我國核電設備國產化現狀

1、第八章 我國核電設備國產化現狀,張繼革 上海交通大學 2010,核工程導論,第八章 我國核電設備國產化現狀,評價標準 17項主要設備 核電設備國產化現有能力與差距,評價標準,評價核電設備國產化現有能力，首先評價17項主要設備的現有國產化能力 17項主設備的造價約占設備總造價的一半 為核一級或重要設備，技術要求高 是檢驗國產化能力的關鍵設備 是科研攻關或引進技術的關鍵設備,核電設備國產化能力嶺澳為例,17項主要設備,反應堆壓力容器 蒸汽發(fā)生器 穩(wěn)壓器 堆內構件 控制棒驅動機構 主管道 環(huán)吊 裝卸料機 主泵,核二、三級泵 核級閥門 汽輪機 發(fā)電機 汽水分離再熱器 海水循環(huán)泵 冷凝器 主控系統(tǒng),核電

2、站設備比例,主設備占40左右 自動化系統(tǒng)和儀表占1015 輔助系統(tǒng)和設備占4050,核電設備國產化現有能力與差距,我國核電國產化制造的主要差距,無百萬千瓦級核電站制造經驗 我們與用戶的需求及國際水平之間的主要差距是沒有設計、制造過百萬千瓦級核電站 (包括常規(guī)島設備) 批量生產能力弱 技術能力薄弱 我們的設計能力、設計水平、科研開發(fā)能力存在著比較大的差距 科技隊伍、試驗條件、測試設備等 現有技術落后 己建的大亞灣和嶺澳百萬千瓦級的壓水堆核電站在技術上是上世紀7080年代的水平，與當前的先進壓水堆技術有著比較大的差距,我國核電百萬級設備的制造能力,可以認為我國已初步具備了制造百萬千瓦級核電站核島設

3、備的能力 但在設計技術、計算軟件、工程管理、設備配套供應等方面與國外先進水平之間存在看比較大的差距 可通過引進技術和購買必要的關鍵部件，逐步提高國產化比率的辦法，盡快實現縮小與國際水平之間的差距，并且在此基礎上，開發(fā)創(chuàng)新，形成自己的知識產權 同時借鑒、消化、吸收國外先進的工程管理經驗和技術，培育國內的設備成套供應商,目前我國核電設備的制造能力-來圖加工,在核島關鍵設備的制造，采用的都是來圖加工 秦山一期30萬千瓦、秦山二期60萬千瓦的反應堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器、反應堆堆內構件、控制棒驅動機構、核燃料裝卸料機等都是由設計院設計供圖，制造廠加工 嶺澳100萬千瓦的設備分包更是來圖加工,關鍵

4、：必須發(fā)揮設計單位和制造單位的積極性，并同時加強雙方的合作，為有利于國產化工作，制造單位必須參與施工設計,核電設備建造單位,關鍵機械設備制造 (國內三大發(fā)電設備基地) 上海電氣集團 壓力容器（600MW） 、蒸發(fā)器（600MW） 、控制棒驅動器（600MW、 900MW ） 汽輪機（300MW）、發(fā)電機 東方電氣集團 蒸發(fā)器（900MW ） 、控制棒驅動器（900MW） 、汽輪機（900MW） 、發(fā)電機 哈爾濱電站設備集團公司 汽輪機（600MW）、發(fā)電機,中國東方電氣集團公司,國內三大發(fā)電設備制造商之一 高通量堆設備 清華大型高溫氣冷堆氦輔系統(tǒng)，1996 1996年與FRAMATOME公司和

5、GEC-ALSTOM公司簽署了嶺澳100萬級核電重型設備的國產化分包合同，包括： 蒸汽發(fā)生器 穩(wěn)壓器 安注箱 硼注射箱 常規(guī)島汽輪發(fā)電機組部套 嶺澳二期PLP包核島重型設備制造,東方鍋爐廠,嶺澳核電站蒸汽發(fā)生器,蒸發(fā)器穿管嶺澳,嶺澳核電站穩(wěn)壓器,嶺澳安注箱和硼注箱,安注箱,硼注箱,凝汽器,東方汽輪機廠,1000MW核電全轉速汽輪機 嶺澳常規(guī)島汽輪發(fā)電機組部套 汽輪機靜止部件和輔助系統(tǒng)設備 高、低壓模塊總裝 部套的機械加工 裝備和部套的毛坯準備 汽輪機的總組裝,低壓模塊總裝,東方電機有限公司,發(fā)電機 嶺澳核電站發(fā)電機分包,上海先鋒電機廠,控制棒驅動機構 秦山一期（30萬千瓦） 秦山二期（60萬千

