AP1000设备国产化进程

AP1000设备国产化进程

2010-03-30 19:03:51 阅读13 评论0 字号:

 

  我国核电发展提速

       目前,我国已建成核电装机容量900万千瓦,而新开工和已核准的核电规模已达2290万千瓦。2008年以来已先后核准并开工建设了福建宁德、福建福清、广东阳江和方家山4个核电站。新开工和已经核准的核电规模是已建成核电规模的2.5倍.

       国内的3个核电基地共11台机组(浙江秦山的5台机组、广东大亚湾的4台机组和江苏田湾的2台机组)近二十年时间内陆续建成,为我国核电快速发展积累了经验和和基础。11台机组分别采用了自主技术或法国、加拿大、俄罗斯等国家的核电技术。

       核电以其清洁、安全和高效的特点日益受到社会各界的重视。2008年年初的雨雪冰冻天气中,核电明显体现出其在燃料运输、电力稳定性等方面的突出优势。而2008年年底,为了抵御国际金融危机冲击、解决当前我国经济运行中的突出问题,一批{gjj}重点工程启动和加快了建设,其中包括多个核电项目。

       根据国家核电发展规划,到2020年我国核电装机容量将达4000万千瓦,占中国全部电力装机容量的4%,这一比重到2030年将达到16%,达到世界平均水平。

    核电设备国产化已有较好基础

    通过已建和在建核电工程实践,我国已经打下了较好水平的核电装备自主化基础。近年来,我国装备制造企业通过消化吸引国外先进技术和自主攻关,已经逐步掌握了核岛、常规岛大多数关键设备的设计制造技术。

       目前,在建的核电站国产化率达到70%以上。预计5年内,国内装备制造企业将会形成年产超过10套百万千瓦核电主设备的能力。

    1.我国核电设备制造能力

       我国核电设备制造以哈尔滨、东方、上海三大发电设备制造集团和{dy}、第二重型机械制造集团等国有大型企业为主,生产能力约占全国总量的80%左右。各企业建立了{gjj}企业技术中心、博士后科研工作站、国家工程研究中心及研究院所等;建成了一批具有国际先进水平的试验研究设施;掌握了一些设计软件和关键设备的制造技术。

  2.制造企业的大规模技术改造

       四大设备制造集团为满足核电发展的需求,保证批量制造重型装备及大吨位的运输,相继建设了重型装备基地。

       东方电气集团公司在广州南沙建造了重型装备基地和出海口基地,起重能力2650吨,配备3000吨级码头,购进一批重型先进加工设备,年生产能力可达到2.5套百万千瓦级核电主设备。

       哈尔滨电站集团公司在秦皇岛建造重型装备基地和出海口基地,厂房已建成,购进了一批先进的装备,具备每年生产约2套核电站主要设备的制造能力。

       上海电气集团在上海临港新建重型装备基地,购进了一批先进的加工设备,主要厂房均安装有2台700吨的重型吊车,预计具有每年生产3套核电主要设备的能力。

       一重在大连棉花岛建设的重型设备基地也具备每年生产约2套核电主要设备的能力。

  AP1000三代核电

       为加速我国核电自主化进程,在高起点上实现自主创新,国家决定成立国家核电技术公司并引进国外先进的第三代核电技术。

       2007年7月24日,国家核电与美国西屋联合体正式签订了4台AP1000机组合同。中国购买美国4台先进的AP1000核电机组,美方同时转让AP1000设计技术、设备制造和成套技术、建造技术等先进的核电技术,中方将xx拥有在引进AP1000核电技术基础上改进和开发的、输出功率大于135万千瓦的、大型非能动核电站的知识产权。

      2007年12月31日为工程零点(ATP+O),核电站的建设工作已全面开始。三门核电提前完成负挖,海阳核电的负挖工作也提前开工。

       项目相关各方正为下一个重要工程点:2009年3月三门核电浇注{dy}罐混凝土(FCD)进行积极的准备。依托项目首台机组(三门#1号)计划于2013年11月(ATP+71)投入运行。

    1.AP1000核电站特点

        AP1000核电站是美国西屋公司设计的第三代先进压水堆核电站。单堆两环路设计,xx采用非能动安全系统,采用数字化技术和先进主控室设计,功率约为1250MWe,设计寿命60年。

