我國核電設(shè)備國產(chǎn)化現(xiàn)狀

1、第八章 我國核電設(shè)備國產(chǎn)化現(xiàn)狀,張繼革 上海交通大學(xué) 2010,核工程導(dǎo)論,第八章 我國核電設(shè)備國產(chǎn)化現(xiàn)狀,評價標(biāo)準 17項主要設(shè)備 核電設(shè)備國產(chǎn)化現(xiàn)有能力與差距,評價標(biāo)準,評價核電設(shè)備國產(chǎn)化現(xiàn)有能力，首先評價17項主要設(shè)備的現(xiàn)有國產(chǎn)化能力 17項主設(shè)備的造價約占設(shè)備總造價的一半 為核一級或重要設(shè)備，技術(shù)要求高 是檢驗國產(chǎn)化能力的關(guān)鍵設(shè)備 是科研攻關(guān)或引進技術(shù)的關(guān)鍵設(shè)備,核電設(shè)備國產(chǎn)化能力嶺澳為例,17項主要設(shè)備,反應(yīng)堆壓力容器 蒸汽發(fā)生器 穩(wěn)壓器 堆內(nèi)構(gòu)件 控制棒驅(qū)動機構(gòu) 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(shè)備比例,主設(shè)備占40左右 自動化系統(tǒng)和儀表占1015 輔助系統(tǒng)和設(shè)備占4050,核電設(shè)備國產(chǎn)化現(xiàn)有能力與差距,我國核電國產(chǎn)化制造的主要差距,無百萬千瓦級核電站制造經(jīng)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(shè)計、制造過百萬千瓦級核電站 (包括常規(guī)島設(shè)備) 批量生產(chǎn)能力弱 技術(shù)能力薄弱 我們的設(shè)計能力、設(shè)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(shè)備等 現(xiàn)有技術(shù)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(shù)上是上世紀7080年代的水平，與當(dāng)前的先進壓水堆技術(shù)有著比較大的差距,我國核電百萬級設(shè)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(shè)

3、備的能力 但在設(shè)計技術(shù)、計算軟件、工程管理、設(shè)備配套供應(yīng)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(shù)和購買必要的關(guān)鍵部件，逐步提高國產(chǎn)化比率的辦法，盡快實現(xiàn)縮小與國際水平之間的差距，并且在此基礎(chǔ)上，開發(fā)創(chuàng)新，形成自己的知識產(chǎn)權(quán) 同時借鑒、消化、吸收國外先進的工程管理經(jīng)驗和技術(shù)，培育國內(nèi)的設(shè)備成套供應(yīng)商,目前我國核電設(shè)備的制造能力-來圖加工,在核島關(guān)鍵設(shè)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(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器、反應(yīng)堆堆內(nèi)構(gòu)件、控制棒驅(qū)動機構(gòu)、核燃料裝卸料機等都是由設(shè)計院設(shè)計供圖，制造廠加工 嶺澳100萬千瓦的設(shè)備分包更是來圖加工,關(guān)鍵

4、：必須發(fā)揮設(shè)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(chǎn)化工作，制造單位必須參與施工設(shè)計,核電設(shè)備建造單位,關(guān)鍵機械設(shè)備制造 (國內(nèi)三大發(fā)電設(shè)備基地) 上海電氣集團 壓力容器（600MW） 、蒸發(fā)器（600MW） 、控制棒驅(qū)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(qū)動器（900MW） 、汽輪機（900MW） 、發(fā)電機 哈爾濱電站設(shè)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(nèi)三大發(fā)電設(shè)備制造商之一 高通量堆設(shè)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(shè)備的國產(chǎn)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(shè)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(zhuǎn)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(shè)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(qū)動機構(gòu) 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(qū)動桿 鉤爪組件 18種1362件產(chǎn)品零件,控制棒驅(qū)動機構(gòu),上海第一機床廠,反應(yīng)堆堆內(nèi)構(gòu)件和控制棒導(dǎo)向筒 秦山一期（30萬千瓦） 恰?，敚?0萬千瓦） 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(shù)與大連起重運輸機械廠合作生產(chǎn) 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(yù)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(yīng)堆壓力容器,國內(nèi)有設(shè)計、制造核潛艇、30萬千瓦、60萬千瓦反應(yīng)堆壓力容器的經(jīng)驗 沒有設(shè)計、制造百萬千瓦級反應(yīng)堆壓力容器的經(jīng)驗,關(guān)鍵技術(shù)研究: 大型鍛件的生產(chǎn)，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(nèi)的反應(yīng)堆壓力容器制造商,秦山一期30萬千瓦 從國外購買 巴基斯坦恰希瑪核電站 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(shù)支持下由上海鍋爐廠制造 標(biāo)志著我國向著大型核電設(shè)備制造跨進了一大步 清華大學(xué)10MW高溫氣冷實驗堆 上海鍋爐廠 清華大學(xué)5MW低溫核反應(yīng)堆（壓力殼、堆內(nèi)構(gòu)件、熱交換等設(shè)備） 哈爾濱動力設(shè)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(nèi)有設(shè)計、制造核潛艇、30萬千瓦、60萬千瓦核電站蒸發(fā)器的經(jīng)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(guān)鍵技術(shù)研究:大厚管板鍛造、深孔加工和傳熱管的脹接技術(shù)，

