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田湾二期工程作为中国核电国际合作的,在中国南方电网进行的机组评比中

13 12月 , 2019  

1200MW等级核电站半速汽轮发电机设计单机容量1318
MVA、单机功率1186.2MW、额定电流31076 A、额定转速1500
r/min、效率98.9%,发电机部件材料和设备的选择都是基于60年的设计寿命,是国内首次研制的新产品。通过产品的研制,哈电电机自主开发出30kV等级多胶模压定子线棒绝缘设计和制造技术、掌握了核电半速汽轮发电机的电磁和通风冷却设计技术;提出并实现了汽轮发电机定子冲片水溶性环保涂层厚度控制工艺,绝缘性能优异;攻克了关键材料和重要部件国产化制造工艺的多项难题,研制出国内首台第三代核电国产化的半速汽轮发电机及辅助系统,技术指标优良,满足合同和相关标准要求。这些技术,为国家发展百万等级核电站提供了优质设备和清洁可靠的能源,也为国家开发更大容量、更先进的核电机组提供了技术支撑。

⊙2015年11月6日,1号机组顺利达到额定转速3000RPM,冲转过程中,转速平台机组关键数据满足设计要求,标志着“海南核电1#汽轮发电机组首次核蒸汽冲转”节点顺利完成。

据了解,从上世纪制造国内首台秦山二期650兆瓦核电汽轮机开始,到设计制造世界首台第三代AP1000核电机组——三门项目,再到现在的田湾二期工程,哈电汽轮机从无到有、从小到大,从最初生产每一个部套都要借鉴国外技术,到现在完成了全面的自主化设计,哈电汽轮机在核电汽轮机领域的发展成为中国核电发展的一个缩影。据哈电汽轮机相关负责人介绍,哈电汽轮机于2012年启动田湾二期工程设计方案研究。经过数次数据分析、理论验证和修改,历时两年完成共计23万字的设计报告,这意味着哈电汽轮机完全自主研发的VVER-1000核电技术研发成功。设计方案包括32个子报告,涵盖了核电汽轮机总体设计、高低压模块设计、气动及叶片设计等11个大方面。

12月9日,中国工业经济联合会发布了第五届中国工业大奖公告,哈电集团哈尔滨汽轮机厂有限责任公司(简称“哈电汽轮机”)“650MW等级核电汽轮机国产化研制”获得“中国工业大奖表彰奖”荣誉,这也是继2016年12月,哈电锅炉“燃用准东煤超临界锅炉研制及工程应用示范项目”获得中国工业大奖后,哈电集团再一次获得中国工业大奖奖项!

