圖為田灣核電工程3號機組汽輪機全貌.
科技興國, 央企擔當. 世界再一次對中國 '智造' 刮目相看, 又一項中國裝備技術擺脫依賴進口的桎梏. 這項技術的擁有者成為國內同行業翹楚, 並躋身該領域世界第一方陣. 讓我們一起走進研發製造企業———哈電集團哈爾濱汽輪機廠有限責任公司(以下簡稱哈電汽輪機)一探究竟.
2018年5月19日, 由哈電汽輪機自主研發的, 國內自動化水平, 安全性均有大幅提升和改進的VVER-1000核電汽輪機———田灣核電二期工程3號機組完成了性能考核試驗, 在反應堆功率為每小時3012兆瓦的條件下, 機組出力達到1136兆瓦, 大大高于闐灣一期工程俄制機組, 超出性能保證值10兆瓦, 機組的振動, 脹差, 位移, 偏心, 瓦溫等指標全部優秀, 運行平穩.
田灣核電二期工程3號機組, 是國內首台在電站規劃, 項目管理, 工程建設, 研發製造等各個領域實現國產化並擁有自主智慧財產權的核電站, 是由中核集團, 哈電集團, 東北電力設計院聯合打造的精品工程. 哈電汽輪機與中核工程公司, 田灣用戶及東北院共同創造了國內多項行業第一: 第一次自主完成全廠控制策略, 第一次實現了從設計到製造的國產化, 第一次由汽輪機製造企業獨立完成TG(汽輪發電機組)設備和輔助系統三維布置設計和計算, 第一次實現彈性基礎的自主設計和應用.
該機組的成功投運, 標誌著哈電汽輪機在百萬等級核電汽輪機技術方面完成了從引進, 轉化, 吸收到全面國產化, 再到自主創新, 領軍核電領域的華麗轉身. 同時, 標誌著中國製造企業開始掌握核心技術, 彰顯了中國 '智造' 的雄厚實力.
行業典範 樹立標杆
田灣核電一期工程被譽為 '中俄核能合作的典範項目' , 田灣核電二期工程, 是中俄兩國繼續深化核能領域合作的又一重大項目.
中國造, 更自信. 該項目是首台由中方技術主導的中俄核電工程項目. 該項目在電站規劃, 項目管理, 工程建設方面均採用中方設計規劃理念, 首次實現由中方業主, 中方電力設計院, 中方主機製造商自主完成的核電工程建設項目, 在中俄合作的核電領域樹立了標杆, 為中國進軍VVER-1000國際市場積累了豐厚的工程經驗. 哈電汽輪機承擔設計製造的3, 4號汽輪機在國際領域處於領先地位. 同時, 在核電建設, 調試, 運行管理等方面進行的多項科技創新和管理提升, 也將積累諸多國際合作經驗, 培養更多人才, 為中國核電 '走出去' 戰略提供堅強助力.
半轉速, 更經濟. 田灣二期工程作為中國核電國際合作的 '龍頭' 工程意義重大, 是VVER-1000堆型首次採用半轉速汽輪機的工程, 哈電汽輪機秉承著創新驅動, 科技趕超的發展理念, 採用彈性基礎, 高效的通流技術, 先進的MSR(汽水分離再熱器)系統等設計技術, 在反應堆功率一定的條件下, 大幅提升了機組出力, 在保證機組安全性的前提下, 進一步提高了經濟性, 從而進一步提升了VVER-1000型核電站在國際市場上的競爭力.
高品質, 更放心. 田灣二期工程3號機組採用直接核蒸汽沖轉, 並且一次成功, 開創了國內先河. 採用核蒸汽沖轉是對機組安裝質量的考驗, 又是對常規島設計, 製造, 安裝和調試質量的重大考驗, 也是對一迴路與二迴路系統相互配合的整體性檢驗. 核蒸汽沖轉的一次成功, 大大縮短了電站項目的整體建設周期, 為中國核電 '走出去' 打下堅實的基礎.
自主化, 更先進. 該項目作為國內第一次由中方自主設計, 製造並運營的百萬等級核電汽輪機, 為打造具有自主智慧財產權, 性能優異, 安全可靠的核電品牌, 提升市場競爭力, 走出國門, 在世界核電技術制高點和市場佔據一席之地注入了一劑強心劑, 為後續中國核電站的總包建設走向世界, 實現 '中國製造2025' 的目標提供了強勁動力!
一路走來, 一串閃光的足跡: 田灣核電二期工程3號機組在2017年10月5日, 核蒸汽沖轉一次成功;2017年10月6日, 一鍵啟動一次成功;2017年12月30日, 首次併網一次成功;2018年2月15日, 完成100小時滿功率連續運行考核. 作為哈電汽輪機首台自主設計製造的百萬等級核電機組, 田灣核電二期工程3號機組實現了 '四個一次成功' 的 '大滿貫' 記錄, 國內史無前例!
