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首台百万千瓦级核电站汽水别离再热器(MSR)的国产化

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  • 发布日期:2009-12-08 13:43
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  • 技能区域:广东湛江市
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详细阐明

王保军 赵淑英 湛波 徐岩

(哈尔滨锅炉厂有限职责公司核电办,哈尔滨 150046)

  前史进入了21世纪,人类选用安全、经济、清洁的动力已成为大势所趋。适度开展核电,是我国政府的动力开展战略。现在国内现已作业和在建的核电机组已达11台,我国的核电正在向着国产化方向跨进。

1  哈锅核电开发进程回忆

  哈尔滨锅炉厂有限职责公司(哈锅)承制核设备,已有几十年的前史。

  60年代,清华大学"114"核反应堆工程中的压力壳、稳压器,我国榜首套提炼重水设备IA、IB增湿塔等7台设备以及提炼重水用的不锈钢管道,"820"容器,我国榜首台核潜艇用汽水别离器等都是由哈锅制作。

  80年代,哈锅又与清华大学核能院一起研发了5 MW核低温供热堆中的压力壳、安全壳、主换热器、屏蔽筒、堆内构件等。

  90年代,哈锅与清华大学再度联手协作,完结了200 MW低温供热堆压力壳、安全壳等主设备的施工图规划、工程标准修订;90年代后期,又成功地为秦山二期核电站供给600 MW辅佐给水体系除氧器。面临我国的核电作业,哈锅关于持续承制核设备早已拟定了政策,哈锅抓住了国外几家大核电公司在我国频频活动、并屡次来哈锅调研及洽谈之机,及时地把自己面向了竞赛的舞台。哈锅为了承制核产品,曾在软件、硬件方面做了多手预备。

  近年来,哈锅以5 MW核低温供热堆为起步,先后获得压水堆核电厂承压设备、200 MW低温核供热堆核承压设备等的制作许可证,并约请国表里20多位专家对内搞核电技能及质保训练。一起,与国外核电公司进行技能交流,逐步完善了核电质保体系,培育储藏了一大批了解并能运用法规及标准的专业技能人才。通过"七五"、"八五"技能改造,哈锅已根本具有了出产百万千瓦级核电主设备的才能。正是有了这些雄厚的实力,使哈锅面临核产品出产胸中有数。在获准有关方面的资历判定之后,决然承揽了广东岭澳核电站百万千万级汽水别离再热器(MSR)的制作使命。

2  MSR产品的特色

  1000 MW级核电汽水别离再热器是广东岭澳核电站一项大型设备。岭澳核电站的惯例岛部分由GEC-阿尔斯通(ALSTOM)公司总承揽,哈锅制作其间的4台MSR设备,这是核电站二回路"四器一冷"中最要害的一台组合式大型容器,并列入"九五"国家要点科研课题。

  在压水堆核电站中,蒸汽发生器发生的蒸汽是饱满蒸汽,进入汽轮机高压缸做功后,假如不采纳办法,低压缸末级的排汽湿度将到达24%左右,这将严重影响汽轮机的安全作业,是肯定不允许的。因此核电机组在高压缸与低压缸之间都设置了汽水别离再热器,以便削减对低压汽缸叶片的大面积腐蚀,一起添加低压汽缸的出力。

  岭澳核电站电功率为1000 MW等级,核电汽轮机配备两台卧式半容量(50%)的MSR,别离安置在汽轮机作业的两边,称为A型、B型。岭澳核电站为两套机组,共配备4台MSR。

  MSR是一内部结构杂乱的大型复合卧式容器,选用一体化结构。首要由外壳、防腐壳、换热器管制、别离器、支撑结构、包壳、热壳等部件组成。容器外径为5.41 m,长24.30 m,宽6.374 m,高6.5 m,重达342 t。

  MSR的规划、制作是以英国的BS5500为其根底标准,以设备技能规格书为龙头,由此触及到英国标准(BS),欧洲标准(EN)及GEC-ALSTOM的工程标准,构成了MSR冗杂的标准体系。

