)內(nèi)自主設(shè)計(jì)制造了30萬(wàn)千瓦和60萬(wàn)千瓦核電汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組，百萬(wàn)千瓦級(jí)核電的半速汽輪發(fā)電機(jī)組在引進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化制造。主要的二代改進(jìn)型核電機(jī)組項(xiàng)目，如紅沿河、寧德、福清、陽(yáng)江、防城港等常規(guī)島部分的綜合國(guó)產(chǎn)化率已達(dá)到85%以上，其中發(fā)電機(jī)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
國(guó)內(nèi)三代AP1000和華龍一號(hào)核電機(jī)組(包括三門、海陽(yáng)、防城港、福清等)，更是采用了具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的汽輪機(jī)低壓焊接轉(zhuǎn)子與1710毫米/1828毫米末級(jí)葉片，提高了機(jī)組經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)在汽輪機(jī)控制系統(tǒng)、再熱汽門、油動(dòng)機(jī)等方面提升了國(guó)產(chǎn)化程度。
國(guó)內(nèi)企業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展，技術(shù)水平已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水準(zhǔn)。相對(duì)于國(guó)外常規(guī)島裝備企業(yè)和技術(shù)，國(guó)內(nèi)企業(yè)更貼近市場(chǎng)，更能滿足不同業(yè)主的個(gè)性化需要，國(guó)內(nèi)企業(yè)近幾年迅速積累的經(jīng)驗(yàn)，尤其對(duì)于三代核電積累的經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)大大超越國(guó)外企業(yè)。
哈電集團(tuán)通過秦山二期，昌江1、2號(hào)機(jī)組汽輪發(fā)電機(jī)組項(xiàng)目，已掌握CNP600機(jī)型汽輪發(fā)電機(jī)組制造技術(shù)，擁有成熟運(yùn)行業(yè)績(jī)。
哈電集團(tuán)引進(jìn)日本三菱汽輪發(fā)電機(jī)組技術(shù)，通過消化吸收再創(chuàng)新，已經(jīng)掌握了大型半速核電汽輪機(jī)組的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)，突破核心技術(shù)的瓶頸制約，具備了設(shè)計(jì)大型核電汽輪機(jī)組的能力。自主建立了完善的核電汽輪機(jī)研發(fā)體系、部套設(shè)計(jì)體系和工程配合體系。對(duì)自主化依托項(xiàng)目(三門1、2號(hào)，海陽(yáng)1、2號(hào)機(jī)組)完成全部供貨，三門1、2號(hào)，海陽(yáng)1號(hào)機(jī)組完成非核蒸汽沖轉(zhuǎn)。在AP1000技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行汽輪發(fā)電機(jī)組的優(yōu)化，將升級(jí)方案用于田灣3、4號(hào)機(jī)組，設(shè)計(jì)自主化率和制造國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到100%。目前，田灣3號(hào)機(jī)組一次核沖轉(zhuǎn)成功、一次并網(wǎng)成功。
哈電集團(tuán)積極參與大型先進(jìn)壓水堆國(guó)家科技重大專項(xiàng)的研究，研制的汽輪機(jī)組采用了更高效的通流設(shè)計(jì)技術(shù)、更簡(jiǎn)潔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念、更長(zhǎng)的1800毫米等級(jí)末級(jí)動(dòng)葉片以及更多的先進(jìn)技術(shù)，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
由東方電氣承制的CAP1400采用1828毫米長(zhǎng)葉片及焊接轉(zhuǎn)子已完成研發(fā)和相關(guān)試驗(yàn)，汽水分離再熱器已完成換熱及分離性能試驗(yàn)。
上海電氣曾為我國(guó)第一座核電站秦山一期核電站、出口巴基斯坦的恰希瑪1～4號(hào)機(jī)組提供汽輪發(fā)電機(jī)組。
