AP1000核电设备及其国产化

AP10002023-08目前，AP1000核电设备进入国产化建设关键时期。对AP1000核电设备及其国产化状况的了AP1000国产化进程的推动。近日，我司对相关状况进展汇总，撰写了《AP1000核电设备及其国产化》一文，文章将分别从AP1000反响堆压力容器、蒸汽发生器等方面，对AP1000核电设备构造及其国产化状况进展介绍，供参考。AP1000是美国西屋公司开发的一种双环路和百万千瓦级的先进压水堆核电机组，其反响堆一回路由1台反响堆压力容器、1台稳压器、2台大容量的蒸汽发生器、4台屏蔽式主泵、4条冷段和2条热段管道组成。由于主泵入口直接和蒸汽发生器下封头焊接在一起，取消了其次代反响堆中蒸汽发生器与主泵入口之间的U型连接收道；同时，通过对主管道简化设计，削减了焊缝和支撑。AP1000堆芯设计类似于西屋设计的M314堆型，其主回路设计类似于美国燃烧工程公司〔CE〕设计的System80，蒸汽发生器承受Delta125，主泵承受大型屏蔽泵，专设安全设施承受了非能动技术。AP1000是在AP600的根底上适当改进的结果，机组承受单堆布置方式，为了到达更高的电站功率，一方面加大了核蒸汽供给系统主要部件的尺寸，包括增加反响堆压力料组件的数目。为了实现非能动安全系统设计，承受了带变频器的大型屏蔽泵。近年来，国家、地方政府和企业还投入大量资金，打造核电设备研发和制造基地。现已形成了哈尔滨电站设备集团〔简称哈电〕、东方电气集团〔简称东电〕和上海电气集团〔简称上电〕三大核电设备制造基地，以中国第一重型机械集团〔简称一重〕、中国其次重型机械制造集团〔简称二重〕和上海电气重型机械集团〔简称上重〕为重点的大型铸锻件和反响堆压力容器制造基地，以沈阳鼓风机集团〔简称沈鼓〕、中核苏阀科技实业股份〔简称中核苏阀〕和大连大高阀门〔简称大连大高阀门〕等一批国家级骨干企业的核级泵阀制造基地，此外，还有一批专业生产厂家具备了堆内构件、把握棒驱动机构、环吊、主管道及配套设备的批量生产条件。三门和海阳作为世界上首次投入商业运行的AP1000AP1000主要设备及其国产化状况进展说明。构造AP1000反响堆压力容器是一个由壳体、过渡环、半球形底封头及可拆卸带法兰上封头构成的圆柱形构造。壳体包括两局部：上壳体〔接收段〕和下壳体〔活性段〕，见图1。下壳体和底封头奥堆内测量供给了安装孔和支撑，为RPV放气管和一体化堆顶供给了支撑。压力容器在堆芯顶部以下的位置没有贯穿孔，排解了压力容器泄漏导致失水事故的可能。1AP1000反响堆压力容器AP1000压力容器是在原有成熟机组根底上进展设计，与传统二代及二代改进型压水堆核电站设AP1000压力容器高约12200mm，堆芯区内径4040mm，总重为425.3t由SA-508-3锻件和低合金钢板制造。国产化状况AP1000反响堆压力容器所需的大型铸锻件必需满足60年寿命的要求，目前，国内反响堆压力重已研制成功“二代加”核岛主设备全部锻件，并实现批量生产，现已实现AP1000核岛反响堆压力容器锻件的完全国产化，局部锻件制造到达世界领先水平。2023年5月，由一重承制的中国首台国产化AP1000反响堆压力容器——三门核电2号机组压力容器在一重大连核电石化事业部开工制造。这也是中国制造企业首次尝试制造成套的第三代核反响堆压力容器，对于AP1000第三代核电技术完全国产化意义重大。1三门和海阳压力容器供货范围序号序号工程设备设备供货锻件供货111#压力容器斗山斗山/一重21#压力容器斗山斗山/一重32#压力容器一重一重42#压力容器上核上重构造

