上海电气核电新局

文‖《上海国资》记者 孙玉敏



上海电气核电新局

文‖《上海国资》记者 孙玉敏

全球首台高温气冷堆压力容器顺利发运

“智能制造”的核电装备巨头渐行渐近

上海电气在核电领域技术地位继续巩固。

3月初，在东海之滨的上海电气临港基地，全球首台具有四代特征的高温气冷堆核电主设备——压力容器、金属堆内构件分别在上海电气核电集团上核公司、一机床公司顺利发运，并成功交付华能山东石岛湾核电站。

此前，上海电气已顺利完成三代核电AP1000、EPR技术关键核岛主设备的制造交付任务。

上海电气集团股份有限公司副总裁、核电集团总裁朱根福表示，面对核电复苏的机遇，上海电气核电产业已进入发展新阶段。未来，核电集团将在专业化基础上利用互联网技术，谱写核电智能化制造的新篇章。

高温气冷堆

高温气冷堆是由清华大学自主研发的具有第四代技术特征的先进核能技术，以其优良的发电效率，尤其是突出的安全性和快堆技术等被并称为“超越下一代”的“未来核电”。

朱根福告诉《上海国资》，高温气冷堆的特性，使得这种堆型可以避免类似于福岛核事故出现的堆芯熔化、放射性大量释放的重大事故。“高温气冷堆以耐高温的石墨作为慢化剂和堆芯结构材料，用化学惰性的氦气作为冷却剂，堆芯有煤球粗细，而压水堆的燃料块大概香烟粗细，高温气冷堆这种堆芯结构和设计方式，使得所有现实可设想的严重事故的后果，都没有显著的场外辐射影响。”

但是，这也使得高温气冷堆这种堆型，与其他传统核电主设备相比，拥有更大的外形尺寸和更复杂的结构，制造难度更大。反应堆压力容器、金属堆内构件作为这种堆型核岛一回路的关键主设备，制造难度更是可想而知。

“该堆型在实验阶段，上海电气就曾参与设备制造，加上上海电气已有多年丰富的核电设备制造经验，通过不计其数的项目技术沟通会、现场技术与施工人员夜以继日的艰苦工作，我们最终完成了一个又一个突破。”

朱根福强调，两件主设备的顺利出厂，标志着通过自主创新、技术攻关、试验验证、制造测试，上海电气已完全实现高温气冷堆反应堆压力容器、金属堆内构件的国产化。“这意味着上海电气核电装备制造能力取得了新的重大突破，也为后续顺利建成全球首座球床模块化高温气冷堆商用核电站示范工程奠定了重要基础。”

但是，高温气冷堆在某些地方仍需改进，比如造价高于目前市面上的压水堆机组等。

“这些特点，决定了未来相当长时间内，高温气冷堆还难以成为主流技术路线。未来上海电气核电设备制造的主要市场，仍将在国家2003年前后即确定的压水堆技术路线上，也就是目前的CAP1000、‘华龙一号’、CAP1400三代核电技术。”

进步之路

据了解，目前核电站的堆型一般根据慢化剂和冷却剂的不同来划分。冷却剂，一般有液态水和二氧化碳、氦气等气体，堆型分为水冷堆和气冷堆。

气冷堆的慢化剂是石墨。水冷堆的慢化剂一般是水，水又分为轻水和重水，堆型就有轻水堆和重水堆之分，轻水堆又分为沸水堆和压水堆。

朱根福对《上海国资》介绍，现在世界上商业运行的约440台机组大部分在20世纪70年代石油危机后建设，称为第二代核电机组。但自美国三里岛核电站和前苏联切尔诺贝利核电站事故发生后，在美欧等国家的推动下，第三代核电的概念产生，与第二代的根本差别在于，第三代把设置预防和缓解严重事故作为设计核电站必须满足的要求，更安全也更经济。

他介绍，我国第三代核电建设的步伐走在世界前列。国家核电技术公司引进的美国西屋公司的非能动先进压水堆AP1000（落地电站浙江三门、山东海阳，在建）以及中国广核集团公司引进的法国阿海珐公司的改进型压水堆EPR（落地电站广东台山，在建）都属于第三代核电机型。同时，由中广核和中核联合开发的融合了“能动与非能动”先进设计理念的我国自主三代核电“华龙一号”，也落地福建福清5、6号机组和防城港二期，目前均已开始建设。

