三代核電 十年鑄劍

2018年10月11日

三門核電1號機組臨時驗收簽字見證活動在三門舉行,標誌該機組所有合同設備運行正常,性能保證值達到了合同約定,可靠性滿足設計要求。

三代核電 十年鑄劍

三門項目十年變遷

三門核電1號機組是我國三代核電技術引進的首堆項目

肩負重大歷史使命

自誕生之日起便受到行業內外的廣泛關注

三代核電 十年鑄劍

時鐘撥到本世紀初,行進在快速崛起道路上的中國,經濟的高速發展與能源供應的矛盾日益凸顯,能源結構的調整,勢在必行。

2003年至2007年

黨中央經過廣泛聽取意見、深入研究,作出引進世界最先進的AP1000三代核電技術,成立國家核電技術公司的決定。

2007年5月22日

隨著國家核電技術公司在北京成立,三代核電自主化正式進入實施階段,揭開了我國核電建設的新篇章。

項目建設:會當擊水三千里

2007年7月6日

國核工程有限公司(以下簡稱“國核工程”)在三代核電自主化的背景下應運而生。在國家核電的直接領導下,肩負核電強國夢的國家使命,落實國家“高起點引進國外先進技術,通過消化、吸收、再創新,實現整個核電產業水平提升”的核電自主化戰略部署,主要負責三代核電AP1000自主化依託項目三門、海陽4臺機組的建設管理工作,承擔國家科技重大專項CAP1400示範工程及後續機組的總承包建設管理。

三代核電 十年鑄劍

國家科技重大專項壓水堆核電站CAP1400模型

在依託項目建設過程中,國核工程通過與西屋聯隊聯合進行項目管理的方式,引進美國先進的項目管理技術和工具,培養國內三代核電的工程管理能力,為三代核電自主化的研發、設計、設備製造、工程管理、運行服務等多領域提供經驗反饋,為我國三代核電自主化建設奠定了堅實的基礎。

2009年3月29日下午15時08分

依託項目首臺機組——三門核電1號機組核島筏基第一罐混凝土開始澆注。這是我國在核電工程建設中首次採用核島筏基混凝土一次性整體澆注的先進方式,也創造了世界上核電廠核島筏基大體積混凝土整體連續澆注的成功範例。我國掌握了核電站核島筏基混凝土一次性整體澆注的先進技術,標誌著我國第三代核電自主化依託項目工程建設全面展開。

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2009年3月29日 三門核電1號機組核島筏基第一罐混凝土開始澆注


6月,三門核電1號機組核島建設迎來了另一個挑戰——最大的結構模塊CA20模塊吊裝就位。

該模塊高20多米,起吊重量達到968噸,相當於900多輛小汽車的重量。吊裝啟用了當時世界上起重能力最大的履帶式起重機-LTL2600B大吊車。CA20模塊是核電廠結構模塊“工廠化預製、現場拼裝、組焊、吊裝”的典型代表,它的成功就位開啟了我國核電站工程建設進入模塊化建造新時代的帷幕,為我國後續核電站工程大規模使用模塊化建設積累了寶貴經驗。

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2009年6月29日,三門核電1號機組 CA20模塊吊裝就位

2009年9月26日

海陽核電1號機組核島筏基第一罐混凝土開始澆注。

2009年12月15日

三門核電2號機組核島筏基第一罐混凝土開始澆注。

2010年6月20日

海陽核電2號機組核島筏基第一罐混凝土開始澆注。

至此,依託項目4臺機組主體工程全部開工建設。

在依託項目建設過程中

這種“首次”、“首創”、“第一”的例子不勝枚舉

三代核電 十年鑄劍

十多年來,國核工程發揚“擔當、奮鬥、合作、創新、堅守”的首堆精神,不斷協調項目各方解決工程設計、設備製造和現場施工過程中出現的各類問題,解決了鋼製安全殼的製造安裝、主管道窄間隙自動焊接、屏蔽主泵後置安裝、主管道管嘴內部打磨等一系列首堆建設難題,成功掌握核島筏基大體積混凝土一次性澆築技術,土建和安裝並行施工技術,模塊施工和建造技術,鋼製安全殼製造、吊裝、現場熱處理、壓力和洩漏率測試技術,核島主設備安裝技術、鍛造(整體)主管道安裝技術、保護與安全監測系統安裝調試技術等核電廠建設關鍵技術。建立了完整有效、涵蓋設計、採購、製造、工程建造的大型核電項目管理信息系統IMS,培養了一大批三代核電技術和管理人才。

