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1、核电常规岛发电机转子核电常规岛发电机转子 国内外概况国内外概况日前，一重为宁德 3 号机组制造的百万千瓦核电常规岛发电机转子成功发运，这是中国核电大型关键铸锻件自主制造的又一重要成果。作为我国百万千瓦级核电机组自主化、国产化建设的重大标志性工程和我国二代改进型核电技术标准化和系列化的示范项目，宁德核电一期工程担负着推动我国自主化核电体系建设的重任，4 台机组将实现综合国产化率不低于 80的目标。为打破国外企业对百万千瓦核电机组电机转子的技术垄断，一重组建了各专业技术人员协同作战的专项攻关队伍，依据已有的电站锻件技术基础和生产经验，与国内科研院所联合开展工艺基础研究，先后攻克了高纯净钢水冶炼及铸
2、锭、特大型钢锭中心压实锻造、超大截面锻件的细化晶粒热处理等诸多关键技术难关，最终研制成功百万千瓦核电常规岛半速发电机转子锻件。2011 年 8 月 16 日 近日从中国一重传来消息，由该公司制造的宁德3 号机组百万千瓦常规岛发电机转子成功发运。标志着该公司贯彻国家能源重大技术装备国产化战略部署再次取得了辉煌成果，更标志着我国核电大型关键铸锻件自主制造进入了里程碑式的重要节点期。据了解，作为我国百万千瓦级核电机组自主化、国产化建设的重大标志性工程，我国二代改进型核电技术标准化和系列化示范项目，宁德核电工程担负着承上启下、推动我国自主化核电体系建设的重任，4 台机组将实现综合国产化率不低于 80的
3、目标。其中，整锻发电机半速转子是百万千瓦级核电站常规岛发电机组的核心部件，需在高速、高温、高压工况下运转，材料性能、加工精度要求非常严格，成品重 226 吨，需要使用 600 吨级特大型高纯净、高合金钢钢锭锻造。据介绍，该公司紧抓我国核电发展的战略机遇期，以市场需求为导向，以重大工程项目为依托，以自主制造、替代进口为目标，以“高起点、高标准、系统性”为原则，规划并实施了旨在提升核电装备制造能力的一系列重大技术改造项目，现已取得重大突破，目前，已全面掌握了“二代改进型”及“三代”核岛关键铸锻件制造技术， “二代改进型”核岛关键铸锻件已实现批量化生产，为我国能源产业的结构调整和升级换代、保障国家经
4、济安全运行提供了有力支持。据悉，为打破国外同类企业对百万千瓦核电机组电机转子的技术垄断，一重依据已有的电站锻件技术基础和生产经验，与国内科研院所联合开展工艺基础研究，先后攻克了高纯净钢水冶炼及铸锭等诸多关键技术难关，最终研制成功百万千瓦核电常规岛半速发电机转子锻件。中广核工程公司相关领导表示，这件拥有完全自主知识产权的百万千瓦级核电常规岛发电机转轴锻件的成功制造及发运，标志着中国一重在百万千瓦核电大型铸锻件国产化的道路上迈出了坚实的一步，在中国核电发展史上具有重要意义。与此同时，该公司研制的 AP1000 常规岛机组整锻低压转子也取得了突破性进展，已成功生产出 619 吨整锻低压转子钢锭，近期
5、还将投制世界最大的用于CAP1400 常规岛机组整锻低压转子的钢锭。届时，该公司将成为全球最大的核岛锻件及常规岛锻件的供应商。 近日，由中国一重制造的宁德 3 号机组百万千瓦常规岛发电机转子成功运行。标志着我国核电大型关键铸锻件自主制造进入了里程碑式的重要节点期。据了解，作为我国百万千瓦级核电机组自主化、国产化建设的重大标志性工程，宁德核电工程担负着承上启下、推动我国自主化核电体系建设的重任，4 台机组将实现综合国产化率不低于 80%的目标。其中，整锻发电机半速转子是百万千瓦级核电站常规岛发电机组的核心部件，需在高速、高温、高压工况下运转，材料性能、加工精度要求非常严格，成品重 226 吨，需