       AP1000符合美国用户要求文件(UBD)对新一代商用反应堆的要求,是{wy}得到美国核管会(NCR)最终设计批准(FDA)的第三代核电技术。

    2.AP1000核电站主要设备的特点

       AP1000核电站的反应堆压力容器、蒸汽发生器、堆内构件、控制棒驱动机构、环吊、燃料装卸料机等设备是在原有成熟机组基础上进行设计,与传统的两代及其改进型压水堆核电站设备总体上类似。

       在具体规范上仍然存在较大的差异,如技术要求、标准、结构形成、材料、尺寸等,制造加工存在一定难度。国产化制造的重点和难点主要包括材料采购、焊接、机加和装配、热处理、检测试验等。

       AP1000反应堆冷却剂泵(主泵)、爆破阀、钢制安全壳CV、主管道等设备与传统的核电站xx不同,是AP1000的特殊重要设备。我国企业在此方面基本上处于空白,国产化的难度较大。

       AP1000反应堆冷却剂泵采用世界上{zd0}的屏蔽电机泵,与传统核电站采用的轴封式主泵有很大不同,技术难度大、加工精度高。

       爆破阀的驱动装备是由爆炸单元构成,是AP100核电站非能动系统的关键和特殊设备。

       钢制安全壳CV作为AP1000核电站的特别的关键设备,在核电站设备建造史上尚属首次,其特点在于外形尺寸大、钢板厚度大、封头分片曲面形状复杂、拼装后的整体精度要求高,且采用新型钢板材料,因此对CV安全壳容器的制造工艺提出了新的要求。

       AP1000主管道采用整锻式结构不锈钢锻造管,xx不同于第二代核电站采用的铸造不锈钢管,国产化的难度很大。

  3.AP1000设备技术引进情况

    AP1000设备国产化

       国家核电技术公司认真落实AP1000核电设备国产化{dy}次工作会议精神和《AP1000设备国产化实施方案》,坚持全面推进、重点突破,以解决我国核电发展中关键设备制造长期受制于人的突出问题为着力点。以通过引进技术的消化吸收以及依托工程四台机组的制造,全面掌握AP1000设备的设计和制造技术。

       国家核电技术公司内部由总部的设备部、科研设计部等部门、国核工程公司、上海核工程研究设计院等构建成完整的设备国产化统筹协调、分工负责的工作体系,包括技术转让、设备采购、设备监造等环节,建立内部相关的工作制度和严密的工作程序。

    西屋公司转让核岛工艺与系统设计,提供主要设备的技术规格书和指导图,以及核蒸汽关于系统的主设备基础设计,这部分由西屋公司转让。

  其他设备,根据SNPTC与WEC商定,由西屋(分包方)联队提供设备的设计与制造技术。

  已经或即将进行技术转让谈判有如下各项:①反应堆压力容器②蒸汽发生器(南韩斗山)、③反应堆内件与④控制棒驱动机构(WEC下属的核电设备制造部NCMD)、⑤爆破阀(美国SPX公司)、⑥反应堆冷却剂泵(美国EMD公司)、⑦环吊与⑧装卸料机(美国WEC下属的NuPar 公司)、⑨安全壳一体化顶盖(意大利ANSALDO)等项。

  除了上述9个项目外,国产化难度高的大锻件、主管道和关键核级阀门等不属转让范围。

主设备                  转让方

反应堆压力容器     Doosan(南韩斗山)

蒸汽发生器         Doosan(南韩斗山)

堆内构件           NCMD 西屋公司核部件制造厂

控制棒驱动机构     NCMD 西屋公司核部件制造厂

燃料装卸料设备     美国ParNuclear

一体化安全壳顶盖   Ansaldo意大利安莎多

环形吊车           美国ParNuclear

电控爆破阀         美国SPX.

主泵:不转让的部分还包括:

  1 RCP: 计算机程序-EMD称用于军事,较多的关键部件和材料属于第三方制造,诸如:石墨自润滑轴承,陶瓷密封端子、屏蔽套薄板HASTERLLOY材料、不锈钢铸造外壳以及外置冷却器等。没有这些材料和部件,设备国产化和供货还受限制。

  2 环吊:电控EX-SAM部套是选项,不在转让之列。WEC与SNPTC和第三方机构一起签订一个对EX-SAM系统全部技术资料的保管协议。当出现不可抗原因时,由第三方机构向SNPTC提供资料。

  3 各类核级阀门:

  WEC认为在国内已有合资企业生产,只有当合资企业在中国境内不再生产相关产品时向中方进行技术转让。

  目前或一个相当时间内一些关键阀门如稳压器安全阀等,还需从国外购进。

  4 主管道:

