編者按:2019年,中國核能行業(yè)協(xié)會科學(xué)技術(shù)獎評定出科技進(jìn)步獎共75項,其中,一等獎5項、二等獎22項、三等獎48項;技術(shù)發(fā)明獎3項,其中,一等獎1項、二等獎1項、三等獎1項;企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新工程獎3項;創(chuàng)新團(tuán)隊獎3項;青年優(yōu)秀創(chuàng)新人物5名。為進(jìn)一步弘揚(yáng)科學(xué)家精神和大國工匠精神,宣傳核能行業(yè)創(chuàng)新工程、創(chuàng)新團(tuán)隊、創(chuàng)新人物,展示核能行業(yè)篤行務(wù)實、追求卓越的精神,特進(jìn)行系列報道,以饗讀者。
創(chuàng)新,是企業(yè)發(fā)展的基石。東方電氣集團(tuán)東方汽輪機(jī)有限公司作為一個三線建設(shè)企業(yè),有那么一群人,秉承老一輩建設(shè)者堅韌不拔、艱苦奮斗、自強(qiáng)不息的創(chuàng)新精神,成為企業(yè)創(chuàng)新路上默默無聞的最美“筑基者”。
早在1996年,東方汽輪機(jī)有限公司便與法國ALSTOM公司合作,為嶺澳一期核電汽輪機(jī)提供了約40%的部件,并由此進(jìn)入核電領(lǐng)域。經(jīng)過20多年的發(fā)展,東汽核電汽輪機(jī)經(jīng)歷了從無到有、從小到大、從技術(shù)引進(jìn)到自主創(chuàng)新的發(fā)展歷程。
2008年,核電在全球市場蓬勃發(fā)展,而公司引進(jìn)的核電技術(shù)也占據(jù)著國內(nèi)市場“半壁江山”。此時,公司高瞻遠(yuǎn)矚,依托國家科技重大專項“大型半速飽和蒸汽汽輪機(jī)、大型汽輪發(fā)電機(jī)等設(shè)備關(guān)鍵共性技術(shù)研究”,成立了以資深專家為團(tuán)隊帶頭人,“總體結(jié)構(gòu)、通流葉片和軸系、工藝”專業(yè)骨干為核心的創(chuàng)新團(tuán)隊,開啟了“華龍一號”自主三代核電汽輪機(jī)自主創(chuàng)新之路。
成大器 堪大用
團(tuán)隊成立之初,成員們懷著對核電汽輪機(jī)自主研發(fā)事業(yè)的向往,既沒有對未知前途的迷茫,也沒有對未知困難的懼怕,滿懷激情地埋頭扎進(jìn)了自主核電的創(chuàng)新之路。
在研發(fā)之初,為避免與國外技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán)沖突,突破國外對先進(jìn)技術(shù)的封鎖,同時為“華龍一號”走出國門創(chuàng)造更多機(jī)會,創(chuàng)新團(tuán)隊的研發(fā)目標(biāo)即是自主設(shè)計、自主制造、自主安裝。在整個研發(fā)計劃中,低壓模塊末級動葉高度1828mm,低壓轉(zhuǎn)子長度13米,排汽喉部面積達(dá)150平方米,降低真空載荷對低壓模塊結(jié)構(gòu)和軸系的影響,設(shè)計出一種擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的結(jié)構(gòu)優(yōu)異的末級動葉、低壓轉(zhuǎn)子、低壓模塊便成為創(chuàng)新團(tuán)隊的重點、難點。
1828mm低壓末級動葉的研制,在立項時即為打造當(dāng)時世界最長的半轉(zhuǎn)速低壓末級動葉,具有結(jié)構(gòu)創(chuàng)新難度大,葉片制造成本高等特點,僅單只葉片成本就高達(dá)20萬元。如何將葉片推銷出去,讓用戶敢用、放心用,成為創(chuàng)新團(tuán)隊不得不面對的難題。經(jīng)過前期論證、項目調(diào)研,創(chuàng)新團(tuán)隊大膽作出了“苦練基本功,成大器,堪大用”的決定,把基本功做扎實,市場自然會有的。葉片采用可控渦彎扭成型技術(shù),根部、中上部、頂部均采用先進(jìn)葉型;連接件采用具有較大阻尼的整體拉筋和整體圍帶結(jié)構(gòu)型式;進(jìn)行了葉根、輪槽應(yīng)力特性驗證,葉片靜頻測量試驗,葉片動調(diào)頻測量試驗,?;瘎討?yīng)力實測試驗,空氣動力試驗驗證等一系列實驗,力求打造出一只先進(jìn)、高效、安全可靠的半速核電末級葉片。功夫不負(fù)有心人,經(jīng)過創(chuàng)新團(tuán)隊成員的共同努力,一只世界領(lǐng)先的半速核電汽輪機(jī)末級長葉片終于研制成功,且成功運(yùn)用于三代示范核電站中,具有廣泛的市場應(yīng)用前景。
迎難而上 砥礪前行
汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子作為汽輪機(jī)的心臟,承載著高速旋轉(zhuǎn)的葉片離心力,對結(jié)構(gòu)的安全性提出了更高的要求。為滿足轉(zhuǎn)子鍛件尺寸需求,團(tuán)隊成員根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料性能和轉(zhuǎn)子運(yùn)行工況,確定了焊縫數(shù)量、焊縫深度及焊接部位內(nèi)腔形狀尺寸,確保焊接轉(zhuǎn)子焊接位置處于最低應(yīng)力水平。對大型焊接轉(zhuǎn)子進(jìn)行強(qiáng)度核算,確保焊接轉(zhuǎn)子在壽命周期內(nèi)安全穩(wěn)定運(yùn)行。攻克了轉(zhuǎn)子設(shè)計及焊接關(guān)鍵技術(shù),實現(xiàn)了大型焊接轉(zhuǎn)子制造國產(chǎn)化及產(chǎn)業(yè)化,全面掌握了核電焊接轉(zhuǎn)子焊接接頭的性能,焊接設(shè)備、焊接方法、工藝參數(shù)、熱處理、無損評判等大型化轉(zhuǎn)子焊接相關(guān)的一系列工藝試驗及規(guī)范研究。
核電汽輪機(jī)低壓模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計是各大汽輪機(jī)廠商的技術(shù)名片,而當(dāng)時擺在創(chuàng)新團(tuán)隊面前的只有零星的3、4張結(jié)構(gòu)圖紙。在團(tuán)隊專家?guī)ь^人的帶領(lǐng)下,團(tuán)隊瘋狂地吸取著各種知識,從各種參考資料、書籍中了解先進(jìn)通流設(shè)計要點,從核電、火電、燃機(jī)機(jī)組中尋求各種結(jié)構(gòu)的靈感。方案設(shè)計之初,在全公司首次采用了全三維的結(jié)構(gòu)設(shè)計和分析軟件,軟件只有自學(xué),遇到問題只能翻書;對低壓內(nèi)缸上每一個鋼板厚度、焊縫大小、結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行反復(fù)地推敲、分析、優(yōu)化,常常為了一個小小結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化加班到深夜,力求在機(jī)組安全性和經(jīng)濟(jì)性上尋找最佳平衡點。
在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的同時,首次對產(chǎn)品焊接、加工、裝配、運(yùn)輸、安裝方案進(jìn)行全流程評審,力求產(chǎn)品設(shè)計在各環(huán)節(jié)的可操作性。還記得在所有設(shè)計方案都已完成,即將進(jìn)行公司和專家評審的前夕,生產(chǎn)單位提出了低壓缸設(shè)計最大回轉(zhuǎn)直徑13.5米,已超出廠內(nèi)現(xiàn)有12米立車加工范圍,若增加設(shè)備,需要采購機(jī)床成本數(shù)千萬元;若采用龍門銑加工方案,加工周期長,機(jī)床資源緊張。面對突如其來的困難,為貫徹公司降本增效,一次做好的精神要求,所有創(chuàng)新團(tuán)隊迎難而上,短短2周時間便完成了低壓缸中部和支撐裝置分別裝焊,加工后采用垂直法蘭螺栓裝配的設(shè)計方案,僅機(jī)床加工成本和工時成本單模塊可節(jié)約150萬元,成功解決了廠內(nèi)生產(chǎn)難點,并在隨后的制造和安裝中證明了設(shè)計方案的合理性。
2012年5月,整個“華龍一號”汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案順利通過了公司和外部專家評審;同年 12月,成功中標(biāo)自主三代核電“華龍一號”福清5、6號機(jī)組。至此,自主核電從方案設(shè)計正式進(jìn)入了施工設(shè)計和生產(chǎn)階段。施工設(shè)計階段,為提高生產(chǎn)效率,提升產(chǎn)品質(zhì)量,團(tuán)隊成員多次深入分廠、工段同操作工人進(jìn)行技術(shù)交流,對焊縫大小,坡度,無損探傷空間、方式進(jìn)行技術(shù)交流;廠內(nèi)生產(chǎn)過程中,每一場的開工會,每一個零部件問題的現(xiàn)場處理,團(tuán)隊成員總是沖在第一線。因為“她”就像是團(tuán)隊的孩子,團(tuán)隊想陪著“她”成長,望著“她”長成一顆參天大樹。
2017年,采用“華龍一號”自主核電汽輪機(jī)技術(shù)的第一個低壓模塊參加廠內(nèi)總裝,團(tuán)隊成員又主動申請到總裝車間進(jìn)行技術(shù)服務(wù),收集每一個數(shù)據(jù),處理每一個難題,對收集和整理的問題及時優(yōu)化。2017年6月30日,具有象征意義的自主核電低壓模塊廠內(nèi)總裝蓋缸一次成功,看著“她”身帶紅花,萬眾矚目的樣子,團(tuán)隊成員站在總裝車間的角落里,遠(yuǎn)遠(yuǎn)地望著,眼含淚水,一臉幸福的微笑。
這一埋頭,便是十年。十年創(chuàng)新路上的風(fēng)風(fēng)雨雨,十年同舟共濟(jì)的不舍情感,團(tuán)隊成員始終一路陪伴,一路相隨。因為創(chuàng)新團(tuán)隊?wèi)阎粋€共同的愿望,期待有朝一日我們的“自主核電”能夠一飛沖天,成為大國重器中那張耀眼的名片。
路途漫長,重任在肩。創(chuàng)新團(tuán)隊將繼續(xù)“不忘初心,砥礪前行”,在自主核電的創(chuàng)新路上,爭當(dāng)筑基人。