我國自主研制具有世界先進(jìn)水平的第三代核電站用定頻水冷離心式冷水機(jī)組(國家科技重大專項(xiàng))11月7日在重慶通過了由國家能源局委托、中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的科技成果評(píng)定,專家組一致認(rèn)定該機(jī)組所有指標(biāo)均達(dá)到或超過專項(xiàng)研制要求,機(jī)組研制成功,技術(shù)性能達(dá)到國際先進(jìn)水平,主要性能甚至優(yōu)于國際先進(jìn)水平,可直接用于核電工程項(xiàng)目。這標(biāo)志著我國核電領(lǐng)域大型制冷裝備的國產(chǎn)化再上一層樓。

 據(jù)了解,核電站定頻水冷離心式冷水機(jī)組專項(xiàng)是我國第三代核電技術(shù)的“大型先進(jìn)壓水堆及高溫氣冷堆核電站”國家重大科技專項(xiàng)研究的子課題,該專項(xiàng)的責(zé)任主體支撐單位是1964年成功研制我國首臺(tái)離心式冷水機(jī)組的重慶通用工業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司(以下簡稱“重通集團(tuán)”)。

   由于核電站對(duì)安全性的要求極其嚴(yán)苛,因此,為之配套的制冷設(shè)備在設(shè)計(jì)要求方面也極為復(fù)雜和苛刻。

 “從接受該任務(wù)開始,我就深知該課題的重要性和完成該課題的技術(shù)攻關(guān)難度大。”重通集團(tuán)技術(shù)人士稱,機(jī)組研發(fā)是從2014年1月開始的,公司的技術(shù)精英被整合組成了專項(xiàng)項(xiàng)目組,和國核工程有限公司一道,與上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院、上海核工程研究設(shè)計(jì)院的專家進(jìn)行了充分研討。

 在1年零10個(gè)月的時(shí)間里,項(xiàng)目組反復(fù)優(yōu)化了近20種方案,解決了壓縮機(jī)氣動(dòng)、換熱器、結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)等設(shè)計(jì)和關(guān)鍵工藝、生產(chǎn)制作、質(zhì)量管控等大量核心技術(shù)攻關(guān)后,研制方案得到所有專家一致認(rèn)可,最終一次性通過方案設(shè)計(jì)、一次性順利生產(chǎn)合格、一次性順利通過項(xiàng)目驗(yàn)收,并獲得鑒定專家組的高度評(píng)價(jià)。

 中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)總工程師隋永濱主持了7日舉行的專項(xiàng)現(xiàn)場(chǎng)鑒定會(huì),他在會(huì)上充分肯定了廣大技術(shù)人員和專家共同努力是我國重大裝備國產(chǎn)化的關(guān)鍵所在,歷史會(huì)記住他們。

 在隨后的項(xiàng)目介紹中,國家科技重大專項(xiàng)項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人之一程林透露了研發(fā)中的六大技術(shù)攻關(guān)難點(diǎn):

 難點(diǎn)一:大冷量、高壓比、寬工況、低能耗的冷水機(jī)組研制。核電站定頻水冷離心式冷水機(jī)組冷量要求7910kw,同時(shí)冷凍水出水溫度4.4℃,冷卻水出水溫度最高46.7℃,制冷量和壓比遠(yuǎn)高于常規(guī)核島冷水機(jī)組,同時(shí)機(jī)組能耗要求又非常低。

 難點(diǎn)二:高效低噪的高壓比離心式制冷壓縮機(jī)研發(fā)。離心式制冷壓縮機(jī)需滿足機(jī)組在各種工況下的高效運(yùn)行,同時(shí)要求離心式壓縮機(jī)壓比高、運(yùn)行范圍寬,同時(shí)還需滿足低噪聲、低振動(dòng)的要求。

 難點(diǎn)三:大溫差換熱器設(shè)計(jì)及中間管板深度脹接工藝。機(jī)組需研制特殊厚壁高效傳熱管和換熱器結(jié)構(gòu),以滿足換熱器大溫差換熱要求以及嚴(yán)格的設(shè)備安裝、接管方位及外形尺寸要求。研制同時(shí)需研發(fā)換熱器串聯(lián)中間管板處傳熱管的深度脹接工藝以保證密封性。

