科技日報記者 李麗云 通訊員 劉明 宋新宇 王學善
12月20日，哈電集團提供重要設備的全球首座球床模塊式高溫氣冷堆核電站——華能石島灣核電高溫氣冷堆示范工程送電成功。這是全球首個并網發電的第四代高溫氣冷堆核電項目，哈電集團貢獻兩個“世界首臺”，標志著我國成為世界少數幾個掌握第四代核電技術的國家之一，成為世界核電技術的領跑者。
今日首次并網發電的石島灣高溫氣冷堆核島站，將在2022年實現投產商運。投產后，預計每年可減少二氧化碳排放90萬噸，相當于每年減少燃煤25萬噸。
華能石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程從2004年開始籌備，歷經16年的開發建設，哈電集團作為重要參建單位，突破了大量的技術和工藝難題，研發制造了全球首臺高溫氣冷堆螺旋盤管式直流蒸汽發生器和全球首臺大功率、高溫熱態電磁軸承結構主氦風機等重要關鍵設備，對推動我國在第四代先進核能技術領域搶占全球領先優勢具有重要意義。
我國核電技術自主創新的新標桿
作為第四代核電技術的先進代表堆型，華能石島灣高溫氣冷堆核電站具有固有安全性好、發電效率高、用途廣泛、小容量模塊化建造等特點，是我國最新設計和開發的第一座具有完全自主知識產權、具備商用規模的模塊式高溫氣冷堆示范型核電站，也是我國落實核電“走出去”戰略的優選堆型之一，與探月工程、北斗導航一并被列入十六個國家科技重大專項。走出了我國先進核能技術從跟跑、并跑到領跑世界的成功之路，是我國核電技術自主創新的新標桿。
該示范工程裝機容量20萬千瓦，從2004年開始籌備，經過16年開發建設，設備國產化率達到93.4%。
面對這個設計新、材料新、工藝新的全新核電裝備，哈電集團攜手清華大學核能與新能源技術研究院、中核能源科技有限公司、華能山東石島灣核電有限公司，四方協同創新，一切從零開始，十年磨一劍，將2461張設計圖紙打造成又一個大國重器。
其中，蒸汽發生器作為高溫氣冷堆核電系統中最關鍵的設備之一，其作用是將核反應堆的熱量轉換成接近600攝氏度的水蒸氣，推動汽輪發電機組產生電能，業內稱之為“核電之肺”。
高溫氣冷堆蒸汽發生器采用螺旋管換熱結構，換熱效率更高、結構布置更緊湊，設備總高約25米，最大外徑約4.5米，總重接近500噸。項目執行過程中，哈電集團重裝公司不斷推動技術創新，攻克一項項世界級制造難題，攻克多項關鍵工藝技術，其中高精密換熱管對接焊工藝、鎳基合金環縫內孔全位置自動TIG焊接工藝等18項重大工藝技術均為國內首創，達到國際先進水平。哈電集團成為國內首個完全掌握第四代核島主設備蒸汽發生器制造技術的企業。
實現多項關鍵設備國產化
該示范工程主氦風機設備是我國具有完全自主知識產權的具備第四代核能系統安全特性的高溫氣冷堆核心設備。哈電集團佳電股份為高溫氣冷堆核電站主氦風機設備的總包單位，其中驅動電機為哈電集團佳電股份自主研制。
通過對產品方案內容不斷進行驗證、優化，解決了多個重大技術難題，如電磁懸浮軸承力學分析、電機轉子加工制造技術、大功率高速高壓變頻電機電磁設計等，先后完成了滑動軸承結構驅動電機原理試驗樣機、國產化電磁軸承鑄鋁轉子結構驅動電機工藝驗證樣機、國產化電磁軸承銅條轉子結構驅動電機試驗樣機和進口電磁軸承結構驅動電機工程樣機的試制、主氦風機用驅動電機產品制造等諸多課題，確保了國家科技重大專項、全球首臺四代核電“心臟”裝備——高溫氣冷堆核電站示范工程主氦風機研制成功，最終完成了主氦風機設備出廠試驗。主氦風機的成功研制，打破了國外技術壟斷，攻破了多項關鍵技術難題，填補了多項國內技術空白，為世界首臺高溫氣冷堆核電站早日投產發電奠定了基礎。
在這項示范工程中，哈電集團電機公司研制了空冷200兆瓦汽輪發電機VPI真機定子線棒，各項性能指標均達到或超過國外進口線棒，還陸續攻克了轉軸、定子沖片、控制系統等部件的生產難關，成功制造了示范工程常規島汽輪發電機。2017年10月，哈電電機提供的發電機順利完成現場安裝并進入調試階段，為電站機組聯合調試創造了有利條件。
（哈電供圖）
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