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堆内构件和控制棒驱动机构是核岛中的关键主设备，堆内构件主要作用是精确定位和支承核燃料组件，正确引导反应堆控制棒进行核反应启动、停止、功率调整，为反应堆温度测量、中子通量测量提供正确通道，建立反应堆合理的水流通道，为反应堆在事故情况下提供二次安全支撑等；控制棒驱动机构与反应堆控制棒相连，用来精确提升、下降、保持反应堆控制棒，以完成反应堆核反应的启动、功率调节和停止，控制反应堆事故情况下的快速停堆。
作为上海电气核电集团的成员企业之一，上海第一机床厂有限公司（下称“一机床公司”）核电堆内构件和控制棒驱动机构的研制在国内久负盛名，既是研发起步最早的老牌企业，也是市场份额最大的主力企业。
堆内构件结构复杂，精度要求高；控制棒驱动机构功能关键，质量管控严。在“华龙一号”的建设中，这两类主设备的自主研制、供货情况如何？本报记者来到上海电气临港基地进行探访。
保障交货工期
距离上海市区75公里，位于上海东南角、濒临东海的临港地区，是上海电气核电集团的主要生产基地。临港基地是上海电气新建的特大、特重、超限装备的制造基地，具备年产8-10套堆内构件和控制棒驱动机构、6套压力容器和蒸汽发生器、12台核主泵、32台套核二三级泵、6套常规岛半速汽轮发电机组的制造能力，已形成年产12根低压焊接转子、5根套装转子的生产能力。
“截至目前，公司堆内构件市场占有率达到92%以上，控制棒驱动机构市场占有率85%以上。”一机床公司党总支书记、副总经理章亚明估算说，“在华龙项目上，公司堆内构件市场份额为100%，控制棒驱动机构的市场份额是50%。”
在华龙开工建设的项目上，“公司承接堆内构件的合同有中核的福清5、6号，K2、K3项目，广核的防城港3、4号等6个机组项目；控制棒驱动机构承接的合同有广核的防城港3、4号等2个机组项目，防城港3、4号项目预计本月签订正式合同。”上海电气核电集团技术中心主任唐伟宝告诉记者。
对于核电产品，按期交货是保证核电站建设周期的关键要素。早在2015年6月15日，国务院总理李克强在考察中核工程公司华龙项目时，作为视频连线的6家设备企业之一，一机床公司总经理薛松代表公司向总理作出承诺：华龙首堆堆内构件一定能够按期交货。
“华龙首堆——福清5号机组堆内构件定于2017年12月18日交付，因为在技术、材料方面与之前的项目有很大的差异，材料要求比过去更高，尚有许多新的技术需要攻关，压力还是比较大。”薛松坦言，“不过得益于公司良好的技术储备和丰富的研制经验，目前华龙首堆堆内构件的研制正按照计划稳步推进。”
薛松还透露，现阶段除华龙首堆堆内构件外，其余华龙产品也都总体符合进度交货要求。
攻关技术瓶颈
“华龙一号”总体上是在CPR二代改进型核电技术的基础上，融入了AP1000、EPR等其他三代核电先进技术理念，这也给堆内构件和控制棒驱动机构的研制带来了变化。
“考虑到福岛地震产生的影响，‘华龙一号’把整个的地震谱加速度系数放大了很多，安全系数更加高。这样一来，堆内构件的结构形式发生了很大的变化，既要适应地震谱加速度增加以后结构应变的要求，又要满足自重没有增加的厂房设计。”章亚明说。
章亚明表示，抗震要求的提高，使整个设计更加规范，在抗震计算通过后，从产品制造到出厂，必须严格验证产品的可靠性。“前段时间，在提高产品单位自重的承载能力上进行了攻关，包括对梁的结构形式进行应力分析、设备在地震时受力模型分析等，到目前为止，产品满足了基本的应力要求，零部件在地震状态下受力情况数据更加准确合理。”
主体材料机械性能提高和化学成分改进是华龙堆内构件研制的亮点和难点所在。薛松举例说，“福清5号堆内构件有个零件叫围板，围板尺寸比过去M310（CPR技术路线）的宽度尺寸大近一倍，涉及到不锈钢薄板及大平面加工，而且精度要求非常高，为此我们自己也立了项，做了很多的试验，最终使加工出来的产品符合要求。”
“还有堆芯支承板，涉及到将来燃料定位精度需要，先前西屋、斗山等国外公司做类似产品的时候是出过重大质量问题的，我们把整个的工艺过程作了调整，进行了一些重大的工艺改进。”薛松介绍说。
控制棒驱动机构本身属于机电一体的核心主设备，决定了核反应时的安全问题。薛松告诉记者，广核华龙项目的驱动机构样机研制面临新的技术攻关，“比如说里面的钩爪，过去二代加的钩爪都是进口，从华龙首堆开始自主研制，样机出来后有600万步的寿命试验和破坏性试验，这个计划今年年底样机做完以后开始试验。”
重大专项支撑
据了解，上海电气核电集团承接的核岛主设备订单覆盖国内所有在建的核电厂，技术路线涵盖二代压水堆、二代改进型压水堆、三代压水堆、高温气冷堆、快堆和钍基熔盐堆等各种堆型。
采访中发现，上海电气在核电产业取得的发展优势得益于持续的科研投入和重大专项攻关。唐伟宝告诉记者，从2011年到2015年，核电专项科研总投入达12.1亿元，其中2015年科研投入2.56亿元。正是由于持续巨额的科研投入，使得装备能力得到了有效提高。
与此同时，上海电气积极开展重大专项攻关。“目前正在开展工作的国家重大专项主要有三项：第一项是CAP1400蒸发器、堆内构件、控制棒驱动机构研制；第二项是先进核电标准体系研究；第三项是高温气冷堆压力容器研制。”唐伟宝透露说，“还有上海市的两个战略新兴产业项目，第一个是瞄准CAP1400蒸汽发生器、稳压器、堆内构件、控制棒驱动机构、核主泵研制的专项，第二个是近期获批的华龙项目。”