6、要使用 600 吨级特大型高纯净、高合金钢钢锭锻造。中广核工程公司相关领导表示，这件拥有完全自主知识产权的百万千瓦级核电常规岛发电机转轴锻件的成功制造及运行，标志着中国一重在百万千瓦核电大型锻件国产化的道路上迈出了坚实的一步，在中国核电发展史上具有重要意义。与此同时，该公司研制的AP1000 常规岛机组整锻低压转子也取得了突破性进展，已成功生产出 619 吨整锻低压转子钢锭，近期还将投出世界最大的用于CAP1400 常规岛机组整锻低压转子的钢锭。届时，该公司将成为全球最大的核岛锻件及常规岛锻件的供应商。2010-04-26 由中广核工程有限公司与中国第二重型机械集团公司联合研发的国内首件 11
7、0 万千瓦核电半速发电机转子，4 月 16 日正式通过专家鉴定，理化性能和外观尺寸满足采购技术要求，可以推荐作为核电 1000MW 级半速发电机的转子锻件，标志着我国已具备自主生产超大型核电半速发电机转子的能力，超大超长轴类锻件的锻造水平已走在世界前沿。据中国经济网记者了解，该转子将用于由中广核工程有限公司总承包的宁德核电项目 2 号机组的半速发电机。 110 万千瓦核电发电机转子是核电站中重大关键零件之一，由于转子尺寸大，质量要求等级高，该锻件也是代表目前世界上大锻件制造最高水平的标志性产品之一。2009 年 3 月，国内首件百万千瓦核电常规岛发电机转子，550t 钢锭级别锻件制造合同开工投
8、料。经过近 1 年的努力，中广核工程有限公司积极发挥主导作用，紧密联系制造企业，攻破炼钢、锻造、热处理以及机械加工各环节多个技术难点，经过多方专家的反复鉴定，各项指标均符合要求。 本次研制成功，有力扭转了我国核电主设备制造受制于人的局面，为疏通特大型核电转子锻件制造瓶颈，降低我国核电站建设成本以及加快我国核电站全面国产化奠定了坚实基础。 据记者了解，近期中广核工程有限公司在装配制造业实现核电设备制造自主化方面取得阶段性丰硕成果：红沿河 1 号机组 LOT24A 两台循环水泵顺利抵达现场，标志着我国核电站大型混凝土蜗壳海水循环水泵实现国产化；首批国产化大型核级泵重要厂用水泵顺利发运，为中广核工程
9、有限公司大型核级泵国产化奠定了良好基础；百万千瓦级压水堆核电站上充泵样机通过鉴定，各项性能指标已达国际先进水平。 记者从中国一重获悉，作为我国百万千瓦级核电机组自主化、国产化建设的重大成果宁德 3 号机组百万千瓦常规岛发电机转子 8月 1 日在中国一重成功制造并发运。这是中国一重继突破核岛技术之后的又一重大技术突破。作为我国二代改进型核电技术标准化和系列化的示范项目，宁德核电一期工程担负着承上启下、推动我国自主化核电体系建设的重任，4 台机组将实现综合国产化率不低于 80的目标。其中，整锻发电机半速转子是百万千瓦级核电站常规岛发电机组的核心部件，需在高速、高温、高压工况下运转，材料性能、加工精
10、度要求非常严格，成品重 226 吨，需要使用 600 吨级特大型高纯净、高合金钢钢锭锻造，是制造企业热加工综合技术水平的最高标志。为了打破国外对百万千瓦核电机组电机转子的技术垄断，中国一重组建了各专业技术人员协同作战的专项攻关队伍，先后攻克了高纯净钢水冶炼及铸锭、特大型钢锭中心压实锻造、超大截面锻件的细化晶粒热处理等诸多关键技术难关，最终研制成功百万千瓦核电常规岛半速发电机转子锻件。与此同时，中国一重研制的 AP1000常规岛机组整锻低压转子也取得了突破性进展。目前，中国一重已全面掌握了“二代改进型”及“三代”核岛关键铸锻件制造技术， “二代改进型”核岛关键铸锻件已实现批量化生产，成功研制出我
11、国首台拥有完全自主知识产权的百万千瓦级反应堆压力容器红沿河一号机组反应堆压力容器，已形成年产 5台套百万千瓦级核岛一回路主设备、10 套核岛一回路设备及 5 套常规岛设备所需大型铸锻件的生产能力核电概况1、基本概念核能是原子结构发生变化时释放出的能量。核能可以分为核聚变能及核裂变能。目前能成熟商用的是控制金属元素铀、钚的原子核发生裂变释放的能量。理论上 1 吨铀-235 在裂变反应时释放的能量是1 吨标准煤所释放能量的 240 万倍。据估测,地球上已探明的可开采的铀储量,如果以快中子堆加以利用的话,所提供的能量将大大超过石化能源储量的总和。核能发电就是利用 U-235 与中子发生的可控裂变反应
