以工程项目为依托,大力推进核电设备自主化

2009-04-19 03:24余剑锋中国核工业集团公司北京100822
中国核电 2009年1期
关键词:方家主泵自主化

余剑锋(中国核工业集团公司,北京 100822)

以工程项目为依托,大力推进核电设备自主化

余剑锋
(中国核工业集团公司,北京 100822)

简述了我国核电设备自主化进展情况,分析了现阶段推进核电装备自主化存在的问题,提出了进一步推进设备自主化的思路和有关建议。

核电;设备制造;自主化

核电装备自主化是实现我国核电自主化发展的重要内容,是我国核电规模化、批量化发展的重要条件。国务院批准发布的《核电中长期发展规划(2005-2020年)》,对核电设备制造自主化的目标和方向提出了明确要求。当前,加快核电项目建设是国家扩内需保增长的重要举措。核电设备自主化不仅能显著地降低核电厂的造价,而且能通过重大核电设备的自行制造,真正掌握核电技术,从而带动冶金、机电、仪表等装备制造产业的发展。前不久召开的全国能源工作会议指出,要加强我国核电装备制造能力建设,再次强调了国家对核电设备自主化的要求。

中国核工业集团公司在“自主设计、自主制造、自主建设、自主运营”的方针指导下,积极推进核电设备自主化工作,坚定不移地走核电设备国产化道路。在国家发改委、国家能源局的指导下,在中国机械工业联合会的支持协助下,中国核工业集团公司及所属工程、科研、设计单位充分利用多年来在核电开发、设计、建设过程中获得的技术和经验,以在建核电工程项目为依托,与国内设备制造企业密切合作,积极落实设备自主化工作。在满足“质量、进度、价格”基本要求的前提下,优先选用国产设备,特别注重国内首台、首套核电设备的开发,保证核电项目的设备国产化比例不断提高。

1 核电设备自主化情况

我国自行设计、建造的秦山一期核电站的绝大部分设备由国内研制,其国产化率达70%以上。恰希玛核电站是在秦山一期核电站基础上的优化改进,它进一步提高了我国30万千瓦核电站设备的国产化成套能力。

秦山一期、秦山二期、秦山二期扩建、恰希玛工程等核电项目的设备制造,积累了大量数据和经验,掌握了许多关键技术和工艺,在一些重要环节上已接近或达到国际先进水平。通过上述核电站部分技术含量较高的核岛设备制造,如压力容器、蒸汽发生器、稳压器、堆内构件、控制棒驱动机构等,直接吸收国外技术,参与二代加改进型技术方案的设备制造,为设备国产化积累了宝贵的经验。

在已有核电设备国产化的成果上,以目前正在开工建设的福清、方家山核电工程为依托,积极支持帮助国内生产厂商,在关键核电设备、材料国产化工作方面又有了新的进展和突破。

1.1 主要设备大锻件

中国核工业集团公司及所属工程、科研、设计单位在福清、方家山项目上发挥掌握核心设计技术和EPC总包管理的优势,支持国内有关厂家进行科研攻关,解决锻件国产化,反应堆压力容器和蒸汽发生器关键锻件在国内首次实现全部国产化。通过福清、方家山项目反应堆压力容器和蒸汽发生器锻件的评定和供货,将打破国外对核岛主设备关键锻件的封锁。

1.2 反应堆冷却剂泵(以下简称

主泵)

由于主泵结构复杂,技术难度大,可靠性要求高,目前国内已建成的核电站的主泵均从国外进口。主泵的自主设计和制造是我们推进核电自主化的重点和难点。

恰希玛一期工程主泵,由沈阳水泵厂负责生产。其中主泵泵壳由一重制造,主泵电机由哈尔滨电机厂配套提供。沈阳水泵厂在其试验回路上完成主泵出厂全流量性能试验。

在福清、方家山项目主泵采购过程中,中国核工业集团公司发挥自主设计的优势对各供货商的泵型进行了全面的比较,掌握了谈判的主动权,克服了技术方案变化带来的技术问题,不拘泥于参考电站条件的约束,通过艰苦的谈判,促使安德里斯公司在福清、方家山项目上接受我方要求,同意支持哈电实现主泵国产化和完全意义上的技术转让。目前在哈电与安德里斯公司签订的分包和技术转让合同中明确:由哈电完成最后两台主泵的制造工作,真正实现了主泵的国产化和技术转让。