科技兴国,央企担当。世界再一次对中国“智造”刮目相看,又一项中国装备技术摆脱依赖进口的桎梏。这项技术的拥有者成为国内同行业翘楚,并跻身该领域世界第一方阵。让我们一起走进研发制造企业——哈电集团哈尔滨汽轮机厂有限责任公司一探究竟。
2018年5月19日,由哈电汽轮机自主研发的,国内自动化水平、安全性均有大幅提升和改进的VVER-1000核电汽轮机——田湾核电二期工程3号机组完成了性能考核试验,在反应堆功率为每小时3012兆瓦的条件下,机组出力达到1136兆瓦,大大高于田湾一期工程俄制机组,超出性能保证值10兆瓦,机组的振动、胀差、位移、偏心、瓦温等指标全部优秀,运行平稳。
田湾核电二期工程3号机组,是国内首台在电站规划、项目管理、工程建设、研发制造等各个领域实现国产化并拥有自主知识产权的核电站,是由中核集团、哈电集团、东北电力设计院联合打造的精品工程。哈电汽轮机与中核工程公司、田湾用户及东北院共同创造了国内多项行业第一:第一次自主完成全厂控制策略,第一次实现了从设计到制造的国产化,第一次由汽轮机制造企业独立完成TG设备和辅助系统三维布置设计和计算,第一次实现弹性基础的自主设计和应用。
该机组的成功投运,标志着哈电汽轮机在百万等级核电汽轮机技术方面完成了从引进、转化、吸收到全面国产化,再到自主创新、领军核电领域的华丽转身。同时,标志着中国制造企业开始掌握核心技术,彰显了中国“智造”的雄厚实力。
行业典范 树立标杆
田湾核电一期工程被誉为“中俄核能合作的典范项目”,田湾核电二期工程,是中俄两国继续深化核能领域合作的又一重大项目。
中国造,更自信。该项目是首台由中方技术主导的中俄核电工程项目。该项目在电站规划、项目管理、工程建设方面均采用中方设计规划理念,首次实现由中方业主、中方电力设计院、中方主机制造商自主完成的核电工程建设项目,在中俄合作的核电领域树立了标杆,为中国进军VVER-1000国际市场积累了丰厚的工程经验。哈电汽轮机承担设计制造的3、4号汽轮机在国际领域处于领先地位。同时,在核电建设、调试、运行管理等方面进行的多项科技创新和管理提升,也将积累诸多国际合作经验,培养更多人才,为中国核电“走出去”战略提供坚强助力。
半转速,更经济。田湾二期工程作为中国核电国际合作的“龙头”工程意义重大,是VVER-1000堆型首次采用半转速汽轮机的工程,哈电汽轮机秉承着创新驱动、科技赶超的发展理念,采用弹性基础、高效的通流技术、先进的MSR系统等设计技术,在反应堆功率一定的条件下,大幅提升了机组出力,在保证机组安全性的前提下,进一步提高了经济性,从而进一步提升了VVER-1000型核电站在国际市场上的竞争力。
高品质,更放心。田湾二期工程3号机组采用直接核蒸汽冲转,并且一次成功,开创了国内先河。采用核蒸汽冲转是对机组安装质量的考验,又是对常规岛设计、制造、安装和调试质量的重大考验,也是对一回路与二回路系统相互配合的整体性检验。核蒸汽冲转的一次成功,大大缩短了电站项目的整体建设周期,为中国核电“走出去”打下坚实的基础。
自主化,更先进。该项目作为国内第一次由中方自主设计、制造并运营的百万等级核电汽轮机,为打造具有自主知识产权、性能优异、安全可靠的核电品牌,提升市场竞争力,走出国门,在世界核电技术制高点和市场占据一席之地注入了一剂强心剂,为后续中国核电站的总包建设走向世界,实现“中国制造2025”的目标提供了强劲动力!
一路走来,一串闪光的足迹:田湾核电二期工程3号机组在2017年10月5日,核蒸汽冲转一次成功;2017年10月6日,一键启动一次成功;2017年12月30日,首次并网一次成功;2018年2月15日,完成100小时满功率连续运行考核。作为哈电汽轮机首台自主设计制造的百万等级核电机组,田湾核电二期工程3号机组实现了“四个一次成功”的“大满贯”记录,国内史无前例!
技术领先 实现突破
怀着攻克核电汽轮机技术的初心,自2012年起,哈电汽轮机全面开启了田湾二期工程设计方案研究。经过无数次数据分析、理论验证和反复的修改,最终历时两年完成了共计23万字的设计报告。这些报告是哈电汽轮机研发人员呕心沥血的结晶,凝聚了哈电汽轮机研发人员勇于创新的智慧和汗水,标志着哈电汽轮机完全自主研发的VVER-1000核电技术研发成功。设计方案包括32个子报告,涵盖了核电汽轮机总体设计、高低压模块设计、气动及叶片设计、主要部件设计、主蒸汽系统设计、汽封疏水系统设计、MSR辅助系统设计、润滑油系统设计、电站三维布置设计、弹性基础设计等11个大方面。更为重要的是,部分技术为国内首创,实现了我国核电常规岛技术发展新的突破。
第一次实现了适用于VVER堆型的核岛与常规岛的控制系统无缝对接。该项目在业主总体规划下,哈电汽轮机通过与电力设计院等相关单位进行多次技术交流和接口交换,不断的完善全岛控制策略,实现了核岛与常规岛在控制方面的完美对接,实现了工艺系统与仪控系统的协调匹配,实现了电站设备与运营管理的智能化升级,最终实现了田湾核电项目的一键启动系统一次启动成功的目标。
第一次实现适用于VVER堆型的、具有完全自主知识产权的首台半转速核电汽轮机的研制。该项目采用了先进全三维流场设计方法、适用于湿蒸汽环境下的高效叶型和先进的去湿和防腐技术,大幅提升了汽轮机通流效率;采用了双管束四流程技术的新型MSR设备,大幅提升了汽水分离和换热效率;采用了简化型汽轮机汽水系统设计,并配合先进的电站系统三维布置设计手段,大量简化系统管道布置和附属设备数量,填补了国内主机制造厂在电站系统三维布置设计方面的技术空白。该项目的自主开发和成功研制,标志着哈电汽轮机在百万等级核电汽轮机领域已经具备了“中国制造”的能力。