通過引進(jìn)德國(guó)西門子百萬(wàn)等級(jí)核電汽輪發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，依托陽(yáng)江CPR1000項(xiàng)目1～4號(hào)機(jī)組，上海電氣掌握了大型核電汽輪發(fā)電機(jī)組的關(guān)鍵設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)了設(shè)備制造的國(guó)產(chǎn)化。在防城港一期1～2號(hào)機(jī)組和陽(yáng)江5～6號(hào)機(jī)組中，國(guó)產(chǎn)化率得到大幅提升。目前陽(yáng)江1～4號(hào)機(jī)組和防城港1～2號(hào)機(jī)組均已實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)行。
在國(guó)家科技重大專項(xiàng)的支持下，上海電氣實(shí)現(xiàn)了三代核電汽輪發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)和制造自主化，先后贏得了湖南桃花江CAP1000、巴基斯坦卡拉奇ACP1000、廣西防城港二期HPR1000和福建漳州HPR1000多個(gè)項(xiàng)目。
目前，上海電氣已掌握汽輪機(jī)低壓焊接轉(zhuǎn)子和1710毫米/1905毫米低壓末級(jí)長(zhǎng)葉片系列的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，上海電氣的四極發(fā)電機(jī)也具有效率高、出力大、溫升低、振動(dòng)小和可靠性高的顯著優(yōu)點(diǎn)。
上海電氣通過自主開發(fā)，為200MW高溫氣冷堆核電站提供了汽輪機(jī)組。
4. 核電儀表控制系統(tǒng)與設(shè)備
以往國(guó)內(nèi)核電機(jī)組的全廠數(shù)字化儀控系統(tǒng)(DCS)都由國(guó)外企業(yè)供貨，如阿海琺+西門子是田灣一期、嶺澳二期核電機(jī)組的DCS供應(yīng)商，西屋電氣為三門一期、海陽(yáng)一期AP1000核電機(jī)組提供全套DCS系統(tǒng)，英維思負(fù)責(zé)福清、方家山、海南核電機(jī)組的DCS供貨。
近年來(lái)，廣核集團(tuán)、中核集團(tuán)、國(guó)家核電都分別成立了專門的DCS研發(fā)和供貨企業(yè)，在核電廠數(shù)字化儀控系統(tǒng)及設(shè)備的研發(fā)及供應(yīng)方面取得了重要突破。
5. 關(guān)鍵原材料
核電設(shè)備制造用關(guān)鍵原材料包括大型鍛件、蒸汽發(fā)生器用鎳基合金傳熱管和核級(jí)焊接材料等，長(zhǎng)期以來(lái)依賴進(jìn)口，是我國(guó)核電裝備制造的一個(gè)瓶頸。近年來(lái)，在核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的帶動(dòng)下，特別是在國(guó)家重大科技專項(xiàng)的支持下，大型鍛件、傳熱管和核級(jí)焊接材料等均取得了重大技術(shù)和能力突破，實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化和自主化。
大型鍛件
在一段時(shí)間內(nèi)，中國(guó)的大型重機(jī)企業(yè)在制造能力和技術(shù)上與國(guó)外的差距，使國(guó)內(nèi)高端大型鑄鍛件市場(chǎng)和技術(shù)被國(guó)外鍛件產(chǎn)業(yè)巨頭壟斷，尤其是在核電大型鑄鍛件上，國(guó)外更是實(shí)行技術(shù)封鎖。
近10年來(lái)，國(guó)家通過核電重大專項(xiàng)的支持和科研攻關(guān)的實(shí)施，以及地方政府和企業(yè)大量資金的投入，打造成一批核電設(shè)備用大型鍛件的研發(fā)和制造基地，新建了一批具有世界先進(jìn)水平的冶煉、鍛造、熱處理、機(jī)加工裝備。現(xiàn)已形成了中國(guó)第一重型機(jī)械集團(tuán)(簡(jiǎn)稱中國(guó)一重)、中國(guó)第二重型機(jī)械集團(tuán)(簡(jiǎn)稱中國(guó)二重)和上海電氣上重鑄鍛有限公司(簡(jiǎn)稱上重鑄鍛)為骨干的三大核電大鍛件制造基地，形成了國(guó)內(nèi)年產(chǎn)12套核島主設(shè)備的鍛件制造能力。