1.3 海水循环泵

中国核工业集团公司一直致力于联合国内相关单位进行海水循环泵的“产—学—研”相结合的研制开发,打破了国内市场长期以来该设备由国外制造商垄断供货的格局。

在福清、方家山项目海水循环泵的设备采购中,将国外采购模式改为国内采购,仅对国内企业发标,结合业主要求和实际需要,国内企业可以根据自身情况寻找国外企业合作进行分包。经综合分析评审,最终确定上海阿波罗泵有限公司中标。福清、方家山项目采用的海水循环泵采购模式,将海水循环泵的国产化向前推进了重要一步,具有十分重要的现实和指导意义。

1.4 核级阀门

在以往由中国核工业集团公司承担设计任务的核电工程中,核级阀门几乎全部进口,国产化比例仅为6%左右。经过国内阀门厂的技术攻关,随着大量样机鉴定的通过,在近期建设的百万千瓦级机组中阀门国产化比例达到35%,在福清、方家山项目中阀门国产化率进一步提高,可达60%。

福清、方家山项目首次实现了百万千瓦级核电机组DN300核一级旋启式止回阀国产化。在国家能源局科技与装备司的支持下,经过努力,中核苏阀与FLOWSERVER的合资已经进入实质性阶段,主蒸汽隔离阀的技术转让是其中的重要议题,福清、方家山项目主蒸汽隔离阀将有望首次实现国产化。

1.5 应急柴油发电机组

早在1992年,秦山二期项目就联合中国船舶工业总公司,先后将陕西柴油机厂、沪东重机、上海电机厂以及湘潭电机厂直接引入应急柴油发电机组国产化的先头大军中来,并先后完成了机组及辅助系统设计、电控总体设计、轴系扭震分析及机组抗震分析等主要科研工作,为这些厂家以后进入核电市场奠定了基础。2006年,在中核集团中原公司的努力下,使得陕西柴油机厂获得巴基斯坦恰希玛核电站二期项目应急柴油发电机组制造合同,全面推动了法国ALSTOM相关技术的消化和吸收,并积累了至关重要的工程实践经验。陕西柴油机厂通过秦山二期的项目科研和C2项目工程实践,已经具备了应急柴油发电机组国产化的技术力量储备和工程实践经验,在2007年作为联合体的成员获得红沿河、宁德核电项目合同。

在福清、方家山项目上,中国核工业集团公司对应急柴油发电机组国产化做了进一步的努力,促成了MTU与国内兵器工业集团公司下属山西柴油机厂成立合资企业。以山西柴油机厂控股51%、MTU占股49%的合资方式建立了山西北方安特优发动机有限公司(简称JV公司)。通过JV公司的成立,MTU德国用于核电的956TB33机型的技术将逐步引进、消化和吸收,并积累实际的工程经验。JV公司将通过福清、方家山项目,利用五年的时间实现EDG国产化率达到70%。

1.6 电气贯穿件

秦山一期使用了由中核集团523厂生产的部分电气贯穿件,开创了核级电气设备国产化之先河。在秦山二期扩建项目中,使用了由上海发电设备成套设计研究院生产的59套电气贯穿件。目前,中国核工业集团公司开发出具有独立知识产权的百万千瓦级机组核电站用HG-I型电气贯穿件样机,其综合性能指标达到并超过同类产品的国际先进水平。在福清、方家山核电项目中,首次实现了电气贯穿件设备的完全国产化,同时大大降低了工程造价。

1.7 核电站数字化仪控系统(DCS)

核电站数字化仪控系统的国产化体现在系统设计、系统集成、软硬件平台制造三个方面。其中系统设计和系统集成是核心,安全级软硬件平台是关键。中国核工业集团公司通过秦山二期工程、秦山二期扩建工程、田湾核电工程以及承担设计的岭澳二期工程,已经具备了自主设计能力。但由于安全级DCS软硬件平台目前国内尚无自主知识产权的产品,国内核电DCS系统几乎完全依赖进口。