第一次实现由国内汽轮机制造厂独立完成TG设备和辅助系统三维布置计算。该项目TG设备和辅助系统三维布置、管道应力分析、支吊设计与选型均由哈电汽轮机自主完成,通过近十年的软硬件平台搭建、技术体系建设和梯队人才培养,以及在多个核电工程项目上与各大电力设计院的磨合和学习,哈电汽轮机已经成为国内首家可独立进行常规岛系统设计和布置的汽轮机制造企业。
第一次实现在百万等级核电汽轮机机型上自主设计弹性基座模式。该项目弹性基座的成功应用,打破了弹性基座依靠国外技术的惯例;汽轮机、凝汽器与弹性基座的顺利安装,体现了哈电汽轮机在弹性基座模式下的汽轮机安装指导水平;优秀的轴系振动数据,验证了哈电汽轮机在机座配合设计和轴系计算的能力。弹性基座的成功应用使哈电汽轮机的核电汽轮机能够满足不同用户对基座形式的需求,为今后的市场开发打下坚实的技术基础,提供更多的选项。
梅花香自苦寒来,经过近三年的生产加工和安装调试,田湾核电二期3号机组顺利并网发电。在此期间,哈电汽轮机上下高度重视,精心组织、科学部署,确保时间节点,在安装调试阶段与各方协同合作,多次得到用户的赞扬。如今,田湾核电二期3号机组,这台承载着“哈汽梦”的“复兴号”终于驶出站台,为“沿途的千家万户”送去哈电汽轮机的光明与动力。
万家灯火,是浓缩的哈电汽轮机力量,是大写的中国“智造”的力量。 全面保障
提升能力
图为正在安装中的田湾核电工程3号机组汽轮机。
田湾二期项目不仅在设计上实现了创新与突破,而且也实现哈电汽轮机对机组安装及调试全过程、全方位技术服务,为机组顺利投运保驾护航。在机组安装期间,哈电汽轮机派出设计、工艺、检验、生产以及项目等精英团队,累计现场服务近2000日,获得中核集团、江苏核电发来的感谢信几十封,保证了田湾核电二期3、4号机组的各大安装节点圆满完成。在机组并网试验期间,哈电汽轮机派出经验丰富的专家驻守现场,保证设备的正常运行。田湾核电二期项目的技术服务,是哈电汽轮机由制造型企业向制造服务型企业转型进程中迈出的坚实一步。同时,该项目还首次采用哈电汽轮机独立自主的质量管理,通过精湛的项目管理水平保证了机组的运行质量。田湾核电二期3号机组的顺利并网发电,使哈电汽轮机有信心挑战更新的技术,开发出更具有竞争力的产品,进一步提升了哈电汽轮机的自主创新能力。
从上个世纪制造国内首台秦山二期650兆瓦核电汽轮机开始,到设计制造世界首台第三代AP1000核电机组——三门项目,再到现在的田湾二期工程,哈电汽轮机从无到有、从小到大,从最初生产每一个部套都要借鉴国外技术,到现在完成了全面的自主化设计,哈电汽轮机在核电汽轮机领域的发展就是中国核电发展的一个缩影。
田湾二期工程核电汽轮机,集中体现了哈电汽轮机自主设计、制造水平的,标志着哈电汽轮机成为百万等级核电常规岛俱乐部中的重要成员。这是哈电汽轮机在核电汽轮机设计创新的里程碑,更是哈电汽轮机制造的一个转折点!该项目不仅是哈电汽轮机百万等级核电汽轮机完全国产化的典型代表,更是哈电汽轮机核电汽轮机技术突破创新的集中体现,标志着其核电产品技术、安装、服务、检验人才梯队全面建成,标志着其全面建成核电汽轮机设计体系和工程化设计体系。
瞄准市场 再创辉煌
随着化石能源的枯竭和其带来的环境问题越来越严重,核电以其不排放烟尘、二氧化硫、二氧化碳的清洁高效特性,受到广泛重视。目前,世界上每年核电的发电量相当于减排温室气体30亿吨。实践证明,每建成一座田湾3号机组这样的百万等级的核电站,每年可替代标煤消耗280万吨。由于核电具有绿色排放、选址灵活、容量大、高效稳定、经济成本低、投资回报高等诸多优点,现已成为世界主要工业国家能源结构的重要组成部分,发展核电依然是各国保障未来能源供应的重要选择之一。世界上有18个国家的核电占比都已经超过了20%,全世界平均水平约为13%,而目前核电在我国电力结构中仅占2%,发展空间巨大。发展核电对我国突破资源环境瓶颈,实现绿色低碳发展,建设“美丽中国”有不可代替的作用。
在国家能源产业结构调整转型升级、深化供给侧结构性改革之时,哈电汽轮机积极响应国家政策,加快推进向多元化产业调整,瞄准市场,抓住机遇。在行业政策的不断鼓励和推进下,我国核电行业正进入新的高速发展期。哈电汽轮机作为国内核电设备主要供应商之一,通过不断消化吸收,改进创新,自主研发,为中国核电装备从“引进来”到“走出去”开辟了一条新的道路。
“山再高,往上攀,总能登顶;路再远,走下去,定能到达”。习近平总书记的铿锵话语萦绕耳畔。精益求精,永不止步,哈电汽轮机将一如既往地坚持创新引领,科技赶超,以更先进的汽轮机技术推动中国电力装备事业不断前行,为实现伟大复兴的中国梦贡献自己的力量。
延伸阅读
由哈电汽轮机生产制造的三门1、2号机组,海阳1、2号机组相继非核蒸汽冲转成功,证明了哈电汽轮机在AP1000汽轮发电机组的加工制造上已经具备较为强劲的实力。田湾核电二期3号机组VVER-1000核电汽轮机的成功运行标志哈电汽轮机在核电领域设计研发实力取得了重大的突破,田湾核电二期4号机组也在按计划进行安装调试中。
2018年,哈电汽轮机在核电市场捷报频传。2月份,具有独立知识产权、首台自主研发的“华龙一号”核电汽轮机中标海南昌江核电二期项目;“华龙一号”核电汽轮机在2016年7月11日完成国内专家评审后终于结出硕果。
目前,中核集团“玲珑一号”核电项目已成为中核集团海外市场战略的重中之重,中广核集团低温供热堆项目已成为中国首个核能供暖示范项目。哈电汽轮机为上述核电项目研发的“玲珑一号”多用途、模块化小型核电汽轮机和低温供热堆小型核电汽轮机,必将引领未来国际SMR核电汽轮机市场。哈电汽轮机已拥有“华龙一号”、优化型AP1000、改进型VVER-1000、CAP1400、CANDU等大功率核电汽轮机技术,以及ACP100核电小机、低温供热堆核电小机技术,并正在研发CAP1700、高温气冷堆、海上浮动电站核电小机等多种核电机型,“大兵小将”齐头并进,将继续拓宽海外市场,谱写中国核电汽轮机从“引进来”到“走出去”的时代篇章。