技術領先 實現突破
懷著攻克核電汽輪機技術的初心, 自2012年起, 哈電汽輪機全面開啟了田灣二期工程設計方案研究. 經過無數次數據分析, 理論驗證和反覆的修改, 最終曆時兩年完成了共計23萬字的設計報告. 這些報告是哈電汽輪機研發人員嘔心瀝血的結晶, 凝聚了哈電汽輪機研發人員勇於創新的智慧和汗水, 標誌著哈電汽輪機完全自主研發的VVER-1000核電技術研發成功. 設計方案包括32個子報告, 涵蓋了核電汽輪機總體設計, 高低壓模組設計, 氣動及葉片設計, 主要部件設計, 主蒸汽系統設計, 汽封疏水系統設計, MSR輔助系統設計, 潤滑油系統設計, 電站三維布置設計, 彈性基礎設計等11個大方面. 更為重要的是, 部分技術為國內首創, 實現了我國核電常規島技術發展新的突破.
圖為設計人員研究田灣核電工程3號機組汽輪機設計方案.
第一次實現了適用於VVER堆型的核島與常規島的控制系統無縫對接. 該項目在業主總體規划下, 哈電汽輪機通過與電力設計院等相關單位進行多次技術交流和介面交換, 不斷的完善全島控制策略, 實現了核島與常規島在控制方面的完美對接, 實現了工藝系統與儀控系統的協調匹配, 實現了電站設備與運營管理的智能化升級, 最終實現了田灣核電項目的一鍵啟動系統一次啟動成功的目標.
第一次實現適用於VVER堆型的, 具有完全自主智慧財產權的首台半轉速核電汽輪機的研製. 該項目採用了先進全三維流場設計方法, 適用於濕蒸汽環境下的高效葉型和先進的去濕和防腐技術, 大幅提升了汽輪機通流效率;採用了雙管束四流程技術的新型MSR設備, 大幅提升了汽水分離和換熱效率;採用了簡化型汽輪機汽水系統設計, 並配合先進的電站系統三維布置設計手段, 大量簡化系統管道布置和附屬設備數量, 填補了國內主機製造廠在電站系統三維布置設計方面的技術空白. 該項目的自主開發和成功研製, 標誌著哈電汽輪機在百萬等級核電汽輪機領域已經具備了 '中國製造' 的能力.
第一次實現由國內汽輪機製造廠獨立完成TG設備和輔助系統三維布置計算. 該項目TG設備和輔助系統三維布置, 管道應力分析, 支吊設計與選型均由哈電汽輪機自主完成, 通過近十年的軟硬體平台搭建, 技術體系建設和梯隊人才培養, 以及在多個核電工程項目上與各大電力設計院的磨合和學習, 哈電汽輪機已經成為國內首家可獨立進行常規島系統設計和布置的汽輪機製造企業.
第一次實現在百萬等級核電汽輪機機型上自主設計彈性基座模式. 該項目彈性基座的成功應用, 打破了彈性基座依靠國外技術的慣例;汽輪機, 凝汽器與彈性基座的順利安裝, 體現了哈電汽輪機在彈性基座模式下的汽輪機安裝指導水平;優秀的軸系振動數據, 驗證了哈電汽輪機在機座配合設計和軸系計算的能力. 彈性基座的成功應用使哈電汽輪機的核電汽輪機能夠滿足不同用戶對基座形式的需求, 為今後的市場開發打下堅實的技術基礎, 提供更多的選項.
圖為田灣核電工程3號機組汽輪機低壓2號轉子.
梅花香自苦寒來, 經過近三年的生產加工和安裝調試, 田灣核電二期3號機組順利併網發電. 在此期間, 哈電汽輪機上下高度重視, 精心組織, 科學部署, 確保時間節點, 在安裝調試階段與各方協同合作, 多次得到用戶的讚揚. 如今, 田灣核電二期3號機組, 這台承載著 '哈汽夢' 的 '複興號' 終於駛出月台, 為 '沿途的千家萬戶' 送去哈電汽輪機的光明與動力.
萬家燈火, 是濃縮的哈電汽輪機力量, 是大寫的中國 '智造' 的力量.
全面保障 提升能力
圖為正在安裝中的田灣核電工程3號機組汽輪機.
田灣二期項目不僅在設計上實現了創新與突破, 而且也實現哈電汽輪機對機組安裝及調試全過程, 全方位技術服務, 為機組順利投運保駕護航. 在機組安裝期間, 哈電汽輪機派出設計, 工藝, 檢驗, 生產以及項目等精英團隊, 累計現場服務近2000日, 獲得中核集團, 江蘇核電發來的感謝信幾十封, 保證了田灣核電二期3, 4號機組的各大安裝節點圓滿完成. 在機組併網試驗期間, 哈電汽輪機派出經驗豐富的專家駐守現場, 保證設備的正常運行. 田灣核電二期項目的技術服務, 是哈電汽輪機由製造型企業向製造服務型企業轉型進程中邁出的堅實一步. 同時, 該項目還首次採用哈電汽輪機獨立自主(無外方參與)的質量管理, 通過精湛的項目管理水平保證了機組的運行質量. 田灣核電二期3號機組的順利併網發電, 使哈電汽輪機有信心挑戰更新的技術, 開發出更具有競爭力的產品, 進一步提升了哈電汽輪機的自主創新能力.