隨著核電技術(shù)的發(fā)展，核電大鍛件趨向于大型化、一體化和復(fù)雜化，單件也越來(lái)越重，對(duì)設(shè)備規(guī)格、能級(jí)的要求逐步提高。同時(shí)工業(yè)基礎(chǔ)的進(jìn)步，對(duì)大鍛件提出了高性能、高標(biāo)準(zhǔn)、高品質(zhì)要求，對(duì)大鍛件制造工藝水平的要求也逐步提高。目前國(guó)內(nèi)企業(yè)已具備核電主設(shè)備CAP1400、華龍一號(hào)反應(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器、堆內(nèi)構(gòu)件、主管道、堆芯補(bǔ)水箱、主泵等設(shè)備的整套鍛件制造能力，且均有交貨業(yè)績(jī)。
蒸汽發(fā)生器用鎳基合金U形傳熱管
蒸汽發(fā)生器用鎳基合金U形傳熱管國(guó)內(nèi)制造廠家包括：寶銀特種鋼管有限公司和浙江久立特材科技股份有限公司。通過三代核電管材的研發(fā)和試制，它們突破了三代鎳基管材的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)，全面掌握了三代核電(如華龍一號(hào)和CAP系列)蒸汽發(fā)生器用鎳基合金U形傳熱管材的關(guān)鍵制造技術(shù)，并建立了有效的過程質(zhì)量控制措施，形成了年產(chǎn)1000噸的三代核電蒸汽發(fā)生器用鎳基合金U形傳熱管的制造能力。通過與國(guó)外同類產(chǎn)品應(yīng)用性能對(duì)比試驗(yàn)，國(guó)產(chǎn)蒸汽發(fā)生器用鎳基合金U形傳熱管材各項(xiàng)性能均達(dá)到或超過國(guó)外同類產(chǎn)品水平。
CAP系列蒸汽發(fā)生器用690鎳基合金U形傳熱管攻克的關(guān)鍵技術(shù)包括：高純凈冶煉技術(shù)，提高了管坯材質(zhì)的純凈度和均勻性;自主集成高精度冷軋控制技術(shù)，有效控制了管材的尺寸精度、表面質(zhì)量，獲取了較高的基礎(chǔ)信噪比;高效脫脂技術(shù)，解決了細(xì)、長(zhǎng)、小口徑管脫脂難題，確保了管材具備良好的耐腐蝕性能;微壓力低冷變形硬化矯直技術(shù)的突破，實(shí)現(xiàn)了對(duì)尺寸精度、屈服強(qiáng)度增加值、信噪比等指標(biāo)的全面控制;高精度反變形彎管技術(shù)的突破，實(shí)現(xiàn)了對(duì)彎曲半徑R、彎頭橢圓度和壁厚減薄量的有效控制。
華龍一號(hào)蒸汽發(fā)生器用690鎳基合金U形傳熱管攻克的關(guān)鍵技術(shù)主要體現(xiàn)在，針對(duì)華龍一號(hào)U形管材在管材組織、性能均勻性、無(wú)損探傷和尺寸公差控制方面的特殊要求，企業(yè)對(duì)蒸汽發(fā)生器用690鎳基合金U形傳熱管進(jìn)行研究并取得了成果，包括：冶煉控制、每一冷軋變形道次變形量的控制、熱處理工藝技術(shù);管材表面質(zhì)量及微小缺陷的控制技術(shù)(冷軋過程中的清潔控制，修磨、拋光工序中的介質(zhì)控制，熱處理過程中的防擦傷控制等);冷軋、矯直及彎管工模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)及控制技術(shù)。
核級(jí)焊材
通過核電重大專項(xiàng)的支持和實(shí)施，我國(guó)在四川大西洋、哈焊所、中國(guó)一重等單位建成了核電用低合金鋼、不銹鋼和鎳基合金焊接材料的生產(chǎn)示范基地，具備了核電焊接材料成套批量供貨的能力。實(shí)現(xiàn)了三代核電主設(shè)備用焊接材料的國(guó)產(chǎn)化，掌握了核級(jí)焊接材料的關(guān)鍵制備技術(shù)，建立了焊接材料質(zhì)量保證體系，實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)核級(jí)焊材在核島重要部件制造和安裝中的配套應(yīng)用，范圍涵蓋核電站設(shè)備制造、現(xiàn)場(chǎng)安裝用低合金鋼、不銹鋼以及鎳基合金焊接材料產(chǎn)品等。核電用焊接材料國(guó)產(chǎn)化打破了焊接材料長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的局面，標(biāo)志著我國(guó)已具備自主研發(fā)高難度、高技術(shù)要求焊接材料的能力，對(duì)于核電自主化具有深遠(yuǎn)的意義。在核電設(shè)備用焊接材料研發(fā)成功的基礎(chǔ)上，建立我國(guó)核電設(shè)備用焊接材料性能評(píng)價(jià)體系，為建立我國(guó)核電焊接材料標(biāo)準(zhǔn)體系打下了基礎(chǔ)。
目前，已有超過600噸焊材產(chǎn)品在三代核電項(xiàng)目工程中得到應(yīng)用，有力支持了三代核電重大工程的順利實(shí)施，包括：SA-508 Gr.3 Cl.1鋼用焊接材料;SA-508 Gr.3 Cl.2鋼用焊接材料;鋼安全殼用焊接材料;不銹鋼堆焊309L+308L焊接材料;堆內(nèi)構(gòu)件吊籃筒體用奧氏體不銹鋼焊接材料;主管道316L型焊接材料;雙相不銹鋼用焊接材料;690鎳基合金焊接材料等。