9、U型傳熱管制造工藝,國內(nèi)的蒸發(fā)器制造商,秦山一期、恰?，?shù)?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(shù)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(xué)lOMW高溫氣冷實驗堆 上海動力設(shè)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(nèi)已有設(shè)計、制造30萬千瓦、60萬千瓦核電站和制造百萬千瓦同類產(chǎn)品的經(jīng)驗 該設(shè)備設(shè)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(nèi)設(shè)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(nèi)的穩(wěn)壓器制造商,秦山一期、恰?，?shù)?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(nèi)構(gòu)件的作用,堆內(nèi)構(gòu)件是壓水堆核電站核島心臟設(shè)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(yīng)堆啟動、停堆和功率調(diào)整,國內(nèi)的堆內(nèi)構(gòu)件制造商,秦山一期、恰?，?0萬千瓦、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(nèi)構(gòu)件的生產(chǎn)系列,堆內(nèi)構(gòu)件,該設(shè)備國內(nèi)已有30萬千瓦核電站的設(shè)計、制造經(jīng)驗，有60、100萬千瓦部分的制造經(jīng)驗 分包過嶺澳100萬千瓦核電站的堆內(nèi)構(gòu)件 尚缺乏百萬千瓦級設(shè)備設(shè)計和成套制造的經(jīng)驗,控制棒驅(qū)動機構(gòu),國內(nèi)已有設(shè)計、制造30萬，60萬千瓦核電站同類設(shè)備的成功經(jīng)驗 部分分包過嶺澳100萬千瓦控制棒驅(qū)動機構(gòu)等部件 百萬千瓦核電站用控制棒驅(qū)動機構(gòu)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(nèi)控制棒

12、驅(qū)動機構(gòu)制造商,秦山一期、恰希瑪30萬千瓦、秦山二期60萬千瓦、清華大學(xué)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(qū)動機構(gòu)中驅(qū)動桿、鉤爪組件18種1362件產(chǎn)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(nèi)有設(shè)計、制造30萬千瓦、60萬千瓦核電站同類設(shè)備能力 除電氣元件和少數(shù)機械零部件進口外，國內(nèi)已基本具備設(shè)計、制造百萬千瓦級核電站配套裝卸料機能力：,國內(nèi)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(nèi)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(shè)計和關(guān)鍵部件的制造技術(shù)，擬繼續(xù)與外商合作，由外商負責(zé)，逐步提高國產(chǎn)化能力 國內(nèi)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(guān)鍵技術(shù)研究: 機械密封，推力軸承，輔助系統(tǒng)儀表閥門,國內(nèi)的主泵制造商,冷卻劑主循環(huán)泵是核島的主要關(guān)鍵設(shè)備，技術(shù)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(chǎn)制造 國內(nèi)所有現(xiàn)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(guān)，按法國RCC-H規(guī)范，國內(nèi)巳研制離心鑄造直管，靜態(tài)鑄造彎管各一件，應(yīng)用于嶺澳核電站，已基本掌握其冶煉力工技術(shù) 成套供貨時，尚待擴容