12、所释放出的大量热能将水加热为蒸汽,用蒸汽冲动汽轮机从而带动发电机发电。与火电比,核电燃料成本不及火电的 1/3,更兼 CO2 零排放、发电时数高、原料成本波动性小;与太阳能、风能比,成本低、容量大、电力稳定(太阳能风能都受到电网调峰瓶颈的限制)。核电虽然拥有诸多优势,但核电的发展仍然面临许多挑战。从安全性讲,核电虽然事故率很低,但一旦发生不可预料的破坏,造成的后果也是灾难性的;从核燃料讲,中国虽然铀储量很高,但实际供应能力有限,未来大量的铀可能都需要进口,其次产生的核废料目前尚没有很好的处理办法,只能通过深处埋藏的办法,以期未来的技术可以解决;从技术设备讲,中国目前仍然处在国产化进程的初步阶段
13、,对于更先进的三代核技术,尚需要一段时间去消化吸收,而与此同时,核电站建设中仍有部分关键部件需要进口,这些都对核电成本的持续下降产生阻碍。2、核电技术发展核能发电的核心装置是核反应堆。核反应堆按引起裂变反应的中子能量分为热中子堆和快中子堆。快中子是核裂变产生的中子,热中子是快中子慢化后的中子。热中子堆使用的燃料是天然铀(含量 0.7%的 U235)和低浓缩铀(含量 3%的 U235)。目前大量使用的是热中子堆。根据慢化剂、冷堆剂和燃料的不同,热中子堆又分为轻水堆(包括压水堆和沸水堆)、重水堆、石墨气冷堆、水墨水冷堆。世界上第一座核电站是 1954 年前苏联建成的 5MWe 石墨沸水堆核电站,1
14、957 年美国建成了 60MWe 的压水堆核电厂。1960 年代后期,美国轻水堆的核电造价仅 200$/KW,且美国承诺提供相关燃料富集铀,西方国家普遍放弃原先的天然铀路线,转而采购美国的轻水堆技术。第一代核电厂功率普遍较小,建造的主要目的是为了通过试验示范来验证核电的工程实施可行性。1973 年第一次石油危机引发了欧美各国的核电建设高潮。单堆功率大幅度提高,技术上有不小进步。通常人们将从这段时期开始建设的核电厂称为第二代。第二代核电厂实现了标准化、系列化、商用化和批量化,以提高经济性,是目前世界上投运核电厂的主力。二代核电机组的设计寿命已提高到 60 年,今后一段相当长的时期,二代核电机组将
15、会和第三代核电机组长期共存。从 1980 年代中期开始,美国电力研究院(EPRI)根据轻水堆 30 多年的运行经验教训,制定并于 1990 年首次公布了一套使供货商、投资方、业主、核安全管理当局和公众各方面都能接受的电力公司要求文件(URD),作为开发未来的先进轻水堆(ALWR)的明确、完整的技术准则。随后西欧亦相继制订出欧洲电力公司要求文件(EUR)。人们将按照URD、EUR 等要求设计建造的核电厂称为先进核电厂,习惯上又称之为第三代核电厂。第三代核电,是在美国核电用户要求文件(URD)与欧洲核电用户要求(EUR)文件的基础上,针对主要的压水堆提出的EPR 改进型电厂和 AP1000 非能动
16、型电厂两种类型。我国的核电发展技术路线是在 1980 年代就已经确定了走压水堆道路。通过对当时引进的二代法国压水堆技术的消化吸收,取得了巨大的技术进步。我国自主实现了 60 万千瓦压水堆机组设计国产化,基本掌握了百万千瓦压水堆核电厂的设计能力。目前中国 30 万 KW、60 万KW 及百万千瓦级核电站的国产化率水平分别在 90%、70%和 50%左右。预计 2012、2013 年前后,中国百万千瓦级核电的装备的自主化率将达到 75%以上。2007 年,历时三年的中国第三代核电技术国际招标尘埃落定。中国决定斥资数百亿元引进美国西屋公司 AP1000 技术建设浙江三门、山东海阳两大核电工程。3、全球核电发展概况随着石油、煤炭等常规能源燃料价格波动的加剧、控制碳排放时代的到来,核能发展再次受到了各国的高度重视,目前全球在建项目 45个,规划建设 112 个,提交 276 个,总装机容量 30 万 MW。目前核能已经成为世界第三大能源,占全球总能源消费的 17%。其中美国、法国、日本三国核消费占全球的 57%。到 2020 年,印度计划核电占比由目前 2.6%提升至 30