  MSR图纸中选用BS及EN标准系列资料。其间有碳锰钢、奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢及镍-铬-铁合金等,而我公司以往所触摸的金属资料均为国标及ASME标准系列的资料。

  因为MSR结构杂乱,适用标准及选用的资料均是全新的,因此给技能预备作业带来了较大的难度。

  哈锅从1994年12月开端,就活跃与法国阿尔斯通公司、岭澳业主(LANPC)进行了该项意图前期触摸,随后针对MSR产品的技能特色,在厂房设备才能、工艺可行性、质量保证等诸方面进行了全方位的预备作业。两边历经长达一年左右的时刻进行了技能及商务商洽,在1997年9月26日正式签定了合同,并于1998年3月17日续签了终究一台MSR两个换热器管制的合同。我公司共承当了4台MSR的主壳体及内部构件(首要部件为防腐壳、热壳、包壳、管制支撑架等),以及终究一台中的两个换热器管制的制作使命。

3  图纸和技能条件转化是MSR国产化的龙头

  因为MSR的结构杂乱性及标准标准的特殊性,咱们从1996年8月份就开端着手消化图纸的作业。在了解ASLTOM很多图纸的根底上,特别留意21个部件的安装尺度、衔接尺度联络,吃透规划意图。要点在于:汽水别离再热器的一体化安置;防腐壳面料的安装结构;热壳、包壳的衔接结构及对热膨账的考虑;膨胀节贯穿件的安装结构;换热器管制的纵向歪斜安置以及限流器的配备,有利于凝结水的活动。

  ALSTOM的图纸没有对成型公役、尺度公役作出清晰规则,咱们通过与ALSTOM公司进行谈论,终究到达一致,履行ISO标准。咱们在结构剖析的根底上,打破了原关闭的尺度链。

  ALSTOM的技能要求分为三个层次:BS5500、ALSTOM工程标准、LANPC的补充规则。通过剖析取舍,融会贯通,终究履行到图纸中。通过图纸的转化,处理了视图联络、编号准则、技能要求和必要的因工艺需求结构上的变化,到达真实地反映产品结构,并将有关的制作、查验、查验的技能条件反映到厂化图纸中,以便在工艺、检查、实验、质量方案中予以遵循,然后满意产品功能的要求。

  MSR所运用的技能标准有三个层次。榜首个层次以英国的BS5500《非受火熔焊压力容器标准》作为根底标准,并以《汽水别离再热器设备规格书》为龙头,由此触及到第二层次的阿尔斯通公司工程标准,英国标准(BS)、欧洲标准(EN)、国际标准(ISO),并由此牵扯出更为详细、数量更多的第三层次BS、EN、ISO等辅佐标准。

  EN标准是一个彻底独立的标准体系,其标准的组成、标准的编列结构、标准的内容与ASME标准有很大的不同。关于咱们来说是一个全新的技能标准体系,该标准体系既触及到各成员国的标准,又触及到一些国际标准。EN标准所包含的技能标准比较巨大冗杂,而关于每一独自的技能标准,内容又比较笼统,对有些条文其寓意不太简单了解。因此,要真实运用学好EN标准,除了对每一条文要充沛了解外,还有必要留意各个标准之间的联络,找出标准之间的规律性。

  通过转化,咱们共编译了经ALSTOM同意用于辅导MSR的工艺、检查、查验方面的技能文件180个。MSR共21个部件,已对其间19个部件完结了厂化规划,共完结8500多张A4的中英文对照图纸。MSR所触及的技能条件总共为156份,按文件操控程序,标准部分按专业分类,等效选用或按合同规则的最新有用版别进行厂化、并等效转化为在本公司内履行的企业标准。咱们共转化了78份通用的技能条件。

