截至目前,在“華龍一號(hào)”堆型中,東方電氣承擔(dān)了福清5、6號(hào)和寧德5、6號(hào)共4臺(tái)套汽輪發(fā)電機(jī)組供貨合同。根據(jù)合同計(jì)劃交貨期,華龍首堆福清5號(hào)首臺(tái)汽輪機(jī)第一個(gè)低壓模塊于2017年第4季度交貨,發(fā)電機(jī)主要部件——定子也將在2017年10月交貨。
從2015年5月7日福清核電5號(hào)機(jī)組正式開工建設(shè)開始,經(jīng)過整整一年時(shí)間的協(xié)調(diào)與努力,東方電氣集團(tuán)所屬東方汽輪機(jī)完成了與DCS控制系統(tǒng)配合等前期設(shè)計(jì)工作;主油泵實(shí)現(xiàn)自主設(shè)計(jì),試驗(yàn)結(jié)果完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求;轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)、采購、制造克服了種種技術(shù)、質(zhì)量問題;空心導(dǎo)葉片實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。
“目前華龍首臺(tái)汽輪機(jī)制造已經(jīng)完成了整個(gè)工作量的50%,項(xiàng)目推進(jìn)比較順利,考慮到是首次設(shè)計(jì)、制造,制定了提前試制方案,有一些設(shè)備能夠比計(jì)劃需求節(jié)點(diǎn)提早完成。”東方汽輪機(jī)項(xiàng)目部核電處科長鄭斗告訴記者。
發(fā)電機(jī)方面,東方電氣所屬東方電機(jī)已經(jīng)完成設(shè)計(jì)工作的主體;定子機(jī)座制造完工,即將進(jìn)入定子制造最為主要的鐵心裝配工序;轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸精加工已經(jīng)完成。
“通過前期的努力,后續(xù)將進(jìn)入發(fā)電機(jī)主要的裝配工序,從目前整體的形勢來看,發(fā)電機(jī)的研發(fā)制造滿足項(xiàng)目整體要求,進(jìn)度、質(zhì)量總體可控。”東方電機(jī)產(chǎn)品開發(fā)一部部長令紅兵表示。
推進(jìn)技術(shù)升級
據(jù)了解,由于核島出汽溫度、壓力相對較低,蒸汽量大,在這種典型的濕蒸汽工況下,如果要保證汽輪機(jī)的高效率,機(jī)組體型相應(yīng)變大,這對汽缸、葉片、轉(zhuǎn)子的材料要求極高,項(xiàng)目投資很大。因此,與常規(guī)火電相比,核電汽輪機(jī)通常采用1500轉(zhuǎn)/分鐘的半轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì),蒸汽管道數(shù)量多,并且凝汽器要求整裝后發(fā)貨。
如果說與常規(guī)火電汽輪機(jī)組的技術(shù)差異已經(jīng)通過“二代加”核電制造實(shí)踐成功解決的話,那么對于首次自主設(shè)計(jì)、制造三代百萬千瓦等級的核電汽輪發(fā)電機(jī)組,從前期設(shè)計(jì),到分供商評價(jià)、采購,再到全方位制造,每個(gè)環(huán)節(jié)和流程都會(huì)遇到全新的挑戰(zhàn)。
“從設(shè)計(jì)的角度來看,要實(shí)現(xiàn)自主化,研發(fā)的重點(diǎn)主要是末級長葉片、焊接轉(zhuǎn)子、低壓模塊,還有凝汽器、主汽調(diào)節(jié)閥和主油泵等。”交談中,東方汽輪機(jī)產(chǎn)品研發(fā)部核電室主任高宏喜充滿了信心,“1828毫米末級長葉片、焊接轉(zhuǎn)子早在2012年就已研制成功,主油泵型式試驗(yàn)剛剛成功完成,低壓缸裝焊、其他部套制造正在車間執(zhí)行中,整體質(zhì)量是可控的。”
“‘二代加’發(fā)電機(jī)單機(jī)容量一般在115萬千瓦左右,‘華龍一號(hào)’發(fā)電機(jī)提高到120萬千瓦水平,單機(jī)容量的增大,技術(shù)就要向前邁一步。”令紅兵介紹說,“‘華龍一號(hào)’發(fā)電機(jī)采用了自主通風(fēng)冷卻技術(shù),勵(lì)磁系統(tǒng)也采用國內(nèi)比較成熟的靜態(tài)勵(lì)磁技術(shù)替代了原來‘二代加’國外無刷勵(lì)磁設(shè)計(jì)。”
“在總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,我們考慮了更好地滿足客戶個(gè)性化定制要求,通過精心設(shè)計(jì),產(chǎn)品在現(xiàn)場的安裝工作量、周期都會(huì)大幅縮小,這樣會(huì)給整個(gè)項(xiàng)目贏得更多時(shí)間。”令紅兵進(jìn)一步透露。
