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我国大型先进压水堆核电自主化取得新跨越

行业聚焦点中国仪表网2011年02月12日 09:54人气:4566

  2010年12月27日,随着现场一阵欢呼,浙江三门核电2号机组CA01模块稳稳就位于核岛区域。这是我国三代核电自主化依托项目4台AP1000核电机组在这一年成功实现的第18个,也是当年最后一个工程节点。
  
  这意味着,在三代核电技术中具有诸多先进技术特征的AP1000核电站,正在我国逐步变成现实。
  
  在国家核电技术公司董事长王炳华的眼里,这还仅仅是一个开始。在他的办公桌上,有这样一份进度表:
  
  世界首台AP1000核电机组、我国核电自主化依托项目第一台机组于2009年4月主体工程开工,2013年建成发电;
  
  国产标准设计的首批内陆AP1000三代核电机组到2010年底在技术上具备保障主体工程开工的条件;
  
  我国首台具有自主知识产权的CAP1400三代核电机组将于2013年开工,2017年建成投运。
  
  “按照我国三代核电自主化‘三步走’实施战略,依托项目的建成是三代核电技术成功引进的标志,首批内陆AP1000核电站的建成是三代核电技术成功消化吸收的标志,CAP1400示范工程建成是三代核电技术再创新的标志。”王炳华说。
  
  高起点推进核电自主化
  
  2010年,我国4台AP1000机组全面开工建设,这是我国三代核电自主化发展的实践基础,在核电人心目中,有着沉甸甸的分量。
  
  “为抢占制高点,我们的依托项目进展很快,在浙江三门建设的第一台AP1000核电站机组预计2013年就能并网运行,将是世界上第一座AP1000核电站。”王炳华表示。
  
  三代核电是当前世界核电发展主流,与我国核电站普遍采用的第二代核电技术相比,安全性和经济前景更好,具有建设周期短、运行寿命长等特点。
  
  为统一核电发展技术路线,高起点实现我国核电自主化发展,2006年,我国决定引进第三代核电中相对最安全和经济的AP1000核电技术,并成立国家核电技术公司,以建设4台机组为依托,牵头实施相应的技术引进消化吸收再创新。这个重大举措,是我国自上世纪80年代引进30万千瓦和60万千瓦火电机组技术以来,再次在国家层面组织的大规模能源技术引进工程。
  
  2007年,我国与美国西屋联合体签订第三代核电自主化依托项目4台机组核岛设计和部分关键设备采购及完整的技术转让合同,美方转让AP1000设计技术、设备制造和成套技术、建造技术等,中方将拥有在引进AP1000核电技术基础上改进和开发的、输出功率大于135万千瓦、大型非能动核电站的知识产权。
  
  在世界最先进核电技术由图纸转化为工程实践的过程中,我国通过自主创新,科学实践,创造了核电建设多项新纪录:率先掌握了AP1000核岛筏基大体积混凝土一次性整体浇筑的工艺和技术,保证了工程质量,缩短了主工期,对在建的二代核电项目产生了积极的影响;率先攻克了核岛钢制安全壳制造成套技术,解决了多曲率钢板模压一次成型及吊装运输的难题;率先掌握了模块化制造与建造技术,实现了土建和安装交叉作业。
  
  随着4台依托项目机组的建设和国产AP1000标准设计的实施,我国已经在实践中走出一条“标准化设计、工厂化预制、模块化施工、专业化管理、自主化建设”的三代核电建设新路子。
  
  关键设备取得新突破
  
  AP1000核电技术设备要求高、制造难度大,关键设备国产化成为我国核电自主化的关键。
  
  主管道被称为核电站“大动脉”,是压水堆核电站的核1级关键设备之一,要求采用超低碳控氮不锈钢整体锻造技术,材质要求高、加工制造难度大。该设备的研制成功,突破了相关材料的冶炼、锻造、加工制造难点,堪称目前世界核电主管道制造技术之最。
  
  “如果购买国外的设备,不仅价格昂贵,还要受制于人,我们下定决心,组织相关企业自行攻关研发。”国家核电技术公司工程管理部主任曾曦说。
  
  经过多家企业两年的攻关,我国终于自主突破了技术难关,制造的主管道已完全符合西屋的设计技术标准,达到世界一流水平。现在,三门、海阳1号机组的主管道都将采用国产设备,每套售价仅为国外报价的四成。
  
  此外,我国大型锻件技术取得突破,打破了国外企业在高端大型铸锻件市场的垄断……在爆破阀、核燃料元件等方面,也取得重要进展。
  
  AP1000技术的引进,使我国装备制造企业进入了从二代向三代技术升级转型阶段,相关企业不仅进入了高端制造领域,而且建立了先进的质量管理体系,在关键设备的国产化方面不断取得进展和突破。正在形成的AP1000三代技术设备供应链体系,不仅为我国核电规模化发展提供了支撑,也必将会成为AP1000设备全球供应链中的重要组成部分。2010年,我国三代核电的合格供应商已从10家增至29家。
  
  与此同时,作为消化吸收AP1000核电技术的重要成果,国产化AP1000核电标准设计的初步设计和主体工程施工前的施工图设计已经完成,满足我国首批内陆核电开工建设的要求。
  
  形成核电自有品牌
  
  大型先进压水堆核电站重大专项是国家中长期科技发展规划确定的16个重大专项之一,是我国建设创新型国家的一项标志性工程。
  
  现在,我国在技术引进消化吸收的基础上再创新,形成具有自主知识产权的核电品牌上已经迈出了坚实的步伐。
  
  这是一个代号为CAP1400的核电技术,代表我国装机容量达140万千瓦以上的先进非能动核电技术。目前CAP1400核电技术研发进入实质性推进阶段,已完成了具有自主知识产权的CAP1400核电的概念设计,并全面启动初步设计。
  
  CAP1400核电站示范工程前期准备也正有序推进,厂址已经选定山东省威海市荣成石岛湾,将建设2台CAP1400机组,一台作为示范堆,另一台作为标准堆。目前已经完成示范工程厂址勘察主体工作和总平面布置优化设计,初步可行性研究报告已经通过了审查。
  
  按照已确定的CAP1400示范工程的建设进度计划,2011年底完成初步设计,2013年4月开始浇筑混凝土,2017年12月底并网发电。届时,我国将具备成套核电技术出口能力。
  
  从参与AP1000依托项目的设计,到自主完成AP1000内陆核电标准设计的初步设计,再到完成重大专项CAP1400示范工程概念设计,一步步的跨越,标志着我国核电研发设计整体能力的不断提升,也体现了我国核电技术创新体系的建立和不断完善。
  
  王炳华表示,“十二五”时期是三代核电自主化的攻坚期,我国将在此期间全面掌握第三代先进非能动压水堆核电技术,完成国产化AP1000全厂标准设计、自主化CAP1400标准设计以及三环路(170万千瓦及以上)非能动核电技术概念设计;建成投产AP1000自主化依托项目4台机组,开工建设示范项目2台CAP1400机组,形成国际先进水平的工程总承包能力;核级锆材、先进核电数字化仪控、一体化堆顶组件等形成规模化生产能力,基本形成核电站高端运行技术服务体系。
  
  “要通过引进消化吸收再创新,使我国拥有具有自主知识产权的大型先进核电技术,使我国步入世界核电大国并向核电强国迈进。”王炳华说。
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