  与其他大型铸锻件情况一样,由于WEC联合体没有制造能力和技术,其供货商明确不转让锻件制造技术。WEC联合体对此表示无能为力, 将主管道列为B类供货,即由中方采购范围,不属于技术转让范围 。解决办法可能是国内攻关,择优选择,来不及时,向国外采购。

  5 其他低合金钢锻件:

下表反映主要设备的国产化计划

主设备                    #1          #2           #3          #4              国内制造厂

蒸汽发生器               0        {bfb}        {bfb}    {bfb}      哈锅,上海电气

反应堆压力容器        0        {bfb}        {bfb}    {bfb}      一重、上海电气

堆内构件                  0         {bfb}        {bfb}    {bfb}          上海电气

控制棒驱动机构        0            0            {bfb}    {bfb}         上海电气

环行吊车                   0        {bfb}        {bfb}    {bfb}         大重-大起

燃料装卸料设备        0        {bfb}         {bfb}    {bfb}         上海电气

主泵*                       10%      25%          40%    100%*      哈电机+沈鼓(泵)

其他容器和储罐      {bfb}    {bfb}        {bfb}    {bfb}   

主管道                    {bfb}    {bfb}        {bfb}    {bfb}    一重、二重或中船重工

其他核级泵             {bfb}    {bfb}        {bfb}    {bfb}   

爆破阀                      0            0                0       100%      航天总公司研究所

其他核级阀门           0             0            {bfb}    {bfb}   

* 主泵的国产化比例是由EMD提出,中方要求是第四套4台主泵的国产化比率100%(即按EMD加工范围的100%),EMD认为,AP1000主泵是新设计,需要进行合格鉴定后才能转让技术和培训,再加上耽心国内的技术改造周期的考虑,中方可能来不及100%国产化。中方坚持必须利用第四套供货大机会,进行国产化验证,为第五套xx国产化打下可靠基础。

初步统计,每个机组的国产化比例分别为:30%、50%、60%和70%,四台机组统计平均约为50%。

  通过4套机组的国产化过程,可以掌握AP1000主要设备的关键技术,从第五套设备开始可以基本实现国产化

  AP1000国产化进展

  1.  技术转让实施情况                        

  2.  主泵国产化工作进展

    2008年3月2日,沈鼓、哈电分别与EMD公司签订了16台主泵部分零部件国内分包制造和2台国产主泵分包制造合同。这是AP1000屏蔽主泵逐步实现国产化的重要里程碑,标志着AP1000屏蔽主泵国产化进程已进入了实施阶段。

    2008年11月沈鼓、哈电最终通过了EMD的质保监查,成为了AP1000主泵非ASME部件EMD合格供应方。2008年11月,EMD发送的16台主泵国内分包零部件{dy}批原材料空运至国内。             

    ASME“N”及“NPT”认证:ASME授权检验机构于12月8日-12日、12月15-19日,ASME检验机构分别对哈电、沈鼓进行ASME取证现场联检。两厂精细准备,“取证”一词成功,为尽早成为AP1000主泵ASME部件EMD合格供方创造了条件。

    “缺口”设备采购:该项工作已取得大进展,哈电、沈鼓在EMD的指导下,已开始部分设备的采购,并确保所采购的“缺口”设备在性能上满足AP1000主泵生产的要求。

    沈鼓、哈电新厂房基地建设:沈鼓计划在现有厂区新建核泵制造基地,建设方案基本确定,计划2011年1月投入使用。哈电AP1000核主泵电机生产基地于2007年10月1日已正式动工,目前已完成厂房、办公楼等主体封闭,2台32吨吊车正在安装中。基地完工后将具备年生产AP1000主泵电机12-16台的能力。

  3.  RV、SG国产化工作进展

    三门和海阳2号机组的合同已分别与上海电气、哈尔滨电站和一种集团签订。

    首批五个团组共计32人赴韩国斗山参加反应堆压力容器和蒸汽发生器的制造培训工作,内容涉及反应压力容器和蒸汽发生器的项目管理、质量控制、采购控制、清洁控制、制造方法、工具工装、焊接、无损检验八个专业方面。累计参与课堂培训21班天,岗位培训437人天。

    中国一重反包制造PRV、SG锻件,总体上进展顺利,但也出现了一些质量问题,某些锻件进度拖期。

    一重开展的SG管板试制已成功。

    4.  爆破阀国产化

    爆破阀是AP1000专有的设备,是AP1000的一个非常关键的安全设备。海阳2号机组12台阀门将由国内分包制造。

    中核苏阀已制定ASME N和NPT认证及国家核安全局取证工作计划。中核苏阀将与213所联合开展爆破阀的国产化工作并签订了联合研制协议。哈电集团阀门公司也将参与爆破阀的国产化工作。