6、瓦） 嶺澳核電站2號機組（90萬千瓦）的部分（機加工部件），與法瑪通合作 驅動桿 鉤爪組件 18種1362件產品零件,控制棒驅動機構,上海第一機床廠,反應堆堆內構件和控制棒導向筒 秦山一期（30萬千瓦） 恰希瑪（30萬千瓦） 秦山二期 （60萬千瓦） 高溫氣冷堆 快中子增殖堆 嶺澳2號機組（90萬千瓦） ，分包法瑪通,上海起重運輸機械廠,裝卸料機 秦山一期（30萬千瓦） 恰?，敚?0萬千瓦） 秦山二期（60萬千瓦） 大亞灣、嶺澳 （90萬千瓦） 法國法馬通公司制造,大連起重運輸機械廠,環(huán)吊 秦山一期（30萬千瓦） 恰?，敚?0萬千瓦） 德國引進技術與大連起重運輸機械廠合作生產 秦山二期（60萬

7、千瓦） 西班牙 廣東大亞灣、嶺澳（90萬千瓦） 法國法馬通公司制造,常州電力修造廠,蒸汽和給水管道的預制 嶺澳核電站，與法瑪通合作,上海電纜廠、廣東電纜廠,電力電纜（3K級） 嶺澳核電站，與法瑪通合作,反應堆壓力容器,國內有設計、制造核潛艇、30萬千瓦、60萬千瓦反應堆壓力容器的經驗 沒有設計、制造百萬千瓦級反應堆壓力容器的經驗,關鍵技術研究: 大型鍛件的生產，上、下封頭的壓制、加工及環(huán)縫、接管段、安全段的焊接,制造企業(yè)：上海鍋爐廠、東方鍋爐廠,國內的反應堆壓力容器制造商,秦山一期30萬千瓦 從國外購買 巴基斯坦恰?，敽穗娬?第一重型機器廠 秦山二期60萬千瓦 一臺由日本三菱重工提供 另一臺是

8、在日本三菱重工的技術支持下由上海鍋爐廠制造 標志著我國向著大型核電設備制造跨進了一大步 清華大學10MW高溫氣冷實驗堆 上海鍋爐廠 清華大學5MW低溫核反應堆（壓力殼、堆內構件、熱交換等設備） 哈爾濱動力設備股份有限公司 廣東大亞灣、嶺澳100萬千瓦級核電站 法國法馬通公司,秦山一期壓力容器引進,蒸發(fā)器,國內有設計、制造核潛艇、30萬千瓦、60萬千瓦核電站蒸發(fā)器的經驗 部分分包過嶺澳100萬千瓦蒸汽發(fā)生器 百萬級單回路容量類似，但需驗證 U型傳熱管需進口,制造企業(yè)：上海鍋爐廠（300MW、 600MW ）、東方鍋爐廠（900MW合作）,關鍵技術研究:大厚管板鍛造、深孔加工和傳熱管的脹接技術，

9、U型傳熱管制造工藝,國內的蒸發(fā)器制造商,秦山一期、恰?，數?0萬千瓦核電站的蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器 上海鍋爐廠 秦山二期60萬千瓦核電站 2臺由西班牙制造 另2臺是在美國西屋公司和西班牙ENSA公司的技術支持下由上海鍋爐廠制造 大亞灣90萬千瓦核電站 法國法馬通公司供貨 東方鍋爐廠分包了蒸汽發(fā)生器的部分另部件，并進行了總裝 清華大學lOMW高溫氣冷實驗堆 上海動力設備有限公司 氦氣輔助系統(tǒng)由東方公司制造,穩(wěn)壓器,國內已有設計、制造30萬千瓦、60萬千瓦核電站和制造百萬千瓦同類產品的經驗 該設備設計、制造難度不大，除噴淋裝置和電加熱元件要進口，均可立足國內設計、制造,制造企業(yè)：上海鍋爐廠（300MW

