我国核电设备国产化现状

第八章我国核电设备国产化现状张继革上海交通大学2010核工程导论第八章我国核电设备国产化现状•评价标准•17项主要设备•核电设备国产化现有能力与差距评价标准•评价核电设备国产化现有能力，首先评价17项主要设备的现有国产化能力•17项主设备的造价约占设备总造价的一半•为核一级或重要设备，技术要求高•是检验国产化能力的关键设备•是科研攻关或引进技术的关键设备核电设备国产化能力－岭澳为例17项主要设备1.反应堆压力容器2.蒸汽发生器3.稳压器4.堆内构件5.控制棒驱动机构6.主管道7.环吊8.装卸料机9.主泵10.核二、三级泵11.核级阀门12.汽轮机13.发电机14.汽水分离再热器15.海水循环泵16.冷凝器17.主控系统核电站设备比例•主设备占40％左右•自动化系统和仪表占10~15％•辅助系统和设备占40~50％核电设备国产化现有能力与差距我国核电国产化制造的主要差距•无百万千瓦级核电站制造经验–我们与用户的需求及国际水平之间的主要差距是没有设计、制造过百万千瓦级核电站(包括常规岛设备)–批量生产能力弱•技术能力薄弱–我们的设计能力、设计水平、科研开发能力存在着比较大的差距•科技队伍、试验条件、测试设备等•现有技术落后–己建的大亚湾和岭澳百万千瓦级的压水堆核电站在技术上是上世纪70~80年代的水平，与当前的先进压水堆技术有着比较大的差距我国核电百万级设备的制造能力•可以认为我国已初步具备了制造百万千瓦级核电站核岛设备的能力•但在设计技术、计算软件、工程管理、设备配套供应等方面与国外先进水平之间存在看比较大的差距•可通过引进技术和购买必要的关键部件，逐步提高国产化比率的办法，尽快实现缩小与国际水平之间的差距，并且在此基础上，开发创新，形成自己的知识产权•同时借鉴、消化、吸收国外先进的工程管理经验和技术，培育国内的设备成套供应商目前我国核电设备的制造能力--来图加工•在核岛关键设备的制造，采用的都是来图加工•秦山一期30万千瓦、秦山二期60万千瓦的反应堆压力容器、蒸汽发生器、稳压器、反应堆堆内构件、控制棒驱动机构、核燃料装卸料机等都是由设计院设计供图，制造厂加工•岭澳100万千瓦的设备分包更是来图加工关键：必须发挥设计单位和制造单位的积极性，并同时加强双方的合作，为有利于国产化工作，制造单位必须参与施工设计核电设备建造单位•关键机械设备制造(国内三大发电设备基地)–上海电气集团•压力容器（600MW）、蒸发器（600MW）、控制棒驱动器（600MW、900MW）•汽轮机（300MW）、发电机–东方电气集团•蒸发器（900MW）、控制棒驱动器（900MW）、汽轮机（900MW）、发电机–哈尔滨电站设备集团公司•汽轮机（600MW）、发电机中国东方电气集团公司•国内三大发电设备制造商之一•高通量堆设备•清华大型高温气冷堆氦辅系统，1996•1996年与FRAMATOME公司和GEC-ALSTOM公司签署了岭澳100万级核电重型设备的国产化分包合同，包括：–蒸汽发生器–稳压器–安注箱–硼注射箱–常规岛汽轮发电机组部套•岭澳二期PLP包核岛重型设备制造东方锅炉厂岭澳核电站蒸汽发生器蒸发器穿管－岭澳岭澳核电站稳压器岭澳安注箱和硼注箱安注箱硼注箱凝汽器东方汽轮机厂•1000MW核电全转速汽轮机•岭澳常规岛汽轮发电机组部套–汽轮机静止部件和辅助系统设备•高、低压模块总装•部套的机械加工•装备和部套的毛坯准备–汽轮机的总组装低压模块总装东方电机有限公司•发电机–岭澳核电站发电机分包上海先锋电机厂•控制棒驱动机构–秦山一期（30万千瓦）–秦山二期（60万千瓦）–岭澳核电站2号机组（90万千瓦）的部分（机加工部件），与法玛通合作•驱动杆•钩爪组件•18种1362件产品零件控制棒驱动机构上海第一机床厂•反应堆堆内构件和控制棒导向筒–秦山一期（30万千瓦）–恰希玛（30万千瓦）–秦山二期（60万千瓦）–高温气冷堆–快中子增殖堆–岭澳2号机组（90万千瓦），分包法玛通上海起重运输机械厂