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石岛湾高温气冷堆核电站成功并网发电——全球第四代核电技术“中国引领” 哈电集团提供多项关键设备
来源: 哈尔滨电气集团有限公司 时间: 2021-12-21 点击数: 4681
 


        12月20日,国家科技重大专项华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程1号反应堆完成发电机初始负荷运行试验评价,首次并网成功,发出第一度电。这是我国具有完全自主知识产权、世界首座具有第四代先进核能系统特征的球床模块式高温气冷堆。

         华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程从2004年开始筹备,历经16年的开发建设历程,哈电集团作为重要参建单位,深入贯彻落实习近平总书记关于石岛湾高温气冷堆核电站示范工程重要批示精神,肩负央企职责使命,在面向国家重大需求的战略高科技研究领域,持续推进高水平科技自立自强,勇挑现代产业链“链主”重担,以产学研合作打通产业链条,突破了大量的技术和工艺难题,研发制造了全球首台高温气冷堆螺旋盘管式直流蒸汽发生器和全球首台大功率、高温热态电磁轴承结构主氦风机等重要关键设备,对推动我国在第四代先进核能技术领域抢占全球领先优势具有重要意义。

我国核电技术自主创新的新标杆

        该示范工程装机容量20万千瓦,从2004年开始筹备,经过了16年的开发建设历程,设备国产化率达到93.4%。蒸汽发生器作为高温气冷堆核电系统中最关键的设备之一,其作用是将核反应堆的热量转换成接近600摄氏度的水蒸气,推动汽轮发电机组产生电能,业内称之为“核电之肺”

        面对这个设计新、材料新、工艺新的全新核电装备,哈电集团携手清华大学核能与新能源技术研究院、中核能源科技有限公司、华能山东石岛湾核电有限公司,四方协同创新一切从零开始,十年磨一剑,将2461张设计图纸打造成又一个大国重器。

        高温气冷堆蒸汽发生器采用螺旋管换热结构,换热效率更高、结构布置更紧凑,设备总高约25米,最大外径约4.5米,总重接近500吨。项目执行过程中,哈电集团重装公司不断推动技术创新,攻克了多项关键工艺技术和世界级制造难题。其中,高精密换热管对接焊工艺、镍基合金环缝内孔全位置自动TIG焊接工艺等18项重大工艺技术均为国内首创,达到国际先进水平。哈电集团成为国内首个完全掌握第四代核岛主设备蒸汽发生器制造技术的企业。

实现多项关键设备国产化

        华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程主氦风机设备是我国具有完全自主知识产权的具备第四代核能系统安全特性的高温气冷堆核心设备。作为高温气冷堆核电站主氦风机设备的总包单位,哈电集团佳电股份自主研制了其驱动电机,并通过对产品方案内容不断进行验证、优化,解决了电磁悬浮轴承力学分析、电机转子加工制造技术、大功率高速高压变频电机电磁设计等多个重大技术难题

        哈电集团佳电股份先后完成了滑动轴承结构驱动电机原理试验样机、国产化电磁轴承铸铝转子结构驱动电机工艺验证样机、国产化电磁轴承铜条转子结构驱动电机试验样机和进口电磁轴承结构驱动电机工程样机的试制,以及主氦风机用驱动电机产品制造等诸多课题,确保了国家科技重大专项、全球首台四代核电“心脏”装备——高温气冷堆核电站示范工程主氦风机研制成功,并最终完成了主氦风机设备出厂试验。主氦风机的成功研制,不仅打破了国外技术垄断,填补了多项国内技术空白,同时也为世界首台高温气冷堆核电站顺利投产发电奠定了基础。

        2008年7月,哈电集团电机公司与中国华能山东石岛湾核电有限公司签订《高温气冷堆核电站示范工程常规岛发电机设备采购合同》。针对示范工程设备要求,电机公司积极应用成熟制造技术和经验,实现了示范工程发电机设备的国产化制造。2009年至2011年期间,哈电集团电机公司研制了空冷200兆瓦汽轮发电机VPI真机定子线棒,并对其性能从截面状态观测、介质损耗、局部放电量、电晕性能、击穿性能、电老化试验等进行了全面测试。结果证明,哈电制造的空冷200兆瓦汽轮发电机VPI定子线棒各项性能指标均达到或超过国外进口线棒,实现了空冷200兆瓦汽轮发电机VPI定子线棒国产化。

        此后,哈电集团电机公司还陆续攻克了转轴、定子冲片、控制系统等部件的生产难关,成功制造了示范工程常规岛汽轮发电机。2017年10月,电机公司提供的发电机顺利完成现场安装并进入调试阶段,为电站机组联合调试创造了有利条件。

        该项目将在2022年实现投产商运。投产后,预计每年可减少二氧化碳排放90万吨,相当于每年减少燃煤25万吨。华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程并网发电是我国核电发展史上浓墨重彩的一笔,对于促进我国核能创新发展、助力高水平科技自立自强具有重要意义。哈电集团将携手中国华能、清华大学及相关参建单位、科研院所等全体核电从业单位再接再厉,以更加优异的成绩不断擦亮中国核电的“新名片”,在推动实现碳达峰、碳中和目标的过程中作出新的更大的贡献。

 
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