10、、 600MW ）、中核總西安524廠（ 600MW ）、東方鍋爐廠（900MW分包）,國內的穩(wěn)壓器制造商,秦山一期、恰?，數?0萬千瓦核電站 上海鍋爐廠 秦山二期60萬千瓦核電站 上海鍋爐廠制造 1臺 中核總西安524廠制造 1臺 大亞灣90萬千瓦核電站 東方鍋爐廠分包 同時分包硼注箱、蓄壓箱等其它核級壓力容器,堆內構件的作用,堆內構件是壓水堆核電站核島心臟設備，主要功能 裝載與支承核燃料 提供堆芯中子通量和溫度測量 提供冷卻劑合理的水流分配 為控制棒提供正確通道 以控制反應堆啟動、停堆和功率調整,國內的堆內構件制造商,秦山一期、恰希瑪30萬千瓦、秦山二期 60萬千瓦核電站 上海第一機床廠

11、廣東嶺澳100萬千瓦核電站 上海第一機床廠分包法國法馬通公司 高溫氣冷堆、快中子增殖堆等 上海第一機床廠,上海第一機床廠形成了30萬、60萬、100萬千瓦壓水堆堆內構件的生產系列,堆內構件,該設備國內已有30萬千瓦核電站的設計、制造經驗，有60、100萬千瓦部分的制造經驗 分包過嶺澳100萬千瓦核電站的堆內構件 尚缺乏百萬千瓦級設備設計和成套制造的經驗,控制棒驅動機構,國內已有設計、制造30萬，60萬千瓦核電站同類設備的成功經驗 部分分包過嶺澳100萬千瓦控制棒驅動機構等部件 百萬千瓦核電站用控制棒驅動機構與60萬千瓦基本相同,制造企業(yè)：上海先鋒電機廠（300MW、 900MW ）,國內控制棒

12、驅動機構制造商,秦山一期、恰?，?0萬千瓦、秦山二期60萬千瓦、清華大學l0MW高溫氣冷堆 上海先鋒電機廠 廣東大亞灣90萬千瓦 法國制造 2號機組的控制棒驅動機構中驅動桿、鉤爪組件18種1362件產品零件是由上海先鋒電機廠分包法國法馬通公司制造,裝卸料機,國內有設計、制造30萬千瓦、60萬千瓦核電站同類設備能力 除電氣元件和少數機械零部件進口外，國內已基本具備設計、制造百萬千瓦級核電站配套裝卸料機能力：,國內裝卸料機制造商,秦山一期、恰?，?0萬千瓦核電站、秦山二期60萬千瓦核電站 上海起重運輸機械廠 大亞灣、嶺澳 100萬千瓦級核電站 法國法馬通公司制造,主 泵,國內曾與外商合作研制了用于

13、30萬千瓦核電站的主泵機組 但尚未掌握設計和關鍵部件的制造技術，擬繼續(xù)與外商合作，由外商負責，逐步提高國產化能力 國內建成的主泵綜合試驗回路，完善了主泵驗證、鑒定條件 目前尚無制造能力,關鍵技術研究: 機械密封，推力軸承，輔助系統(tǒng)儀表閥門,國內的主泵制造商,冷卻劑主循環(huán)泵是核島的主要關鍵設備，技術難度較大 巴基斯坦恰?，?0萬千瓦核電站 沈陽水泵廠和哈爾濱電機廠與西德合作生產制造 國內所有現有核電站 全部向國外購買,主管道,至今，基本依靠進口 通過“九五”科技攻關，按法國RCC-H規(guī)范，國內巳研制離心鑄造直管，靜態(tài)鑄造彎管各一件，應用于嶺澳核電站，已基本掌握其冶煉力工技術 成套供貨時，尚待擴容