•装卸料机–秦山一期（30万千瓦）–恰希玛（30万千瓦）–秦山二期（60万千瓦）•大亚湾、岭澳（90万千瓦）–法国法马通公司制造大连起重运输机械厂•环吊–秦山一期（30万千瓦）–恰希玛（30万千瓦）–德国引进技术与大连起重运输机械厂合作生产•秦山二期（60万千瓦）–西班牙•广东大亚湾、岭澳（90万千瓦）–法国法马通公司制造常州电力修造厂•蒸汽和给水管道的预制–岭澳核电站，与法玛通合作上海电缆厂、广东电缆厂•电力电缆（3K级）–岭澳核电站，与法玛通合作反应堆压力容器•国内有设计、制造核潜艇、30万千瓦、60万千瓦反应堆压力容器的经验•没有设计、制造百万千瓦级反应堆压力容器的经验关键技术研究:大型锻件的生产，上、下封头的压制、加工及环缝、接管段、安全段的焊接制造企业：上海锅炉厂、东方锅炉厂国内的反应堆压力容器制造商•秦山一期30万千瓦–从国外购买•巴基斯坦恰希玛核电站–第一重型机器厂•秦山二期60万千瓦–一台由日本三菱重工提供–另一台是在日本三菱重工的技术支持下由上海锅炉厂制造•标志着我国向着大型核电设备制造跨进了一大步•清华大学10MW高温气冷实验堆–上海锅炉厂•清华大学5MW低温核反应堆（压力壳、堆内构件、热交换等设备）–哈尔滨动力设备股份有限公司•广东大亚湾、岭澳100万千瓦级核电站–法国法马通公司秦山一期压力容器引进蒸发器•国内有设计、制造核潜艇、30万千瓦、60万千瓦核电站蒸发器的经验•部分分包过岭澳100万千瓦蒸汽发生器•百万级单回路容量类似，但需验证•U型传热管需进口制造企业：上海锅炉厂（300MW、600MW）、东方锅炉厂（900MW合作）关键技术研究:大厚管板锻造、深孔加工和传热管的胀接技术，U型传热管制造工艺国内的蒸发器制造商•秦山一期、恰希玛的30万千瓦核电站的蒸汽发生器、稳压器–上海锅炉厂•秦山二期60万千瓦核电站–2台由西班牙制造–另2台是在美国西屋公司和西班牙ENSA公司的技术支持下由上海锅炉厂制造•大亚湾90万千瓦核电站–法国法马通公司供货–东方锅炉厂分包了蒸汽发生器的部分另部件，并进行了总装•清华大学lOMW高温气冷实验堆–上海动力设备有限公司–氦气辅助系统由东方公司制造稳压器•国内已有设计、制造30万千瓦、60万千瓦核电站和制造百万千瓦同类产品的经验•该设备设计、制造难度不大，除喷淋装置和电加热元件要进口，均可立足国内设计、制造制造企业：上海锅炉厂（300MW、600MW）、中核总西安524厂（600MW）、东方锅炉厂（900MW分包）国内的稳压器制造商•秦山一期、恰希玛的30万千瓦核电站–上海锅炉厂•秦山二期60万千瓦核电站–上海锅炉厂制造1台–中核总西安524厂制造1台•大亚湾90万千瓦核电站–东方锅炉厂分包–同时分包硼注箱、蓄压箱等其它核级压力容器堆内构件的作用•堆内构件是压水堆核电站核岛心脏设备，主要功能–装载与支承核燃料–提供堆芯中子通量和温度测量–提供冷却剂合理的水流分配–为控制棒提供正确通道–以控制反应堆启动、停堆和功率调整国内的堆内构件制造商•秦山一期、恰希玛30万千瓦、秦山二期60万千瓦核电站–上海第一机床厂•广东岭澳100万千瓦核电站–上海第一机床厂分包法国法马通公司•高温气冷堆、快中子增殖堆等–上海第一机床厂上海第一机床厂形成了30万、60万、100万千瓦压水堆堆内构件的生产系列堆内构件•该设备国内已有30万千瓦核电站的设计、制造经验，有60、100万千瓦部分的制造经验•分包过岭澳100万千瓦核电站的堆内构件•尚缺乏百万千瓦级设备设计和成套制造的经验控制棒驱动机构•国内已有设计、制造30万，60万千瓦核电站同类设备的成功经验•部分分包过岭澳100万千瓦控制棒驱动机构等部件•百万千瓦核电站用控制棒驱动机构与60万千瓦基本相同制造企业：上海先锋电机厂（300MW、900MW）国内控制棒驱动机构制造商•秦山一期、恰希玛30万千瓦、秦山二期60万千瓦、清华大学l0MW高温气冷堆–上海先锋电机厂•广东大亚湾90万千瓦–法国制造–2号机组的控