4  切实可行的工艺实验和研讨是MSR国产化的根底

  在充沛运用我公司多年来出产与MSR附近产品的经历、开掘现有设备的潜力、完结必要技能改造的一起,仔细做好投产前的工艺实验和技能难关的攻关是MSR国产化的物质根底。

  咱们先后完结了14项工艺技能难点研讨和工艺技能攻关,其间包含:17000 mm超长钢板,高精度U+V坡口的加工攻关;运用现有几台设备完结了超长板焊接坡口的加工;φ5.4 m大直径薄壁封头焊接U+V型坡口机械加工工艺;以主壳体资料为代表,完结焊接资料国产化及其工艺判定;主壳体和内件制作工艺难点攻关等。

  通过这些工艺技能研讨和攻关,使咱们较好地把握了1000 MW级MSR制作的重要工艺进程。

5  核质保体系的有用作业是MSR国产化的保证

  为保证质保体系的有用运作,咱们从教育抓起。MSR合同签定后,在全厂规模进行了核质量、核安全的教育,使核安全文明浸透到悉数产品范畴。结合要点工序选送工程技能人员和优异的出产主干出国训练,请我国核工业无损检测中心对哈锅无损检测人员进行了训练和查核。通过资历判定、理论查核和实践考试,有45人获得了核电II级资历证书。

  MSR的焊接技能判定是依据欧洲标准EN287-1的规则进行的。选用欧洲标准判定焊工资历在我公司仍是初次。公司拨专项费用对61名焊工/焊接操作工189项进行焊接技能训练和焊接技能判定,悉数通过了EN287-1的焊接技能要求,一起焊接资历得到ALSTOM和第三方的承认,为公司出产MSR产品培育了一批契合欧洲标准要求的优异焊工。

  为保证工程质量,针对MSR产品成立了由全面质量办理办公室等组成的"首控组",对首件工序质量施行严厉操控。质量方案中的停留点、见证点及时告诉业主和第三方进行联合检查,并在查验陈述上签字认可。一旦发现不契合产品,及时开出不契合项陈述(NCR)连同处理意见、整改办法报ALSTOM,并在什物上贴标签加以阻隔。因为仔细遵循质保体系,加强质量办理,2号机部件的出产中比1号机NCR削减了70%。

 

6  MSR国产化进程中需求留意的问题

  (1)关于厂化规划问题,岭澳业主曾提出过质疑,谁来负这个职责?虽然在合同中规划职责由阿尔斯通担任,但实践投产的是哈锅转化后的图纸及技能条件,阿尔斯通应该复查厂化图纸,但这项作业一直没有进行,实质上是哈锅在负此职责。这就提示咱们在往后的涉外工程商洽中应加以清晰,或许对来图提出有关要求。

  虽然如此,关于首台研发的大型核电项目,厂化规划是十分必要的,并合适于现在国内企业出产状况。图纸及技能条件的厂化,仅仅为研发首台百万千瓦级的MSR供给最根本的技能文件,以便工艺、检查、质保等部分更好地开展作业,表现规划为龙头的效果。实践证明,厂化规划推进了MSR的研发作业,并满意了出产进展的要求。

  在完结设备制作国产化对外协作时,应力求讨取更多的规划资料。在技能洽谈中咱们一谈到有关设备的机械强度核算及功能核算问题,阿尔斯通公司避而不答,宣称超出了与哈锅合同的规模。但咱们深知,厂化规划与把握真实的MSR规划还有相当大的距离。咱们期望通过依托工程,国家统一办理引进技能,使得国内有关规划院及厂家到达技能同享,以便更好地完结规划的自主化。

  核设备的结构强度规划与制作是不可分割的。纵观ASME、RCC-M等国外标准体系,核设备的单元规划与制作是不可分割的,而我国现在是规划院包办了体系及单元设备的规划。这必然给办理、接口、工艺可行性、制作中的出产服务带来一系列的问题。

  现在国内首要厂家已获得了ASME U、U2,有的正在预备获得N证,已具有压力容器的结构强度剖析规划才能,而工厂所持有的均为制作许可证。怎么理顺这种联络,主张厂家与规划院联合规划;或许都承当规划,互为验证,这也是核电质保所要求的。这将对调集厂家的活跃性、赶快把握核电技能、进步核电设备国产化率以及与国外先进技能接轨会发生活跃的影响。