(二)核電主要堆型國(guó)產(chǎn)化情況
在30萬(wàn)、60萬(wàn)和百萬(wàn)千瓦級(jí)核電機(jī)組設(shè)備制造業(yè)績(jī)的基礎(chǔ)上，近十多年來(lái)，通過三代核電技術(shù)引進(jìn)，大規(guī)模專項(xiàng)技術(shù)改造和國(guó)家核電重大專項(xiàng)支持下的技術(shù)再創(chuàng)新，國(guó)內(nèi)主要核電裝備制造企業(yè)的核電設(shè)備制造能力和技術(shù)水平得到全面提升，核電設(shè)備國(guó)產(chǎn)化取得長(zhǎng)足進(jìn)步。
1. 二代改進(jìn)型核電機(jī)組設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化情況
20世紀(jì)80年代建設(shè)的大亞灣核電站，幾乎全部設(shè)備都從法國(guó)進(jìn)口，設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率不到5%。在國(guó)家相關(guān)部委的大力推動(dòng)下，歷經(jīng)多年的努力，我國(guó)“二代加”核電機(jī)組設(shè)備的綜合國(guó)產(chǎn)化率已經(jīng)提高到80%以上，部分核電機(jī)組設(shè)備國(guó)產(chǎn)化比例見表1。
表1 部分核電機(jī)組設(shè)備國(guó)產(chǎn)化比例
項(xiàng)目名稱機(jī)組國(guó)產(chǎn)化率(%)
海南昌江1、2號(hào)52%
浙江秦山二期4號(hào)60%
廣東嶺澳4號(hào)60%
遼寧紅沿河1～4號(hào)65%
福建福清1～4號(hào)65%
浙江方家山1、2號(hào)67%
福建寧德1～4號(hào)78%
廣東陽(yáng)江1～6號(hào)80%
廣西防城港1、2號(hào)82%
2. 華龍一號(hào)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化情況
融合后的華龍一號(hào)繼承了中國(guó)業(yè)內(nèi)已形成的工業(yè)基礎(chǔ)，充分利用了30年來(lái)的核電建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的成熟經(jīng)驗(yàn)，設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到87%以上，燃料組件、蒸汽發(fā)生器、DCS儀控系統(tǒng)等關(guān)鍵設(shè)備均實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)自主設(shè)計(jì)與制造，有利于規(guī)避供貨風(fēng)險(xiǎn)并提高建造效率，批量化建設(shè)后國(guó)產(chǎn)化率可達(dá)90%。
3.AP1000/CAP1400 設(shè)備國(guó)產(chǎn)化情況
AP1000依托項(xiàng)目4臺(tái)機(jī)組的國(guó)產(chǎn)化率從31.5%提高到72%，平均國(guó)產(chǎn)化率為55%。依托項(xiàng)目4臺(tái)機(jī)組核島關(guān)鍵設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化計(jì)劃任務(wù)全部完成，并且在超大型鍛件、核級(jí)鋯材、核級(jí)電纜、690鎳基合金U形管、部分核級(jí)焊材、安全殼鋼板、雙向不銹鋼板等一批關(guān)鍵材料研制上取得成功，打破了國(guó)外技術(shù)壟斷，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，為CAP1400的研發(fā)和后續(xù)CAP1000項(xiàng)目的設(shè)備自主化打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。根據(jù)核算，AP1000后續(xù)6個(gè)項(xiàng)目建設(shè)中，核島設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率可達(dá)到80%以上。CAP1400示范工程總體設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率(包括核島、常規(guī)島、儀控系統(tǒng))達(dá)到85%以上。