14、改造,國內的主管道制造商,主回路管道過去皆由國外進口 主管道的試制 四川化工機械廠和上海大隆機器廠對其進行了攻關研制 于 1999年四川化工機械廠試制出一段一米長的直管和一段彎管，經國內專家鑒定和法國FRAMATOM公司業(yè)主的驗收 己安裝在嶺澳核電站2號機上試用 上海大隆機器廠試制了彎管段 雖經鑒定合格，但尚未使用,環(huán) 吊（環(huán)行起重機）,環(huán)行起重機裝設于反應堆廠房安全殼內，其主要功能是 在建造期間，安裝吊運蒸發(fā)器和壓力容器等設備 在運行期間，停堆換料時裝卸吊運壓力殼頂蓋及上、下堆內構件，從貯存水池轉運乏燃料到裝載池以及安全殼內設備的吊運等 國內僅有30萬千瓦核電制造能力 其機械部分設計制造可立

15、足于國內，電控部分需與國外合作,國內制造企業(yè)：大連起重運輸機械廠,國內的環(huán)吊（環(huán)行起重機）制造商,秦山一期、恰希瑪30萬千瓦核電站 德國引進技術與大連起重運輸機械廠合作生產的 秦山二期60萬千瓦 西班牙 廣東大亞灣、嶺澳100萬千瓦級核電站的 法國,核二、三級泵,主要包括 上充泵、高壓安注泵、低壓安注泵、噴淋泵和余熱排出泵、電動、汽動輔助給唧泵、設冷水泵，安全廠用水泵、水壓試驗泵等 國內在“八五、九五計劃中都安排過科技攻關，但進展不大 近期新建核電站擬以國外采購為主 目前，我國可以生產制造核II級泵，如 高壓安全注射泵、安全殼噴淋泵、停堆冷卻泵等,核級閥門,主要包括主蒸汽安全閥、主蒸汽隔離閥、

16、主給水調節(jié)閥、余熱導出安全閥等約40臺套 核安全功能要求高，設計、制造難度大，國內無設計、制造能力，擬進口 另有分布在核電站100多個系統(tǒng)近6400臺套的核一、二、三級閥門，以及其他各類閥門約3萬臺,汽輪機,國內上海、哈爾濱、東方三大汽輪機廠，分別有研制30萬、60萬、100萬千瓦核電汽輪機的經歷 但還沒有百萬千瓦級汽輪機設計和成套研制經歷,制造企業(yè)：上海汽輪機廠（300MW）、哈爾濱汽輪機廠（600MW）、東方汽輪機廠（900MW）,國內的汽輪機制造商,國內核電站目前采用全速核電汽輪機 秦山一期、恰?，?0萬千瓦核電站的 上海汽輪機廠在引進技術的基礎上，采用了一個高壓汽輪機和二個低壓汽輪機積

17、木塊，并按核電的要求改型設計制造的 秦山二期60萬千瓦核電站 哈爾濱汽輪機廠在引進技術的基礎上，改型設計制造的 廣東大亞灣、嶺澳100萬千瓦級核電站 英法GEC-阿爾斯通公司 東方汽輪機廠分包制造了部分部件并進行了總裝,汽水分離再熱器制造商,是核電汽輪機中的一個關鍵設備，它的采用大大提高了核電汽輪機的經濟性和安全可靠性 秦山一期、巴基斯坦恰希瑪30萬千瓦核電站 上海汽輪機廠 從美國西屋公司引進的技術 秦山二期60萬千瓦核電站 上海汽輪機廠 廣東大亞灣90萬千瓦核電站 GEC-阿爾斯通公司 嶺澳100萬千瓦級核電站 哈爾濱鍋爐廠分包,發(fā)電機,國內三大發(fā)電設備基地都已基本具備研制百萬千瓦級汽輪發(fā)電

18、機的能力，具有對定、轉子加工的大型數控加工中心，臥式車床等 嶺澳核電站國內承擔了單臺設備價約15的分包制造部件，包括外定子、密封油系統(tǒng)、定于水系統(tǒng)、氫冷卻器及管路系統(tǒng)等 但國內沒有全套機組設計、制造，驗證試驗的業(yè)績,國內的汽輪發(fā)電機組制造商,國內核電站目前采用全速核電汽輪機 在大型核電站中，可能選用半轉速汽輪發(fā)電機 秦山一期、恰?，?0萬千瓦核電站的 上海汽輪機廠在引進技術的基礎上，采用了一個高壓汽輪機和二個低壓汽輪機積木塊，并按核電的要求改型設計制造的 秦山二期60萬千瓦核電站 哈爾濱汽輪機廠在引進技術的基礎上，改型設計制造的 廣東大亞灣、嶺澳100萬千瓦級核電站 英法GEC-阿爾斯通公司