2008年8月,中国核工业集团公司在北京组建了北京中核东方控制系统工程有限公司,以福清、方家山项目为依托,以市场换技术,培育DCS系统集成能力,掌握核心竞争力,并引进安全级产品软硬件平台的产品开发技术。该公司由中核集团下属的中国核电工程有限公司与北京核仪器厂、上海浦原公司合资组建,不引入外资参股。人员由从事过核电站数字化仪控和反应堆保护系统设计、开发、制造和工程项目管理的骨干力量以及社会招聘的具有丰富DCS系统集成经验的人员构成。

福清、方家山项目将自主完成仪控设计验证平台的建设,并全程参加以外方为主的DCS系统总体方案设计、初步设计、详细设计、主控室和人机界面的初步设计及详细设计、安全级系统V&V全过程。在外方专家的指导下完成常规岛部分的初步设计和详细设计、DCS系统集成测试、FAT,以及核电站核岛和常规岛DCS所有机柜的组装、测试工作。通过该项目的实施,中国核工业集团公司将基本具备核电站DCS系统集成能力。

在此期间,中国核电工程有限公司将利用其在田湾核电工程与岭澳二期工程中积累的DCS设计经验与能力,联合中核东方控制系统工程有限公司自主研发数字化安全级平台,对国内已有的DCS非安全级系统平台进行升级研发。

通过福清、方家山项目的经验反馈,中国核工业集团公司将在后续2~4个核电机组上全面实现DCS系统集成的自主化,包括:全厂过程控制和保护系统、主控室和人机界面、安全级系统V&V等。因国产的安全级系统的软硬件平台尚在研制中,还不能成熟、可靠地应用于核电项目,但中方的工程设计及系统集成能力已基本具备,并可以实现非安全级设备国内采购,安全级设备国外采购,预计整体国产化率可达到75%。

2 现阶段推进核电装备自主化存在的问题和有关建议

在国家有关部门和各级地方政府的大力支持下,核电设备自主化取得了很大的成绩。但随着核电事业的高速发展,也面临着一些需要解决的问题:

1)核级样机鉴定、评定和核承压设备设计和制造,受国内检验和试验台架能力的影响,造成了资格许可证审批、颁证工作的相对滞后,影响了核电装备自主化的进程。

2)核电设备技术要求高,系统复杂,国内企业在样机试制中需要投入大量的人力物力资源,在现在的市场形势下对企业带来不小的压力。

3)企业在样机开发研制和首台成套设备生产过程中容易出现产品质量问题和技术、性能不稳定的问题,同时也存在由样机向批量化、商业化生产过渡的问题。

4)业主采用未经过实际运行考验的首台套国产核电设备,在使用中面临设备加工制造拖期而影响整个工程工期的问题,或设备技术性能不稳定和质量问题带来的电厂安全运行和经济损失等问题。

为了满足不断发展的核电事业的需求,更好地推进核电设备自主化工作,建议采取以下措施:

1)进一步加强和优化核承压设备设计和制造资格评审工作,积极稳妥地推进核电装备自主化的进程。

2)对积极致力于核电装备国产化的国内制造企业,施行优惠的税收政策,拓宽其金融渠道,在政策和资金上对其予以大力支持,同时通过成熟的二代加核电批量规模建设予以市场保障。

3)设计单位与制造企业密切结合,业主单位加强设备制造过程的监督检查。中国核工业集团公司多年的核电开发、设计、建设过程中积累了丰富的经验,愿意支持国内企业开发研制核电设备。同时愿意通过项目作为平台,支持国内厂家与国外企业合作,进行技术转让,推动国产化工作的进一步进行。

4)制定相关政策,要求用户使用首台套国产设备,并在考核、税收等方面予以支持。

3 进一步推进设备自主化思路

实施核电设备国产化不仅是贯彻落实国家相关政策的需要,也是降低工程造价,降低运行成本,提高核电竞争力的必然要求。因此,中国核工业集团公司始终将核电自主化和国产化工作作为核电项目建设的重要战略,积极推动、大力支持百万千瓦级核电站设备制造国产化。

