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中国能源报 2016年07月04日 星期一

华龙之“肺”成长记(华龙一号与高端装备制造)

——探访东方电气蒸汽发生器研制

■本报记者 胡清 《 中国能源报 》( 2016年07月04日   第 20 版)

  核岛蒸汽发生器是“国之重器”的典型代表,体积巨大,结构复杂,造价昂贵,材料和制造技术要求极高。蒸汽发生器是核电站一回路、二回路的热能交换枢纽,通过蒸汽发生器将一回路冷却剂热能传给二回路工作介质水,并产生蒸汽,再通过汽轮发电机组转换成电能输往千家万户,其功能堪比人体双肺。

  在东方电气(广州)重型机器有限公司核岛分厂内,华龙首堆福清5号机组首台蒸汽发生器已经完成关键的核心管束穿管和封口焊工作,下一步是管系与水室封头焊接、最终环缝焊接等工序,计划在2017年1月完成水压试验;第二台蒸汽发生器正在有序地进行穿管工序。

  目前,东方电气正在执行福清5、6号及防城港3、4号“华龙一号”项目机组蒸汽发生器合同。“两个项目蒸汽发生器产品都在加紧研制中。”东方重机副总经理但军告诉记者。

  成立华龙攻关组

  根据交货工期安排,福清5号机组首台蒸汽发生器计划2017年4月完工交货,第二、三台蒸汽发生器交货期相继仅差1个月。要保证“华龙一号”首堆质量和安全,保证一炮打响,蒸汽发生器研制必须攻克技术关、质量关、进度关。

  俗话说,“非常之事用非常之策”,从2015年4月开始,东方重机专门成立了“华龙一号”蒸汽发生器攻关小组,攻关组以生产部门为主导单位,技术、设计、工艺、质量、项目管理部门协同作战。

  “从成立之初就拟定了基本的职责,比如每周开一次例会,例会上会讨论近期生产计划的完成情况、进展情况和遇到的问题,例会时间不是很长,一般是一个小时到一个半小时,主要是面对面解决具体问题。”项目设总邓智勇称。

  邓智勇认为,每周四下午的周例会能够集结相关工作负责人现场交流,公司领导也经常到场协调,十分有利于研制工作的推进,“例会制度坚持得好,从去年4月到现在每周都有,会议在生产车间开,非常接地气。”

  但军主抓生产工作,对于“华龙一号”项目生产进度尤为关注,“在生产进度上,攻关组把整个大的计划倒排到每个月,然后分配到每一周,甚至每天的每一班,保证华龙项目工作推进的有效性。”

  正是将这种非常之策常态化方成非常之事。攻关组通过严细的生产组织,从技术、质量等方面层层落实,“华龙首堆首台蒸汽发生器总体进展比较顺利,按期交货是能够实现的。从现阶段整个生产的节奏、技术的把握来看,能够按照合同的要求保证质量和进度。”但军透露。

  以质量保进度

  虽然主抓进度工期,但军清楚地认识到,核电产品与常规产品有很大的差异,进度不是赶出来的。在东方重机,“先保质量再保进度”的原则已经根植在但军、攻关组成员的血液之中。

  “在生产过程中,宁愿把前面的技术交底做细一点,把风险防范做实一点,后面不出现、少出现NCR(不符合项)。”但军说。

  但军口中的质量风险防控,是东方重机生产工作的必选题和必答题。秦锦是东方重机质量保证部部长助理,他亲历了东方重机质量风险防控工作从探索到成熟的成长过程。

  据秦锦介绍,通过2014、2015年的不断探索,质量风险防控工作效果明显:2015年3月至2016年3月,东方重机共针对91个核岛主设备制造工序实施风险防控,防控后仅3个工序产生了NCR;生产部门尝到甜头后,对该项工作的态度也从原先的被动接受转为主动要求;风险防控的工作模式也得到了业主单位和工程公司的认可;同时,东方重机也在逐步试点开展供应商风防和技术准备风防工作。

  对华龙首堆首台蒸汽发生器水室封头隔离层堆焊的风险防控细节,秦锦记忆犹新,“现场交底确定后的风防点主要有4个:焊接过程受气流影响导致焊缝缺陷、设备故障带来的风险、热处理电加热器故障、焊道排布不合理影响焊缝质量。”

  “针对风防点明确了对应的措施:检查防风围栏、机头挡风罩等情况,确保完好有效,工位做好标识,控制人员进出;焊接设备选择全自动氩弧焊机,焊接前对设备进行调试,确保各控制模块正常;做好应急预案,在工位附近布置火炬以备急用。”秦锦补充道。

  数据显示,2012年以来,类似工序出现NCR的产品曾涉及8台,但此次华龙首堆首台一次侧接管隔离层堆焊一次合格,有效地保障了工期。

  攻克关键制造技术

  与二代改进型蒸汽发生器相比,“华龙一号”蒸汽发生器的制造技术更复杂、质量管控难度更大。从2015年6月担任项目设总以来,教授级高工邓智勇对内负责技术协调、技术方案的审定和批准,对外要做技术把关和技术交流,带领团队开展攻关。

  “华龙项目的技术攻关点主要体现在管板堆焊和深孔加工研究、管子支承板三叶梅花孔的拉削和快速检测研究、水室封头安全端焊缝工艺的研究、水平支承连接板研制、局部热处理防DING(凹痕)技术。”邓智勇称。

  管板是蒸汽发生器的重要部件,华龙项目合金钢管板厚达600毫米,管孔数多达11670个,管孔直径要求Φ17.73毫米,垂直度Φ0.45毫米。对此,攻关组攻克了钻孔过程钻头崩刃及钻孔垂直度不易满足要求等深孔加工难题;管板一次侧镍基堆焊采用自动热丝GTAW镍基堆焊,具有堆焊热影响区小、稀释率较低、化学成分稳定、焊缝质量高、为后续管子/管板焊缝质量提供保障的优点。

  在进/出口接管堆焊镍基合金隔离层与不锈钢安全端焊接上,设计特殊的接管镍基隔离层焊接坡口与安全端焊接坡口,研制专门的超窄间隙自动GTAW焊接工艺及设备,攻克该类焊缝易产生偏析导致晶界脆化、滑移或相对应变及热裂纹敏感性大等技术问题。

  同时,还攻克了每块不锈钢板11670个三叶梅花孔的拉削工艺,掌握了准确快速的进行已加工孔检测的间歇式推扫触发摄影测量技术;解决了水平支承连接板与筒体连接的空间结构复杂、尺寸和形位要求高,焊接过程中和热处理时的工件变形等问题。

  在局部热处理防DING(凹痕)技术攻关上,用计算机数值模拟分析华龙蒸汽发生器下封头与管板环缝、最终环缝局部热处理时的实际工况并进行实际工艺试验,制定出两条缝局部热处理时应采用的防DING技术方案,从而降低管子支承板的最大转角,避免传热管产生DING。

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