目前,田湾二期工程3号、4号机组实现了“四个一次成功”的“大满贯”记录:核蒸汽冲转一次成功、一键启动一次成功、首次并网一次成功、100小时满功率连续运行考核一次通过,这在国内尚无先例。田湾核电二期工程3号机组于2018年5月19日一次性通过性能考核试验,TMCR工况出力达到1137.461MW,超过设计保证值11.461MW,机组的振动、胀差、位移、偏心、瓦温等指标优秀。

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中国工业大奖是在2004年国务院批准设立的我国工业领域最高奖项,被誉为中国工业的“奥斯卡”,旨在表彰坚持科学发展观、走中国特色新型工业化道路,代表我国工业化的方向、道路和精神,代表工业发展最高水平,对增强综合国力、推动国民经济发展做出重大贡献的工业企业和项目,以树立一批优秀标杆企业和项目,并带动形成一大批具有核心竞争力的企业。大奖包括“中国工业大奖”、“中国工业大奖表彰奖”和“中国工业大奖提名奖”三个层次奖项,由中国工业经济联合会联合12家全国性行业协会共同组织实施,每三年评选、表彰一次。2017年6月,哈电汽轮机“650MW等级核电汽轮机国产化研制”经黑龙江省企业联合会推荐申报了第五届中国工业大奖。“650MW等级核电汽轮机国产化研制”荣获这项中国工业“奥斯卡”,充分体现了哈电汽轮机在核电汽轮机领域的设计制造水平,进一步巩固了哈电汽轮机在国内核电常规岛俱乐部的龙头地位。