14、改造,國內(nèi)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(guān)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(jīng)國內(nèi)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(jīng)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(shè)于反應(yīng)堆廠房安全殼內(nèi)，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(shè)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(nèi)構(gòu)件，從貯存水池轉(zhuǎn)運乏燃料到裝載池以及安全殼內(nèi)設(shè)備的吊運等 國內(nèi)僅有30萬千瓦核電制造能力 其機械部分設(shè)計制造可立

15、足于國內(nèi)，電控部分需與國外合作,國內(nèi)制造企業(yè)：大連起重運輸機械廠,國內(nèi)的環(huán)吊（環(huán)行起重機）制造商,秦山一期、恰?，?0萬千瓦核電站 德國引進技術(shù)與大連起重運輸機械廠合作生產(chǎn)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(shè)冷水泵，安全廠用水泵、水壓試驗泵等 國內(nèi)在“八五、九五計劃中都安排過科技攻關(guān)，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(chǎn)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(diào)節(jié)閥、余熱導(dǎo)出安全閥等約40臺套 核安全功能要求高，設(shè)計、制造難度大，國內(nèi)無設(shè)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(nèi)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(jīng)歷 但還沒有百萬千瓦級汽輪機設(shè)計和成套研制經(jīng)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(nèi)的汽輪機制造商,國內(nèi)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(shù)的基礎(chǔ)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(shè)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(shù)的基礎(chǔ)上，改型設(shè)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(guān)鍵設(shè)備，它的采用大大提高了核電汽輪機的經(jīng)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(shù) 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(nèi)三大發(fā)電設(shè)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(zhuǎn)子加工的大型數(shù)控加工中心，臥式車床等 嶺澳核電站國內(nèi)承擔(dān)了單臺設(shè)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(nèi)沒有全套機組設(shè)計、制造，驗證試驗的業(yè)績,國內(nèi)的汽輪發(fā)電機組制造商,國內(nèi)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(zhuǎn)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(shù)的基礎(chǔ)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(shè)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(shù)的基礎(chǔ)上，改型設(shè)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(shè)備制造能力-汽輪發(fā)電機組,當(dāng)今世界上目前投運的最大半速核電機組己經(jīng)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(shè)計、制造技術(shù)，實現(xiàn)了批量生產(chǎn)?，F(xiàn)已成功的運用這一技術(shù)設(shè)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(shè)計100萬干瓦核電汽輪發(fā)電機組的設(shè)計技術(shù)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(guān)鍵技術(shù)：若常規(guī)島如選擇采用半速機組時，在設(shè)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(shù)引進、消化吸收、逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化,核電常規(guī)島輔機設(shè)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(shè)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(shù) 制造了高加、低加、凝汽器、除氧器等設(shè)備,冷凝器,國內(nèi)已有設(shè)計、生產(chǎn)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(shè)計、制造的全面經(jīng)驗，通過前2臺機組合作設(shè)計后，可基本實現(xiàn)國產(chǎn)化,制造企業(yè)：東方鍋爐廠（300MW、 600MW 、 900MW ）,海水循環(huán)泵,國內(nèi)尚無此類循環(huán)泵的設(shè)計、制造經(jīng)驗，但可與國外合作，尋求提高國產(chǎn)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(nèi)

21、的，包括核島安全、保護系統(tǒng)，常規(guī)島控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)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(chǎn)化能力可達8 0左右。 如采用全數(shù)字化控制系統(tǒng)，其核安全、保護系統(tǒng)國內(nèi)尚不具備能力，需要進口 按全數(shù)字化要求，目前國內(nèi)主控系統(tǒng)國產(chǎn)化能力只能達6 0,關(guān)鍵技術(shù)研究: 數(shù)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(chǎn)具有自主知識產(chǎn)權(quán)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(zhuǎn)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(diào)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(diào)節(jié)閥和核級電動執(zhí)行機構(gòu)等 與法國CEGELEC公司、Framatome公司合作研制生產(chǎn)了部分核級系統(tǒng)與裝置，如 IE級反應(yīng)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(yīng)用在秦山二期60萬千瓦核電站，部分應(yīng)用在大亞灣和嶺澳核電站,核電站用應(yīng)急電源 (柴油發(fā)電機組),我國的核電站應(yīng)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(shù)