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海陽核電廠

2018年6月30日

三門核電1號機組首次併網。

9月21日

機組順利完成168小時滿功率連續運行考核,機組具備商業運行條件。

9月29日

最終性能試驗結果證明機組發電各項指標完全滿足合同要求。

這是全球第一臺建成的AP1000核電機組

也是我國第一臺建成的三代核電機組

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產業提升:敢教日月換新天

三代核電技術的引進,不僅是為了提高我國核電技術設計和建造水平,同時也要提高我國裝備製造業的水平,讓中國的設備生產廠能夠造出更先進的設備,尤其是核心設備。因此,設備國產化是我國核電自主化的重要內容。

根據合同規定,壓力容器、蒸汽發生器、主泵等關鍵設備只進口兩套,用於三門、海陽兩大核電站各自的1號機組,另兩套在國內工廠製造。

核電裝備製造是一個系統工程,大到近70米高的鋼製安全殼,小到幾毫米厚的核級墊片,要調動幾百家制造企業通力合作。而三代核電對設備的要求要遠遠高於二代核電,一是使用壽命達到60年,二是可靠性和安全性增強。比如,原來二代核電設備很多是由眾多組件焊接而成的,而AP1000的設備儘量整體鍛造,工藝難度大大提高。很多設備的製造在國際上都沒有先例,所以項目還未開工,國內製造企業就面臨著一塊又一塊難啃的骨頭。

在依託項目建設過程中,國核工程作為核島總包方,不但承擔了核島設備的採購,同時也義不容辭地擔負起了供應商幫扶的責任,帶領國內企業攻克一個個設備國產化的技術難關。

控制棒是控制核電廠堆芯功率甚至停堆的關鍵設備,其驅動機構更是關鍵中的關鍵。在控制棒驅動機構研發過程中,國核工程與供應商密切協同合作、協調多方資源、發揚首堆精神,終於攻克了技術難關,打破了國外在這一領域的壟斷技術,有力地推動了國產化進程。

控制棒驅動機構的研發是眾多國產化技術研發之一。在AP1000三代核電自主化依託項目上,四臺機組核島設備國產化率逐步提升,依次為31.5%、44.4%、71.8%、72%。

AP1000依託項目核島關鍵設備國產化供貨任務全部完成(包括反應堆壓力容器、主管道、穩壓器、堆芯補水箱、安注箱、鋼製安全殼、一體化堆頂組件、蒸汽發生器、堆內構件、控制棒驅動機構)。超大型鍛件、核級鋯材、核級電纜、690U型管、部分核級焊材、安全殼鋼板、雙相不鏽鋼板等關鍵材料研製成功,比原國外採購價格下降了30%到50%,打破了國外技術壟斷,填補了國內空白。

經過十年三代核電設備國產化工作,國核工程組織國內企業在三代核電設備設計和製造國產化與自主化方面實現了全面突破,取得了一系列打破國外技術壟斷、填補國內空白的成果,形成三代核電機組設備國產化成套供應能力,為我國供給側改革提供了強大助力。

關鍵設備具備兩到三家合格供應商,具備年產多臺套的製造能力,產能支持後續項目批量化建設。

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2018年9月11日,AP1000屏蔽主泵製造實現國產化

重大專項:無限風光在險峰

作為國家核電主要承擔的十六項國家科技重大專項之一的大型先進壓水堆核電站課題成果,CAP1400的實際發電能力可以達到155萬千瓦。功率的提升,不僅僅是把設備尺寸簡單放大,也要重新設計反應堆堆芯、壓力容器、蒸汽發生器、主泵、主管道、鋼製安全殼、汽輪發電機組等關鍵設備,隨著堆內燃料組件從157增加到193,整個系統的水力熱力分佈,振動等等要重新計算,安全系統容量、安全殼強度、設備支撐等等也要推倒重來,難度不亞於設計一臺新機組。

三代核電 十年鑄劍

同時,CAP1400的建造難度也大幅提高,如核島筏基混凝土的澆築量達到1.5萬立方米,是AP1000的三倍,也將創下國際核電廠大體積混凝土一次性澆注之最。另外CAP1400將在國內首次使用鋼板混凝土屏蔽牆結構,這種能夠抵禦商用大飛機撞擊的屏蔽牆,其施工技術又將成為一個新的全國首創。

現在,CAP1400示範工程已經在山東榮成落戶,底板鋼筋綁紮完畢,部分安全殼組件和大型模塊拼裝完畢,靜候開工。它的成功建設,必將為我國三代核電自主化寫下更加濃重的一筆。

三代核電 十年鑄劍

CAP1400示範工程已具備開工條件

雄關漫道真如鐵,而今邁步從頭越。

國家能源建設和生態文明建設任重而道遠,國家電投在三代核電自主化上的努力遠未停止,今後將加快核電向核能拓展、單一核能向多能綜合利用拓展、核能向核技術利用和核環保拓展,實現核能產業安全高效發展,不斷開創核能發展與核電技術創新的新局面,為建設美麗中國作出貢獻!


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