二、蒸汽发生器汽发生器也是一回路压力边界的一局部，用于防止放射性物质外泄。在正常运行时，二回路不受一回路放射性冷却剂的污染，是不带放射性的。AP10002Delta125UF堆型技术为根底，每套机组热功率到达1707.5MW。Delta125型蒸汽发生器的传热管承受耐腐蚀的lnconel-690合金材料，承受不锈钢梅花孔传热管支撑板，带有过滤、除气和防水锤外的给水安排系统，以及纯度最低为99.75%的汽水分别器。这些措施使该设计可以满足AP1000长期牢靠使用的性能要求。每台蒸汽发生器下封头悬吊2台主泵，主泵入口管和蒸汽发生器的下封头上的出222454mm，上壳体内径5334mm4191mm787mm600t。国产化状况重装和东电。AP1000蒸汽发生器核心部件U型管由上海宝山钢铁股份与江苏银环精密钢管股份合资组建的宝银特种钢管生产。2023年1蒸汽发生器用Ｕ型管工程在江苏宜兴经济开发区正式投产，但还不能满足国内对U形管的需求，目前主要是从法国Valinox、日本住友和瑞典Sandvik进口。AP1000蒸汽发生器又一核心部件管板是超大特厚饼形件，探伤要求严，锻造难度相当大。2023年12月，一重承制的三门核电2号机组蒸汽发生器管板锻件机械性能试验合格；20234月，二重成功锻制出2AP1000核电管板。以以下图表为三门和海阳核电站蒸汽发生器锻件供货范围。1.构造

三、反响堆冷却剂循环泵反响堆冷却剂循环泵〔简称核主泵〕回路系统中，核主泵是唯一的旋转设备。每条环路有一台核主泵，用于驱动冷却剂在反响堆冷却环过程是在封闭的回路中进展的。核主泵由电动机驱动，为了防止已经切断电源的泵倒转，每台〔ASME〕的安全等级分类标准，核主泵属于核安全IQlI类。AP1000核主泵是主回路中唯一能动部件，为屏蔽电机泵，由美国电气机械公司〔简称美国EMD〕供给。该泵由水力部件和电机部件两局部组成。水力部件主要是由泵壳、叶轮和导叶等零部件组成的混流式泵，泵和电机之间由热屏隔离堆芯冷却剂的高温，见图3。电机是一种特地设计的单绕组、四极、三相、屏蔽套式感应电机，承受60Hz电源，由变频器启动和运行；电机主要部件包括：水润滑轴承、屏蔽套、飞轮、定子绕组及冷却装置。与以往采用件的加工焊接和装配以及石墨润滑轴承、陶瓷密封端子要求极高，而且必需在1：1的试验回路上进展试验，在各种性能都能满足AP1000核电站要求后，才能正式投入产品的生产。AP1000核主泵设计压力17.1MPa3436.69m83.68t，泵设计流量17886m3/h，压头111.3m，转速1800r/min。2.国产化状况AP1000的核主泵是屏蔽泵，是美国EMD单独开发用于AP1000的主泵。与以往的轴封式主泵相比，其加工精度高、配件均是非商品级的，国产化难度较大。由于AP1000核主泵还没有原型，国内厂家更是缺乏相关技术和制造阅历，需要等美国EMD完成制造并经鉴定合格后才能2台国产屏蔽泵参与机组运行。20233EMD2AP1000AP1000屏蔽主泵国产化已进入了实施阶段。2023ASMEASMENNPT认证。哈电、沈鼓在美国EMD的指导下，已开头局部设备的选购，并确保所选购的“缺口”设备在性能上满足AP1000核主泵生产的要求。目前，哈电AP1000核主泵电机制造厂房已根本建成，沈鼓的核主泵厂房也已进展施工，打算20231月投入使用。20236月，一重与沈鼓等单位已经AP1000主泵泵壳合作研制相关工作。四、主管道构造芯热能的“大动脉”，是压水堆核电站的核一级关键部件。AP1000主管道不同于其次代核电站承受的铸造不锈钢管，承受的是整体锻造、加工、弯管的不锈钢管道，这要求有更多的不锈钢水，其冶炼、浇铸、铸造、热处理、深孔加工和弯管等工艺都有较大难度。国产化状况AP1000主管道是中国AP1000自主化依托工程中唯一没有引进国外技术的核岛关键设备。目前，AP1000主管道研制厂家主要有渤海船舶重工有限责任公司〔以下简称渤船重工〕、一重、二重、上重和吉林中意核管道制造〔以下简称吉林中意〕，自主化取得较大进展，钢锭化渣锭技术已到达国际领先水平〔国内2023年以前的电渣锭技术最大为45吨水平，现在可以到达150吨水平〕；AP1000主管道冷弯管核心技术取得突破，目前已到达国际同步水平；超低道模拟件已成功；吉林中意完成了主管道模拟件弯制。1#、海阳1#、三门2#、海阳2#和一套备用主管道选购合同。2023年1月11日，国家核电技术公司与二重签订了三门1#、海阳1#国产化主管道选购合同。2023年5月18日，国家核电技术公司组织专家组对二重担当的AP1000核电主管道热段试制件进展了评审，全都认为二重研制的