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中国能源报 2012年12月03日 星期一

自主研发核级阀门执行机构达到世界先进水平

扬州设备厂核电装备国产化上新台阶

特约通讯员 金永善 《 中国能源报 》( 2012年12月03日   第 27 版)

  日前,在中国机械工业联合会召开的“百万千瓦级核电核级气动执行机构工程样机鉴定会暨CAP系列1E级直流电动装置技术方案评审会”上,扬州电力设备修造厂(简称“扬州设备厂”)自主研发的百万千瓦级核电核级K1、K2、K3类膜片式气动执行机构工程样机得到与会专家一致肯定,被评定为“达到世界先进水平”,并“填补了国内空白”。

  与此同时,作为国内最早开展核级阀门电动装置直流电机研究的装备制造企业,扬州设备厂与上海核工程研究设计院签订了国家重大专项CAP系列1E级直流电动装置研制合同,双方将联合开发具有自主知识产权的大口径电动闸阀用1E级直流电动装置,完成核电专项的关键技术研发任务。

  经过10多年的研发,扬州设备厂的核级阀门驱动装置无论技术,还是产品种类皆达到国内领先水平,自主产品国内市场占有率超过80%,成为该行业当之无愧的领军企业。

  率先开展电动装置研发

  核电设备国产化是贯彻国家产业政策的重要内容,而驱动装置的国产化是核电阀门真正实现国产化的至关重要一环。

  扬州设备厂开展核级电动执行机构研发始于1997年,正值我国核电快速发展时期。这是一项极具挑战的任务,没有经验可循,也没有样机可供参考。项目前期,扬州设备厂一方面广泛搜集国内外的相关文献资料、规程,另一方面,多次组织技术人员到中国核工业第二研究设计院、上海核工程研究设计院等单位了解核级电动执行机构的使用情况、基本性能以及核电安全方面的特殊要求等。

  2001年9月,扬州设备厂首台1E级K3类“核电站用小转矩部分回转阀门电动执行机构”样机研制成功,并顺利通过了新产品评审。2002年7月,扬州设备厂试制的7台1E级K1类样机通过了“核电厂1E级阀门电动执行机构”的新产品新技术鉴定验收,产品达到了国内先进水平。鉴定验收委员会同时认为:扬州设备厂工艺装备和检测手段齐备,具有较完善和有效运行的核质保体系,具备设计和批量生产能力。

  入门之后,扬州设备厂迅速确立了在核级阀门电动执行机构国产化方面的领先优势,产品线也紧随市场需求不断丰富,核级电动快关闸阀电动装置、小转矩多回转阀门电动装置等新产品相继通过国家鉴定,产品性能达到国际同类产品水平,完全可以替代进口。

  气动装置研发奋起直追

  相对而言,国内核级气动执行机构的研发起步稍晚,但是推进很快。2007年,扬州设备厂开始进行核级气动执行机构的研发,仅仅两年之后,其自主研发的1E级K3类膜片式气动执行机构样机通过了样机鉴定,并被指定承担核级膜片式气动执行机构系列化开发的任务。

  随后,扬州设备厂对核级气动执行机构设计方案进一步完善,并于2011年与中科华核电技术研究院有限公司合作,加快研发进程。2012年6月,扬州设备厂研制的“膜片式核级阀门气动执行机构”和“核级阀门驱动装置开发及其抗震技术研究”项目顺利通过验收,既满足核电厂进口产品的物项替代要求,又可满足国产阀门的推力与行程等配套要求。

  “扬州设备厂通过自主研发,实现了百万千瓦级核电核级K1、K2、K3类膜片式气动执行机构的自主化,为核电设备国产化作出了贡献。”国家能源局科技装备司副司长黄鹂说。

  试水AP1000核级设备研制

  AP1000核电站代表着目前核电发展的最高水平,也引领着核电的未来方向。我国作为世界上第一个建成AP1000核电站的国家,实现AP1000电站阀门驱动装置国产化自然是题中之义。

  出色的专业能力和丰富的研发经验为扬州设备厂赢来了进军AP1000核电站阀门驱动装置的良机。2011年3月,正在开展AP1000引进技术的消化吸收及CAP1400技术研发工作的上海核工程研究设计院,与扬州设备厂签订了《AP系列核级阀门用直流电动执行机构研制开发合作协议》,双方合作研制具有自主知识产权的AP系列核级阀门用直流电动装置。

  与国内普遍采用交流异步电动机作为动力源的核级电动装置不同,AP1000核级电动装置基于直流电动机提供动力,这在国内还是首次研制,难度很大。扬州设备厂遍访国内相关实验室,深入了解AP系列核级电动装置的各项参数。此外,还与国外同类产品生产企业进行交流,就AP1000用直流电动装置鉴定试验内容、注意事项等进行讨论,进而完善自己的技术方案。2012年9月,扬州设备厂 “CAP系列1E级直流电动装置”技术方案通过评审,有望于2013年研制完成国内首台自主研发的AP1000直流电动装置。

  引领核级阀门驱动装置国产化

  多年来,扬州设备厂坚持走依托高新技术促进企业发展的道路,大力开展创新成果研究,拥有多项专利和软件著作权,取得了国家核安全局颁发的“民用核安全电气设备设计、制造许可证”,并保持着“国家级高新技术企业”称号。

  同时,扬州设备厂也是国内第一个严格按照相关标准要求,对核级阀门驱动装置进行包括抗震试验、振动老化试验、LOCA试验等全套鉴定试验的厂家,参与起草了《核电厂安全级阀门驱动装置的鉴定》等十多项行业标准。

  目前,扬州设备厂的核级阀门驱动装置广泛应用在国内除CANDU堆以外的所有堆型中,成为行业翘楚。据了解,扬州设备厂未来还将开展液动、液电联动、液气联动等形式的核级阀门执行机构研发,继续领跑核级阀门驱动装置的国产化市场。

  

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  核电厂设备的安装和使用位置主要为常规岛和核岛。核岛又分为安全壳外和安全壳内,安全壳内产品要求最高。

  核电站电气产品主要分为1E级和普通级,1E级又分为K1类、K2类、K3类,其中K1类主要用于安全壳内,事故期间执行功能;K2类主要用于安全壳内,但是事故期间不要求执行功能;K3类主要用于核岛的安全壳外。

  核级阀门驱动装置,分为电动装置(又称“电动执行机构”)和气动装置(又称“气动执行机构”),是一种用于控制和驱动截止阀、闸阀、隔膜阀、蝶阀、球阀等各类阀门的机电一体化产品。按照核电设备分类为1E级电气产品。

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