19、東方汽輪機廠分包制造了部分部件并進行了總裝,百萬級設備制造能力-汽輪發(fā)電機組,當今世界上目前投運的最大半速核電機組己經達到150萬千瓦 在1980年代從美國引進了30萬、60萬千瓦火電機組的設計、制造技術，實現了批量生產?，F已成功的運用這一技術設計，制造了30萬、60萬千瓦全速核電汽輪發(fā)電機組 引進了可用于設計100萬干瓦核電汽輪發(fā)電機組的設計技術和計算機軟件 分包過90萬干瓦核電汽輪機和超臨界火電汽輪機的汽缸、汽輪發(fā)電機的定子加工,關鍵技術：若常規(guī)島如選擇采用半速機組時，在設計、制造萬面與國際水平之間還存在著一定的差距，還需要通過技術引進、消化吸收、逐步實現國產化,核電常規(guī)島輔機設備,主要有

20、高、低壓給水加熱器，凝汽器，除氧器等 秦山一期、恰?，?0萬千瓦核電站、秦山二期60萬千瓦核電站 上海動力設備有限公司 嶺澳100萬千瓦核電站 杭州鍋爐廠利用法國達拉斯公司技術 制造了高加、低加、凝汽器、除氧器等設備,冷凝器,國內已有設計、生產30萬、60萬千瓦能力,90萬千瓦為分包合作 但尚無百萬千瓦級核電站冷凝器的設計、制造的全面經驗，通過前2臺機組合作設計后，可基本實現國產化,制造企業(yè)：東方鍋爐廠（300MW、 600MW 、 900MW ）,海水循環(huán)泵,國內尚無此類循環(huán)泵的設計、制造經驗，但可與國外合作，尋求提高國產化能力的途徑,主控系統(tǒng),6 0萬千瓦機組提供的全部控制系統(tǒng)，基本是國內

21、的，包括核島安全、保護系統(tǒng)，常規(guī)島控制系統(tǒng)，數據采集系統(tǒng)，控制棒棒控棒位系統(tǒng)和1 E級繼電器架等 以大亞灣核核電站作參考，主控系統(tǒng)的國產化能力可達8 0左右。 如采用全數字化控制系統(tǒng)，其核安全、保護系統(tǒng)國內尚不具備能力，需要進口 按全數字化要求，目前國內主控系統(tǒng)國產化能力只能達6 0,關鍵技術研究: 數字化儀控系統(tǒng),核電站自動化與儀表,成立了多家中外合資企業(yè)及外商獨資企業(yè) 能生產具有自主知識產權的部分核級儀表，如 核級電容變送器、核級熱電偶、熱電阻、核浮筒液位變送器、核級主冷卻泵轉速儀表、核級壓力、差壓、溫度、位式控制器、核級記錄儀、核級可編程調節(jié)器、核級報警裝置和系統(tǒng)、核級主控制盤系統(tǒng)、部分核級氣動、電動調節(jié)閥和核級電動執(zhí)行機構等 與法國CEGELEC公司、Framatome公司合作研制生產了部分核級系統(tǒng)與裝置，如 IE級反應堆保護系統(tǒng)樣機，核電站水、汽取樣裝置，IE級邏輯系統(tǒng)繼電裝置，核電站廢液處理系統(tǒng)裝置，TF級核電NX濃硼酸熱纜控制系統(tǒng)，核電站主給水流量測量節(jié)流裝置等 上述各種儀表和系統(tǒng)裝置己應用在秦山二期60萬千瓦核電站，部分應用在大亞灣和嶺澳核電站,核電站用應急電源 (柴油發(fā)電機組),我國的核電站應急電源(柴油發(fā)電機組) 都是由國外進口的 上海滬東造船廠和陜西408廠80年代引進了法國SEMT pielsMck專利技術