  (2)关于国产化制作规模。咱们以为有必要在现有配备才能、制作技能水平根本具有的状况下,活跃力求扩展国产化规模,使国产化的设备技能含量有所进步。在MSR的终究一台上,咱们活跃与业主协作,争夺到了两台换热器管制的制作,使制作国产化率到达95%以上。

  MSR所用资料悉数是法国来料加工,在下个项目上,应尽力扩展设备原资料国产化规模。因惯例岛容器及换热器类设备,国外一般也是选用惯例的压力容器规划制作标准(如MSR为BS5500),因此主体资料尽可能用国内的资料代替,如16MnR、20g等,能够省去进口环节,并便利国内焊材的匹配。

  依据国家适度开展核电的政策,近期不可能大力开展核电。只为研发核电设备,需求上大的技改技措项目,有必要慎重考虑。应由国家统一和谐,充沛发挥各地区现有的优势,一起推进核电设备制作国产化进程。

  (3)关于项目办理。项目办理处担任出产预备、方案编制,并检查方案完结状况。针对核电产品的特殊性,公司专门成立了核电办。这是我公司核电项目技能引进消化的大本营,是核电信息的处理中心,是"技能+办理"的单位。全面担任公司核电项意图内、外接口作业,对外代表公司,对内转递函电,履行履行状况,树立作业档案,做到有据可查。并从技能视点辅以项目办理,这样恰当的结合,关于国产化的初次实践是十分必要的。编制并施行MSR项意图表里接口程序,对进步办理水平,并与国际标准接轨均起到活跃的推进效果。

  为了组织出产和处理各类技能问题,应施行周例会准则。每次会先履行前次会议确认的抉择,对抉择进行查核;一起,对本周出产中遇到的各类技能、质量问题进行安置。

  哈锅同ALSTOM公司、业主方、第三方每月定时举行一次进展和谐会,在会上各方就出产进展、质量问题及其他亟待处理的问题进行谈论和研讨,使MSR的每一阶段出产都能按方案有条有理地进行。

  (4)关于核电设备国产化的分包价格。在分包产品价格商洽中,外商惯用手法是运用我国厂商彼此压价,然后到达其贱价收购之意图,因此存在着遍及偏低的问题。期望有关部分研讨并处理这一问题,以便使分包产品价格能维持在一个较为合理的水平上。

  (5)关于核安全文明。咱们深深体会到,通过MSR研发,核安全文明的浸透、影响、扩展甚至构成,到终究扎根于咱们从事核电职工的脑海中是最重要的。因为大型核电项目在我公司尚属初次,而且技能含量很高、质量办理水平要求严厉,悉数活动有必要按图纸、标准、标准、方案、规程、细则等文件履行;做到凡事有人担任、有法可依、有章可循、有据可查,并严厉记载。每个人都树立核质量的自觉性,增强核安全意识,悉数作业的质量都与核安全密切相关,树立了"核安全榜首"的思维,核安全意识家喻户晓。

  我公司近10多年来,活跃开发核电、核供热以及其它核实验堆设备。特别是在4年多MSR国产化进程中,从ALSTOM公司和业主方在技能和办理上学习到许多先进的经历,树立了一套完善的合适核电设备研发的组织机构,从技能、出产、办理、质量保证和质量操控水平都上了一个新台阶,培育出一支具有较高本质的核电人才队伍,为进一步承制核电产品打下了杰出的根底。

  虽然咱们已做了一些作业,但进入的仅仅大核电的惯例岛产品,咱们还刚刚起步,经历不足。咱们期望仔细学习和学习兄弟厂的核电国产化成功经历,促进咱们的作业,联合起来一起为我国核电开展做出奉献。哈锅往后的核电开发思路:走"从外向内,以民养核,从小到大,跨过开展"--即近期制作核岛主体系外围(包含低温核供热堆等)设备、惯例岛设备及民用的相似设备,终究争夺制作核岛主设备之意图。
 

 
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