3.1 明确设备采购国产化优先原则,努力推进核电国产化工作

支持国内企业按市场经济的规律参与同国外公司的竞争,在激烈的国际竞争中凭自身的实力、技术和服务获胜。在满足技术、质量、价格和进度要求的条件下,采取国产优先的采购原则。支持国内制造厂商与国外公司合作,为其实施核电设备国产化创造条件。

3.2 积极主动支持国内厂家开发核级设备

对于国内目前尚未具备设备国产化生产能力或部分具备国产化生产能力的公司,中国核工业集团公司将积极主动地支持国内相关制造厂商研制开发核级设备,同时利用自身设计技术力量,及时处理国内企业在研制过程中需配合解决的问题,形成供需双方的互动,增强研发成果的可信度,缩短研发成果转化为生产力的时间。

3.3 采用合理的采购方式促进技术转让和设备国产化生产

为提高国外供应商技术转让和国内制造厂商开发核级设备的积极性,在采购过程中采用竞争性谈判的方式,同时实施批量订货,以市场和批量订货促进技术转让和国产化生产,中国核工业集团公司将在后续项目采购中积极推进此类设备国产化生产,必要时也可以通过项目作为平台,要求国内外制造企业采用合作、合资生产设备以推进国产化。

3.4 与有能力的国内企业合作形成设备成套供货能力

成套设备采购既有利于降低项目的管理成本,又有利于促进建立与国际接轨的核电供应体系,提高设备国产化的覆盖面。中国核工业集团公司将利用系统设计和成套能力的优势,通过与有能力的国内企业合作,强强联合,优势互补,全面提高国内企业的竞争力。

3.5 加强设备监造,确保国产化设备质量和进度

中国核工业集团公司将充分利用所属成员单位通过秦山一期、大亚湾核电站、岭澳核电站、秦山二期、田湾核电站等工程建设中获得的设备监造经验和技术,合理安排监造,通过安排驻厂设备监造等有效手段,加强设备制造的质量和进度管理,努力实现国产化设备质量和安全的目标。

3.6 加大潜在供货商资格评审管理支持力度,促进设备国产化工作

优良的国产化设备质量离不开严格执行核安全法规规范和质量安全标准。在设备国产化推进过程中,中国核工业集团公司及集团公司所属各单位发挥集团作战的优势,加大潜在供货商资格评审管理,组织力量支持帮助相关企业培育核安全文化素质,协助企业建立相应质量管理体系,提高企业质量意识和执行核电质保程序的自觉性,加大管理支持力度,加强项目管理,与制造企业一道,努力打造国内核电设备的优良品牌。

3.7 与国内设备制造厂商建立长期合作关系

核电设备的供货必然伴随着备件的供应和提供必要的服务,这种伴随性供货和服务将一直延伸到调试、运行、机组大修、技术改造各阶段。因此,中国核工业集团公司与制造厂商建立和发展长期的、密切的合作关系,相互信任,相互依存,使之成为核电厂设备设计、制造和供应的不竭资源。只有将供货商发展成长期合作的战略伙伴关系,双方才能共同发展和进步,才能更有力地促进设备国产化工作。

3.8 加强与机械工业联合会和国内外电力企业集团的交流与合作

中国核工业集团公司作为国家核电发展的主力军,肩负着发展和振兴民族核电、民族产业的历史重任,大力推进核电设备国产化是中国核工业集团公司义不容辞的责任。在此过程中,要充分利用机械工业联合会国内其他电力企业集团在工作中取得的经验和成绩,加强与他们的沟通与协作,共同为核电设备国产化做出贡献。

Devoting major efforts to indigenization of nuclear power equipment by right of project construction

YU Jian-feng
(China National Nuclear Corporation,Beijing 100822,China)

The paper introduces the status of indigenization of nuclear power equipment in China, analyzes current problems and suggestions concerned in proceeding equipment indigenization, and points out the way of thinking for further efforts in promoting indigenization.

nuclear power;equipment manufacture;indigenization

TL35

A

1674-1617(2009)01-0008-05

2009-03-05

余剑锋,男,中国核工业集团公司副总经理。

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