制棒驱动机构中驱动杆、钩爪组件18种1362件产品零件是由上海先锋电机厂分包法国法马通公司制造装卸料机•国内有设计、制造30万千瓦、60万千瓦核电站同类设备能力•除电气元件和少数机械零部件进口外，国内已基本具备设计、制造百万千瓦级核电站配套装卸料机能力：国内装卸料机制造商•秦山一期、恰希玛30万千瓦核电站、秦山二期60万千瓦核电站–上海起重运输机械厂•大亚湾、岭澳100万千瓦级核电站–法国法马通公司制造主泵•国内曾与外商合作研制了用于30万千瓦核电站的主泵机组•但尚未掌握设计和关键部件的制造技术，拟继续与外商合作，由外商负责，逐步提高国产化能力•国内建成的主泵综合试验回路，完善了主泵验证、鉴定条件•目前尚无制造能力关键技术研究:机械密封，推力轴承，辅助系统仪表阀门国内的主泵制造商•冷却剂主循环泵是核岛的主要关键设备，技术难度较大•巴基斯坦恰希玛30万千瓦核电站–沈阳水泵厂和哈尔滨电机厂与西德合作生产制造•国内所有现有核电站–全部向国外购买主管道•至今，基本依靠进口•通过“九五”科技攻关，按法国RCC-H规范，国内巳研制离心铸造直管，静态铸造弯管各一件，应用于岭澳核电站，已基本掌握其冶炼力工技术•成套供货时，尚待扩容改造国内的主管道制造商•主回路管道过去皆由国外进口•主管道的试制–四川化工机械厂和上海大隆机器厂对其进行了攻关研制–于1999年四川化工机械厂试制出一段一米长的直管和一段弯管，经国内专家鉴定和法国FRAMATOM公司业主的验收–己安装在岭澳核电站2号机上试用•上海大隆机器厂试制了弯管段–虽经鉴定合格，但尚未使用环吊（环行起重机）•环行起重机装设于反应堆厂房安全壳内，其主要功能是–在建造期间，安装吊运蒸发器和压力容器等设备–在运行期间，停堆换料时装卸吊运压力壳顶盖及上、下堆内构件，从贮存水池转运乏燃料到装载池以及安全壳内设备的吊运等•国内仅有30万千瓦核电制造能力•其机械部分设计制造可立足于国内，电控部分需与国外合作国内制造企业：大连起重运输机械厂国内的环吊（环行起重机）制造商•秦山一期、恰希玛30万千瓦核电站–德国引进技术与大连起重运输机械厂合作生产的•秦山二期60万千瓦–西班牙•广东大亚湾、岭澳100万千瓦级核电站的–法国核二、三级泵•主要包括–上充泵、高压安注泵、低压安注泵、喷淋泵和余热排出泵、电动、汽动辅助给唧泵、设冷水泵，安全厂用水泵、水压试验泵等•国内在“八五、九五¨计划中都安排过科技攻关，但进展不大•近期新建核电站拟以国外采购为主•目前，我国可以生产制造核II级泵，如–高压安全注射泵、安全壳喷淋泵、停堆冷却泵等核级阀门•主要包括主蒸汽安全阀、主蒸汽隔离阀、主给水调节阀、余热导出安全阀等约40台套•核安全功能要求高，设计、制造难度大，国内无设计、制造能力，拟进口•另有分布在核电站100多个系统近6400台套的核一、二、三级阀门，以及其他各类阀门约3万台汽轮机•国内上海、哈尔滨、东方三大汽轮机厂，分别有研制30万、60万、100万千瓦核电汽轮机的经历•但还没有百万千瓦级汽轮机设计和成套研制经历制造企业：上海汽轮机厂（300MW）、哈尔滨汽轮机厂（600MW）、东方汽轮机厂（900MW）国内的汽轮机制造商•国内核电站目前采用全速核电汽轮机•秦山一期、恰希玛30万千瓦核电站的–上海汽轮机厂在引进技术的基础上，采用了一个高压汽轮机和二个低压汽轮机积木块，并按核电的要求改型设计制造的•秦山二期60万千瓦核电站–哈尔滨汽轮机厂在引进技术的基础上，改型设计制造的•广东大亚湾、岭澳100万千瓦级核电站–英法GEC-阿尔斯通公司–东方汽轮机厂分包制造了部分部件并进行了总装汽水分离再热器制造商•是核电汽轮机中的一个关键设备，它的采用大大提高了核电汽轮机的经济性和安全可靠性•秦山一期、巴基斯坦恰希玛30万千瓦核电站–上海汽轮机厂–从美国西屋公司引进的技术•秦山二期60万千瓦核电站–上海汽轮机厂•广东大亚湾90万千瓦核电站–GEC-阿尔斯通公司•岭澳100万千瓦级核电站–哈尔滨锅炉厂分