哈电集团总经理助理、哈电股份副总裁张海权带队,集团公司科技管理部、核电事业部有关领导以及哈电汽轮机、哈电电机有关领导和人员参加会议。

据悉,中核集团海南昌江核电站于2010年4月25日开工建设,是当时海南投资最大、技术领先、工艺环保的能源建设项目,采用了成熟的国产二代改进型核电技术,具有可靠的技术安全性,单机容量为650MW。哈电集团提供汽轮机和发电机设备。

一路走来,田湾核电二期工程3号机组留下一串闪光足迹:2017年10月5日,核蒸汽冲转一次成功;2017年10月6日,一键启动一次成功;2017年12月30日,首次并网一次成功;2018年2月15日,100小时满功率连续运行考核一次成功。作为哈电汽轮机首台自主设计制造的百万等级核电机组,田湾核电二期工程3号机组实现了四个“一次成功”的“大满贯”记录,国内史无前例。该项目在电站规划、项目管理、工程建设方面均采用中方设计规划理念,首次实现由中方业主、中方电力设计院、中方主机制造商自主完成的核电工程建设项目,为中国进军国际市场积累了丰厚的工程经验。

该项目主要是在研制秦山3、4号650MW等级核电国产化汽轮机得到成功应用的技术,是国内首次实现650MW全转速核电汽轮机末级、次末级叶片设计、试验和制造,形成了系统的长叶片设计和制造规范(包括防侵蚀和去湿技术);优化了主油泵-涡轮增压泵供油系统技术,耗功少、噪音小、系统稳定;根据核安全要求,国内首次采用概率分析方法对汽轮机转子飞裂的概率进行了分析;首次实现核电主汽调节阀的自主化设计和制造;采用新型冷凝器模块化设计技术,缩短现场安装周期;建立了核电汽轮机电液联调试验台架,首次在工厂实现电液联调试验等特点和突破的世界先进、国内领先的核电技术。