從上個世紀製造國內首台秦山二期650兆瓦核電汽輪機開始, 到設計製造世界首台第三代AP1000核電機組———三門項目, 再到現在的田灣二期工程, 哈電汽輪機從無到有, 從小到大, 從最初生產每一個部套都要借鑒國外技術, 到現在完成了全面的自主化設計, 哈電汽輪機在核電汽輪機領域的發展就是中國核電發展的一個縮影.
田灣二期工程核電汽輪機, 集中體現了哈電汽輪機自主設計, 製造水平的, 標誌著哈電汽輪機成為百萬等級核電常規島俱樂部中的重要成員. 這是哈電汽輪機在核電汽輪機設計創新的裡程碑, 更是哈電汽輪機製造的一個轉折點!該項目不僅是哈電汽輪機百萬等級核電汽輪機完全國產化的典型代表, 更是哈電汽輪機核電汽輪機技術突破創新的集中體現, 標誌著其核電產品技術, 安裝, 服務, 檢驗人才梯隊全面建成, 標誌著其全面建成核電汽輪機設計體系和工程化設計體系.
瞄準市場 再創輝煌
隨著化石能源的枯竭和其帶來的環境問題越來越嚴重, 核電以其不排放煙塵, 二氧化硫, 二氧化碳的清潔高效特性, 受到廣泛重視. 目前, 世界上每年核電的發電量相當於減排溫室氣體30億噸. 實踐證明, 每建成一座田灣3號機組這樣的百萬等級的核電站, 每年可替代標煤消耗280萬噸. 由於核電具有綠色排放, 選址靈活, 容量大, 高效穩定, 經濟成本低, 投資回報高等諸多優點, 現已成為世界主要工業國家能源結構的重要組成部分, 發展核電依然是各國保障未來能源供應的重要選擇之一. 世界上有18個國家的核電佔比都已經超過了20%, 全世界平均水平約為13%, 而目前核電在我國電力結構中僅佔2%, 發展空間巨大. 發展核電對我國突破資源環境瓶頸, 實現綠色低碳發展, 建設 '美麗中國' 有不可代替的作用.
在國家能源產業結構調整轉型升級, 深化供給側結構性改革之時, 哈電汽輪機積極響應國家政策, 加快推進向多元化產業調整, 瞄準市場, 抓住機遇. 在行業政策的不斷鼓勵和推進下, 我國核電行業正進入新的高速發展期. 哈電汽輪機作為國內核電設備主要供應商之一, 通過不斷消化吸收, 改進創新, 自主研發, 為中國核電裝備從 '引進來' 到 '走出去' 開闢了一條新的道路.
'山再高, 往上攀, 總能登頂;路再遠, 走下去, 定能到達' . 習近平總書記的鏗鏘話語縈繞耳畔. 精益求精, 永不止步, 哈電汽輪機將一如既往地堅持創新引領, 科技趕超, 以更先進的汽輪機技術推動中國電力裝備事業不斷前行, 為實現偉大複興的中國夢貢獻自己的力量.
延伸閱讀
由哈電汽輪機生產製造的三門1, 2號機組, 海陽1, 2號機組相繼非核蒸汽沖轉成功, 證明了哈電汽輪機在AP1000汽輪發電機組的加工製造上已經具備較為強勁的實力. 田灣核電二期3號機組VVER-1000核電汽輪機的成功運行標誌哈電汽輪機在核電領域設計研發實力取得了重大的突破, 田灣核電二期4號機組也在按計划進行安裝調試中.
2018年, 哈電汽輪機在核電市場捷報頻傳. 2月份, 具有獨立智慧財產權, 首台自主研發的 '華龍一號' 核電汽輪機中標海南昌江核電二期項目; '華龍一號' 核電汽輪機在2016年7月11日完成國內專家評審後終於結出碩果.
目前, 中核集團 '玲瓏一號' (ACP100)核電項目已成為中核集團海外市場戰略的重中之重, 中廣核集團低溫供熱堆項目已成為中國首個核能供暖示範項目. 哈電汽輪機為上述核電項目研發的 '玲瓏一號' 多用途, 模組化小型核電汽輪機和低溫供熱堆小型核電汽輪機, 必將引領未來國際SMR核電汽輪機市場. 哈電汽輪機已擁有 '華龍一號' , 優化型AP1000, 改進型VVER-1000, CAP1400, CANDU等大功率核電汽輪機技術, 以及ACP100核電小機, 低溫供熱堆核電小機技術, 並正在研發CAP1700, 高溫氣冷堆, 海上浮動電站核電小機等多種核電機型, '大兵小將' 齊頭並進, 將繼續拓寬海外市場, 譜寫中國核電汽輪機從 '引進來' 到 '走出去' 的時代篇章.