    中方将派遣3-4名工程师参与SPX爆破阀QME试验计划的开发及其它设计任务。

  5.环吊与装卸料设备国产化

    2008年10月,工程公司向太重、大起和上起厂发出依托项目第2、3、4号机组环吊招标文件。为协助三家指定用户投标,西屋公司于11月中旬向国家核电提交了环吊的初步设计图纸,并已送三家国内在厂。

    首批装卸料设备制造技术资料(初步质量计划)已按照合同进度如期到达并分发给国内工厂。

  6.CV容器国产化

    CV容器也是AP1000的专有设备之一,CV底封头是{zx0}交货的设备之一,与依托项目关系紧密。

    CV容器的国产化任务将由国家核电控股的山东核电设备制造公司承担。首台CV容器将由山东厂分包制造,后继机组的CV容器山东厂已经与国核工程公司签订供货合同。

    11月22日,派遣10名学员赴意大利参加为期两周的课堂培训,其中5名学员继续参加岗位培训。经过11个月的紧张建设,山东设备公司已于2008年5月建成投产。

    作为西屋的设备分包商,山东厂申请了ASMEN和NPT证书,即将获得ASME证书。

    SNPEMC在第48周进行了两次模压试验,并对先前压制成型的瓣片用点压方式进行校型试验,校形后弧板与底部标准测量台架的公差为8mm。(截止2008年12月1日,已在6块板材上进行10次中温整体模压试验。)

  6.主管道国产化

    主管道作为AP1000的特殊设备,其采购模式尚未最终确定,国内单位的模拟件试制进展显得尤为重要。

    上重、中船重工、一重、二重均开展了主管道的样管试制工作,并取得较大进展。主要包括:

    钢锭化学成份xx满足西屋公司的技术要求。

   通过主管道科研攻关,促进国内大型超纯净奥氏体不锈钢电渣锭技术已达到国际{lx1}水平(国内07年以前的电渣锭技术{zd0}为45吨水平,现在可以达到150吨水平)。

    AP1000主管道冷弯核心技术取得突破,已达目前国际同步水平。

    超低碳纯净不锈钢基础性理论研究认识已接近世界同步水平。

    上重、431团队已下达1:1模拟件开工令。                  

  7.  模块制造

    模块化建造作为AP1000的一大特色,采购工作对工程进展,特别是工程前期进度有着重要的影响。

    国家核电合资组建了山东核电设备制造有限公司,专业制造AP1000工程用各种模块及钢制安全壳。

    2008年,模块采购及制造工作有序开展,4个机组的重要模块已完成订货,有些已完成部分制造任务,对项目按期实现FCD目标及后续工程节点目标奠定了坚实的基础。

    KB10、KB13不锈钢水槽的8个支腿已于11月15日发货到三门核电现场。

    KB10、KB13不锈钢水槽目前箱体已经焊接完成,PT检测合格,11月30日完成所有焊接及试压工作,经过酸洗并检查合格后于12月初包装出厂。

    其实已释放的设备模块在预制材料到货后启动预制。

    8. 锆材国产化

    锆材的国产化是{tmgnkb}的项目,同时,随着国内核电的大规模发展,前景广阔。为此,国家核电技术公司非常重视锆技术的转让和国核锆业的建厂。

    由于核级锆技术属于敏感技术,需要美国商务部另行审批并发放出口许可。为了早日获得锆技术出口许可,我们多次敦促西屋,并按照西屋的要求提交相关支持材料,在许可证条件不利于我们时,积极与西屋沟通,提出我们的修改意见,最终获得比较满意的结果,为锆材技术的转让和有效实施打下了良好的基础。

    现在,首批国核锆业的团组已经赴美国与西屋公司进行技术交流。西屋公司也已承诺,前三批技术文件将于2009年1月前提交国家核电。

  9.目前已经签订合同的主要设备

    2008年,在国家发改委、国家能源局等国家部委的直接领导下,通过国家核电技术公司和各制造企业的不懈努力,AP1000的国产化工作取得了一定的进展。今后,我们将更加努力,高举核电设备国产化的大旗,积极推动AP1000的设备国产化工作,圆满完成依托项目的建设任务,为实现我国核电的自主化发展目标和振兴我国装备制造业做出贡献!

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