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“核安全文化”贯穿始终

VVER-1000核电汽轮机部分技术为国内首创,实现了我国核电常规岛技术发展的新突破。第一次实现了适用于VVER堆型的核岛与常规岛的控制系统无缝对接,田湾核电项目的一键启动系统一次启动成功;第一次实现适用于VVER堆型的、具有完全自主知识产权的首台半转速核电汽轮机的研制,填补了国内主机制造厂在电站系统三维布置设计方面的技术空白,标志着哈电汽轮机在百万等级核电汽轮机领域已经具备了“中国制造”的能力;第一次实现由国内汽轮机制造厂独立完成TG设备和辅助系统三维布置计算,成为国内首家可独立进行常规岛系统设计和布置的汽轮机制造企业;第一次实现在百万等级核电汽轮机机型上自主设计弹性基座模式,打破了弹性基座依靠国外技术的惯例。

黑龙江电视台对哈电集团汽轮机公司“650MW等级核电汽轮机国产化研制”获得“中国工业大奖表彰奖”进行了报道。

据了解,田湾核电站二期3号、4号机组项目是中俄最大的核能合作项目,作为中国核电国际合作的“龙头”工程意义重大。其核岛部分采用俄罗斯VVER-1000堆型设备,常规岛采用国产设备。其中汽轮机和汽轮发电机分别由哈电汽轮机和哈电电机承制,这也是在国内首次研制核电VVER-1000堆型半转速汽轮机和汽轮发电机。

核电发展,“安全”是关键。因此,核电机组的设计技术、生产安全等级、制造标准较常规机组要更优、更高,相应的生产制造难度也更大。哈电集团在昌江机组的设计制造过程,可谓披荆斩棘,却又“惊喜”不断。

日前,由哈电集团哈尔滨汽轮机厂有限责任公司自主研发的VVER-1000核电汽轮机——田湾核电二期工程3号机组完成了性能考核试验。在反应堆功率为每小时3012兆瓦的条件下,机组出力达到1136兆瓦,大大高于田湾一期工程俄制机组,超出性能保证值10兆瓦。该机组的成功投运,标志着哈电汽轮机在百万等级核电汽轮机技术方面完成了从引进、转化、吸收到全面国产化,再到自主创新、领军核电领域的华丽转身,也标志着哈电汽轮机核电技术由此跻身世界第一方阵。

秦山3、4号650MW等级核电国产化汽轮机具有自主知识产权。该项目的成功投运,形成了具有特色的核电汽轮机设计体系,促进了行业设计技术的发展,经济效益和社会效益显著,标志着我国650MW核电机组全面实现了设计、制造的完全国产化。该项目经中国核能协会组织行业专家鉴定整体技术达到国际先进水平,荣获“中国核能协会二等奖”。同时,哈电汽轮机为海南昌江提供的两台650MW核电汽轮机组已并网发电。在中国南方电网2016年工作总结及表彰大会上,海南昌江核电厂1号机组以出色的运行业绩,在南方五省区300余台汽轮发电机组考评中脱颖而出,荣获“2016年系统运行效能优胜奖”,摘得“金牌机组”桂冠。

“VVER-1000核电汽轮机研制”鉴定委员会由哈尔滨工业大学秦裕琨院士、黑龙江省机械工程学会秘书长郭洪鑫分别担任主任委员和副主任委员;“1200MW等级核电站半速汽轮发电机及辅助系统国产化研制”鉴定委员会由中国工程院顾国彪院士、中国工程物理研究院邓建军院士分别担任主任委员和副主任委员,同时邀请了来自国内电力公司、设计院、电科院以及高校的行业专家组成鉴定委员会。

⊙2015年12月,1号机组投入商业运行,机组运行各项性能数据良好。

据介绍,目前,哈电汽轮机已拥有“华龙一号”、优化型AP1000、改进型VVER-1000、CAP1400、CANDU等大功率核电汽轮机技术,以及ACP100核电小机、低温供热堆核电小机技术,并正在研发CAP1700、高温气冷堆、海上浮动电站核电小机等多种核电机型。“大兵小将”齐头并进,并将继续拓展海外市场,谱写中国核电汽轮机从“引进来”到“走出去”的新篇章。


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