1.概况
阀门是核电站的重要配套设备,不仅关系到核电站的启堆、停堆和正常运行,而且在事故处理中也发挥着重要作用。一座两个机组的百万千瓦压水堆核电站,有阀门23000多台,其中核岛12000多台,常规岛和辅助系统11000多台,核岛中有核级阀门6000多台。阀门的价值量占整个核电站设备投资的15%左右。
核级阀门,特别是核一、二级阀门,关键非核级阀门长期被美国、法国和德国少数外国公司所垄断,20世纪90年代建设的大亚湾核电站,阀门基本全部从国外进口(包括一些手动关断类阀门),到21世纪初开始建设的岭澳核电站,阀门的国产化率也只有6%左右。因此,2006年3月在广州召开的核电设备国产化工作会议上将阀门的国产化作为重中之重。
2006年4月,国家能源局在沈阳召开核电泵阀第一次工作会议,国家发改委副主任张国宝同志亲自出席会议,中核总、中广核的主要领导也都出席会议。中国机械工业联合会代表国内装备制造企业做了《压水堆核电站核级泵阀国产化工作方案》的汇报。
2.制订国产化目标和实施方案
沈阳核电泵阀国产化工作会议之后,在国家能源局领导下,成立了由能源局科技装备司领导任组长的核电泵阀国产化领导小组,组成了由中核苏阀、大连大高、上海阀门、江苏神通、东吴阀门和上自仪七厂等阀门制造企业以及中广核工程公司、中科华研究院和中核工程公司等单位参加的“产、学、研、用”相结合的国产化工作小组。通过调查研究,召开20多次专题会议,制订了核电阀门国产化目标、实施计划,提出了各项保障措施。
根据红沿河依托工程建设进度和当时国内阀门制造业的努力,提出了科学合理的分阶段推进国产化的目标:第一阶段,在红沿河1、2号机组,国产化率达到40%,主要是部分核三级阀门,少部分核二级阀门;第二阶段,在红沿河3、4号机组(包括宁德1、2号机组)国产化率争取达到60%,主要是大部分核三级阀门,部分核二级阀门,少量核一级阀门。对于大部分核一级阀门和部分难度很高的核二、三级阀门及非核级阀门则争取在福清、方家山、岭澳二期和海南昌江等后续项目实施国产化,国产化率达到80%。
3.实施过程
1)在国产化领导小组安排下,中广核工程公司、中科华研究院和中核工程公司的专家深入承担任务的制造厂家,对企业领导、工程技术人员和管理人员进行培训,帮助建立和完善核质保体系,开展核文化建设。国家核安全局在该项工作中也给予了极大支持。
2)学习借鉴国外核电技术内涵经验,从标准化入手。2007年4月,组织上海发电设备设计成套研究院和中科华苏州院分别翻译出版了《ASME标准化第三卷(核电部分)》和《法国RCC-M标准》;又陆续邀请美国机械工程师协会、法国电力等标准化专家来华交流。(www.daowen.com)
3)通过讨论、沟通,核电用户和制造业在重大技术问题上达成共识。设计院、工程公司参与阀门设计、制造和试验全过程,加快了研发进度。
4)为尽快提升企业技术研发能力和核电阀门生产能力建设,国家能源局组织了技术改造贴息计划,对大连大高、沈阳盛世、中核苏阀、江苏神通等企业安排了技改专项资金的支持,为完成核电阀门国产化目标创造了条件。
中核苏阀在核电阀门配套能力方面主要建造了高温高压试验台架,完善了无损检测中心,进口了10MW回旋加速器等;大连大高进行了设计分析手段的升级建设,添置大型CAE分析软件,引进CAE分析人才,加快了新产品的研制进度;江苏神通进行了核电车间技术改造,使装备水平上了一个新的台阶;上海阀门改造升级了安全阀热态试验台架,为核电安全阀开发创造了条件。
4.阀门国产化率不断得到提升
经过几年努力,陆续研制成功一大批填补国内空白、达到国际先进技术水平的核电阀门产品。例如,中核苏阀项目期内进行了多达25项新产品研制开发项目,主要有主蒸汽隔离阀、核一级稳压器比例喷雾阀、核一级高Cv值止回阀、核二级W型平行板闸阀、核一级高压波纹管截止阀等;大连大高开发了20种核电新产品,主要有主蒸汽隔离阀、核一级止回阀、核一级截止阀、核一级闸阀等;江苏神通重点开发了核级蝶阀、核级球阀等产品;上海阀门重点开发了主蒸汽安全阀、主给水安全阀等产品。
在积极推进核电阀门研发工作的同时,国家能源局科技装备司和中国机械工业联合会还在产品鉴定、落实依托工程、推广应用方面做了大量组织协调工作。在宁德、方家山、福清、阳江等核电建设项目中,国产化比例不断提升,到目前综合国产化率可达80%(按价值量计算)。
5.三代核电关键阀门研发取得突破
根据国家核电重大专项的计划安排和自主开发的华龙一号三代核电特殊要求,中核苏阀、大连大高、上海阀门等制造企业开展了新一轮的核电关键阀门攻关。其中,中核苏阀、大连大高分别完成了AP1000和CAP1400三代核电主蒸汽隔离阀和爆破阀的研发,并在CAP1400示范工程福清5、6号机组和出口项目上获得应用;由中核苏阀、大连大高和上海阀门等有关企业研发的主给水隔离阀、核一级高压楔式闸阀、核一级止回阀等关键阀门也都相继研制成功,并且通过了鉴定,得到了工程应用。
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