4. 高溫氣冷堆設(shè)備國(guó)產(chǎn)化情況
歷經(jīng)高溫氣冷堆基礎(chǔ)研究、實(shí)驗(yàn)堆建設(shè)、示范工程建設(shè)，我國(guó)已系統(tǒng)掌握高溫氣冷堆全部技術(shù)，在國(guó)際上處于領(lǐng)先地位。高溫氣冷堆示范電站的核島主設(shè)備(包括主氦風(fēng)機(jī)、壓力容器、蒸汽發(fā)生器、控制棒、DCS儀控系統(tǒng)等)關(guān)鍵部件均實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)，項(xiàng)目設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到91.5%。商用60萬(wàn)千瓦高溫堆預(yù)計(jì)95%以上的設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。
二 核電主要裝備供應(yīng)鏈形成全面覆蓋
經(jīng)過30多年的艱苦努力，國(guó)內(nèi)制造企業(yè)掌握了核電關(guān)鍵設(shè)備的制造、檢驗(yàn)和試驗(yàn)技術(shù)，綜合實(shí)力得到跨越式提升。主要體現(xiàn)在：建立并形成了一批工程試驗(yàn)、研發(fā)基地;建成了一批裝備精良的材料研究基地;建成了一批裝備精良的核島、常規(guī)島關(guān)鍵設(shè)備制造基地;建成了一批裝備精良的主管道、鋼制安全殼(CV)制造基地;建成了一批裝備精良的主泵、閥門制造基地;建成了一批裝備精良的材料和重型起重裝備制造基地;形成了國(guó)內(nèi)核電設(shè)備制造完善的核質(zhì)保體系;建立和形成了三代核電物項(xiàng)和服務(wù)的供應(yīng)鏈體系，國(guó)內(nèi)核電設(shè)備制造企業(yè)整體能力得到全面提升。
目前國(guó)內(nèi)核電裝備制造業(yè)產(chǎn)品供應(yīng)鏈已全面覆蓋我國(guó)核電建設(shè)的各種堆型，產(chǎn)品技術(shù)涵蓋30萬(wàn)千瓦、60萬(wàn)千瓦到百萬(wàn)千瓦級(jí)核電產(chǎn)品，包括CNP、CPR、AP、EPR、CAP、華龍一號(hào)以及高溫氣冷堆。國(guó)內(nèi)核電裝備制造業(yè)產(chǎn)品供應(yīng)鏈見表2。
表2 國(guó)內(nèi)核電裝備制造業(yè)產(chǎn)品供應(yīng)鏈
分類產(chǎn)品名稱主要設(shè)備制造商
核一級(jí)水壓設(shè)備反應(yīng)堆壓力容器中國(guó)第一重型機(jī)械股份有限公司
上海電氣核電設(shè)備有限公司
東方電氣(廣州)重型機(jī)器有限公司
蒸汽發(fā)生器上海電氣核電設(shè)備有限公司
東方電氣(州)重邪機(jī)器有限公司
哈電集閉(秦空島)重型裝備有限公司
穩(wěn)壓器
上海電氣核電設(shè)備有限公司
東方電氣(廣州)重型機(jī)器有限公司、東方鍋爐股份有限公司
中國(guó)第一重型機(jī)械股份有限公司
哈電集團(tuán)(秦皇島)重型裝備有限公司
西安核設(shè)備有限公司
反應(yīng)堆冷卻劑泵(主
泵)哈爾演電氣動(dòng)力裝備有限公司
上海電氣凱士比核電泵到有限公司
沈鼓核電泵業(yè)公司
東方阿海琺核泵有限公司
反應(yīng)堆冷卻劑管道(主管道)
四川三州川化機(jī)核能設(shè)備制造有限公司
煙臺(tái)臺(tái)海瑪努爾核電設(shè)備有限公司
中國(guó)第二重型機(jī)械集團(tuán)公司
精密設(shè)備堆內(nèi)構(gòu)件上海第一機(jī)床廠有限公司
東方電氣(武漢)核設(shè)備有限公司
控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上海第一機(jī)床廠有限公司
四川華都設(shè)備有限公司
東方汽輪機(jī)有限公司
核島輔助設(shè)備
鋼制安全殼山東核電設(shè)備制造有限公司
核Ⅱ級(jí)泵大連深藍(lán),沈鼓集團(tuán)核電事業(yè)部、上海阿波羅、上海凱KSB、重慶水泵、江蘇海獅
主蒸汽隔離閥中核蘇閥、大連大高
爆破閥中核蘇閥、陜西物化所、大連大高、中船重工、哈電閥門
控制系統(tǒng)核電廠控制系統(tǒng)北京廣利核系統(tǒng)工程有限公司
國(guó)核自儀系統(tǒng)工程有限公司
中核東方控制系統(tǒng)工程有限公司
常規(guī)島主要設(shè)備汽輪機(jī)上海汽輪電機(jī)有限公司
東方汽輪機(jī)有限公司
哈爾濱汽輪機(jī)廠
發(fā)電機(jī)
上海電機(jī)廠
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