此外，在消化引进第三代先进核电AP1000技术的基础上，我国还正在开发具有自主知识产权、功率更大的非能动大型先进压水堆CAP1400（示范电站规划于山东荣成石岛湾）。

2014年，上海电气率先在国内完成三代AP1000核岛主设备（压力容器、蒸汽发生器、稳压器）产品的配套交付。2015年，AP1000首台堆内构件、控制棒驱动机构、EPR首台堆内构件也已完成交付。我国自主知识产权的CAP1400项目也在顺利制造中。

据朱根福透露，随着红沿河、宁德、方家山、阳江、防城港、福清等一系列二代加核电项目的交付，上海电气具备了CNP1000、CPR1000二代改进技术的关键设备制造能力，形成、固化了批量生产百万千瓦级机组的制造和管理体系。通过三门、海阳AP1000和台山EPR项目建设，上海电气已基本掌握了三代核电制造技术，关键设备批量化制造能力开始显现。

与此同时，2015年3月，上海电气与法国阿海珐AREVA集团合作，承担了南非Keoberg核电站6台更换蒸汽发生器的设备供货任务，这是上海电气首个真正意义上走出去的核电项目，也是国内装备制造企业第一次通过国际合作的方式直接向国际市场供货的大型核岛主设备项目。

“这表明上海电气完全有能力按照国际标准面向国际市场提供核电产品。”朱根福表示。

冲刺“智能制造”

超过20年的核电设备生产经验积淀，上海电气在核岛主设备市场占有率达到42%，其中堆内构件、控制棒驱动机构达85%。目前，上海电气的核电核岛产品已经涵盖第二代核电、第二代改进核电M310、CNP1000和CPR1000、第三代核电AP1000、EPR和“华龙一号”、CAP1400以及第四代核电技术特征的高温气冷堆等所有主设备产品机型。

除了承接国内订单，目前上海电气也已与意大利Ansaldo核能公司、西班牙Ensa公司分别签署战略合作协议，并与德国、英国、法国、美国等国家的核电先进企业开展交流，积极拓展在核废物处理和核设施退役等领域的国际合作。

在朱根福看来，无论是国内核电新建项目重启，还是旨在推动核电技术装备和电站设计建造能力输出的“走出去”，“安全高效”都将成为我国发展核电的首要准则，核电设备企业要提高自身竞争力，都须从“安全高效”四字入手。

这需要设备制造企业在质量管理、体系管控方面有更大的提升。朱根福表示，2014年，上海电气将旗下核电核岛主设备制造企业组建核电集团，正是从专业化角度提升运营管控能力。成立一年多来，核电集团已在一体化管控方面取得显著进展。

“核电集团成立之初，我们按照一体化总体方案，对上核、一机床两个不同体系的管理过程进行了整合优化，过去一年多，围绕一体化管理制度和流程、管理职能重建和梳理，以及过程中的矛盾、重复问题，我们进行了重点解决，为从根本上实现核电集团集约型一体化管理体系，从根本上实现管理系统优化，建立优化的工作管控流程，做了很多工作，从根本上解决了以往机制性的问题。”

同时，核电集团正积极拥抱互联网，利用信息化手段提升制造体系效率。朱根福表示，上海电气在2009年前后就上马了ERP等信息化系统，包括计划管控系统、项目管控系统等，但在核电管理方面并未很好发挥作用，核电集团成立后有意识加强了这些工具的利用。“信息化系统等都是工具，作用在于提升传统制造企业的管理能力。”

目前核电集团主要致力于用好原有的信息系统，但同时也在规划引入智能化、互联网系统设备进行加工制造和自动跟踪记录等信息化管控，探索核电设备制造向智能化制造转化升级，实现核电产品从“传统离散型制造”向“智能制造”的生产模式转变。

据悉，目前上海电气在核岛关键设备堆内构件的制造中已成功应用了大功率激光焊接技术；同时正在积极探讨在蒸发器管子管板焊接、堆内构件堆芯罩焊接等主设备制造中引入焊接机器人系统的智能化制造方案。

一个“智能制造”的核电装备巨头渐行渐近。