 難點(diǎn)四:兩套獨(dú)立循環(huán)制冷系統(tǒng)并聯(lián)自動(dòng)聯(lián)鎖運(yùn)行控制。機(jī)組為兩臺(tái)離心式壓縮機(jī)的雙機(jī)頭機(jī)組形式,兩套獨(dú)立循環(huán)系統(tǒng)并聯(lián)水路系統(tǒng)串聯(lián)運(yùn)行,要求對(duì)兩套制冷循環(huán)系統(tǒng)需滿足全自動(dòng)聯(lián)鎖自適應(yīng)運(yùn)行能力,寬工況運(yùn)行范圍內(nèi)的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力及多重保護(hù)功能。同時(shí)兩臺(tái)制冷壓縮機(jī)可互為備機(jī),具備根據(jù)使用頻率自適應(yīng)調(diào)整啟動(dòng)順序及分配運(yùn)行的特殊功能。

 難點(diǎn)五:機(jī)組超長壽命設(shè)計(jì)。通常離心式冷水機(jī)組設(shè)計(jì)壽命為20年,以往核電站的要求最高也不超過40年,而本課題要求整機(jī)壽命達(dá)到60年。

 難點(diǎn)六:標(biāo)準(zhǔn)研究及采用。機(jī)組的設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試等國產(chǎn)化研究,需要對(duì)原所涉及的各類美國標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范要求等進(jìn)行詳細(xì)消化及解讀,力求在全部滿足技術(shù)要求的條件下成功實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。

 “針對(duì)六大技術(shù)難點(diǎn),重通集團(tuán)項(xiàng)目組逐一實(shí)施了創(chuàng)新技術(shù)突破,最終攻克難點(diǎn),成功研制出具有世界先進(jìn)水平的第三代核電站用定頻水冷離心式冷水機(jī)組樣機(jī)。”業(yè)內(nèi)人士指出,該樣機(jī)以優(yōu)異的性能實(shí)現(xiàn)了大容量、長壽命、高可靠性、高效率、低振低噪、低能耗、雙機(jī)頭等高標(biāo)準(zhǔn)要求,研究形成的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的設(shè)備自主設(shè)計(jì)和制造技術(shù),達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先、國際同類產(chǎn)品先進(jìn)水平。后續(xù)應(yīng)用將有助于核電設(shè)備逐步實(shí)現(xiàn)自主化和國產(chǎn)化,意義十分深遠(yuǎn)。

 專家組最后認(rèn)為,專項(xiàng)研發(fā)還形成了國內(nèi)核電冷水機(jī)組研發(fā)生產(chǎn)方面的特殊技術(shù)要求和標(biāo)準(zhǔn),這對(duì)中國核電事業(yè)具有非常積極的意義和長遠(yuǎn)價(jià)值,為中國核電走向世界增添了新動(dòng)力。

 據(jù)悉,重通集團(tuán)從1997年成功開發(fā)出國產(chǎn)化首臺(tái)核電站專用離心式冷水機(jī)組并裝備于秦山核電站,實(shí)現(xiàn)了核電站國產(chǎn)化制冷設(shè)備零的突破迄今,已經(jīng)持續(xù)為中國核電提供了大量的核電專用離心式冷水機(jī)組,是中國核電用離心式冷水機(jī)組的唯一民族品牌提供者,是中國離心式冷水機(jī)組研制的先驅(qū)。

 核電站定頻水冷離心式冷水機(jī)組的市場(chǎng)前景也十分可觀。從國家核電中長期發(fā)展規(guī)劃看,到2020年,我國核電發(fā)電量將占到總發(fā)電量的4%,預(yù)計(jì)裝機(jī)容量高達(dá)到5000萬千瓦。如果以核電站1300美元/千瓦的單位造價(jià)計(jì)算,2020年4900萬千瓦核電站項(xiàng)目投資高達(dá)637億美元,按設(shè)備費(fèi)用占項(xiàng)目總投資44%和設(shè)備國產(chǎn)化程度74.6%(核島設(shè)備國產(chǎn)化程度70%,常規(guī)島設(shè)備國產(chǎn)化程度80%,核電站輔助設(shè)備國產(chǎn)化程度90%)計(jì)算,國內(nèi)核電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)在2020年前有望分享高達(dá)209億美元(1695億元人民幣)的市場(chǎng)份額。

 面對(duì)巨大的國內(nèi)市場(chǎng)需求,重通集團(tuán)更是將目光投向了國際市場(chǎng)。“核電站離心式冷水機(jī)組的成功研制,使我們實(shí)現(xiàn)了企業(yè)發(fā)展再升級(jí)。”重通集團(tuán)董事長劉忠堂在現(xiàn)場(chǎng)鑒定會(huì)上表示,這將有助于重通走出國門,實(shí)現(xiàn)大型制冷裝備產(chǎn)品國際化。