嚴(yán)控產(chǎn)品質(zhì)量
質(zhì)量是核電產(chǎn)品的安全基礎(chǔ),更是自主制造的關(guān)鍵要素。通過近些年的研制經(jīng)驗(yàn)積累和工程反饋,東方汽輪機(jī)從今年初開始收集核電負(fù)面問題清單,全面匯總管理、技術(shù)、質(zhì)量、現(xiàn)場安裝運(yùn)行等方方面面的具體問題,清單內(nèi)容達(dá)到160多條,按歸屬分解到各個(gè)職能部門制定整改措施,落實(shí)整改任務(wù)。
“針對像‘華龍一號(hào)’汽輪機(jī)這樣的重大設(shè)備,我們都會(huì)跟質(zhì)量管理部門聯(lián)合起來,圍繞設(shè)備研制中的一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)和風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn),共同制訂質(zhì)量策劃書,繼而層層分解任務(wù)、落實(shí)舉措來規(guī)避可能的質(zhì)量問題。”鄭斗透露,這是在華龍產(chǎn)品研制過程中,東方汽輪機(jī)正在開展的質(zhì)量務(wù)實(shí)行動(dòng)。
在令紅兵看來,產(chǎn)品在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)就要充分考慮到質(zhì)量問題,“在‘華龍一號(hào)’開發(fā)上,目前推行了一種全三維設(shè)計(jì)方式,這種方式對技術(shù)部門來說雖然增加了工作量,但設(shè)計(jì)的精度得到有效提高,為后續(xù)的制造減少了質(zhì)量隱患。”
“根據(jù)福清5號(hào)發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn),預(yù)留給定子線圈環(huán)形引線安裝的空間非常狹小,在實(shí)際中能不能實(shí)現(xiàn)成功裝配很難直觀判斷。我們的開發(fā)團(tuán)隊(duì)就利用三維技術(shù)對安裝過程進(jìn)行了全動(dòng)畫設(shè)計(jì),模擬后續(xù)工序,包括工人怎么操作、如何移動(dòng)等等,清晰地找到了存在的問題和合理解決的工藝方法。”令紅兵舉例說。
保證大型產(chǎn)品的制造質(zhì)量,東方電機(jī)注重從設(shè)計(jì)開發(fā)、到工藝技術(shù)、再到制造檢驗(yàn)全過程控制,全面貫徹“凡事有章可循、凡事有人負(fù)責(zé)、凡事有人檢查、凡事有據(jù)可查”的“四個(gè)凡事”核安全文化,通過這些方式來保障后期質(zhì)量。
做優(yōu)產(chǎn)業(yè)鏈條
2010年10月,福清5、6號(hào)汽輪發(fā)電機(jī)組開始招標(biāo),前后共進(jìn)行了3輪,2013年1月東方電氣正式簽訂2臺(tái)套汽輪發(fā)電機(jī)組供貨合同。承接自主三代百萬千瓦等級大型先進(jìn)常規(guī)島主設(shè)備研制任務(wù),東方電氣是有備而來。
嶺澳二期,是核電裝備自主化、國產(chǎn)化進(jìn)程的一座分水嶺。按照國家戰(zhàn)略部署,從嶺澳二期開始,我國核電走自主設(shè)計(jì)、自主制造、自主建造、自主運(yùn)營的建設(shè)路線,利用已掌握的百萬千瓦級核電站的部分設(shè)計(jì)技術(shù)和設(shè)備制造能力,通過以我為主、中外合作,提高設(shè)計(jì)自主化和設(shè)備國產(chǎn)化比例。
東方電氣是這一重大戰(zhàn)略部署的踐行者。在常規(guī)島主設(shè)備方面,從2005年嶺澳二期開始,東方電氣承擔(dān)了35臺(tái)套汽輪發(fā)電機(jī)組的供貨合同,占據(jù)了市場份額的半壁江山。從已投運(yùn)的產(chǎn)品看,東方電氣汽輪發(fā)電機(jī)組現(xiàn)場運(yùn)行穩(wěn)定可靠,機(jī)組狀況良好,得到了用戶的認(rèn)可。
從嶺澳二期一路走來,東方電氣生產(chǎn)制造的汽輪發(fā)電機(jī)組技術(shù)類型涵蓋了“二代加”,三代EPR、AP1000、CAP1400、“華龍一號(hào)”和四代快中子堆,成為世界上核能產(chǎn)品品種最多的生產(chǎn)廠家。多種機(jī)型同時(shí)開展研發(fā)和生產(chǎn)制造,既體現(xiàn)了東方電氣的核電項(xiàng)目管理、研發(fā)制造能力,也為“華龍一號(hào)”的自主攻關(guān)提供了豐富的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和扎實(shí)的制造基礎(chǔ)。