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“华龙一号”核反应堆压力容器正式交付
信息来源:北京金海鑫 发布日期:2017-12-30 【字号:    

   由中国第一重型机械集团公司(以下简称“中国一重”)历时4年多承制的全球首台“华龙一号”—福清5号核反应堆压力容器在中国一重大连核电石化公司完工交付。至此,新三代核电技术“华龙一号”核反应堆压力容器首次实现国产化。“福清5号核反应堆压力容器的完工标志着我国完全具备了自主设计、自主制造三代核电装备的能力。”中国一重董事长、党委书记刘明忠表示。

  据了解,该压力容器结构、材料等方面首次依据最新国际标准设计制造。成为中国核电核岛一回路重大技术装备国产化的又一典范。

  首次使用最新国际标准

  压力容器被称为核电站的心脏,是核电站的第二道屏障,也是核电站中唯一无法更换的关键主设备。据了解,“华龙一号”福清5号核反应堆压力容器总高约13米、总重约418吨,由中国核动力研究设计院于2012年12月与中国一重签订供货合同,合同金额达1.32亿元,已于今年4月顺利通过水压测试。

  自从核电诞生尤其日本福岛核事故发生以来,核电安全关注度越来越高。鉴于对核电设备更高安全性能、从40年延长至60年更长使用寿命等要求,“华龙一号”福清5号核反应堆压力容器从设计源头首次执行最新国际标准,由我国自主设计。“该压力容器由中国核动力研究设计院按照最新国际标准规范进行设计,为保障反应堆压力容器60年安全和可靠运行,按照新的标准,压力容器在结构设计上进行了优化。”中国核动力研究设计院院长罗琦说。

  据了解,上述最新国际标准由法国核岛设备设计和建造规则协会编制。不同于之前国内压力容器使用的2000版的国际标准,此次执行的最新国际标准与欧洲有关国家、美国等国家的规范标准有更多的兼容性和一致性,更趋国际化,且标准要求更严格、安全性更高。“新标准有较大的改动,在工艺评定、焊接过程控制、质量控制、无损检验、制造过程控制等方面增加了很多新要求,并且要求更加严格,对制造细节的要求更高。”中国一重大连核电石化公司技术中心高级经理李志杰表示,“在制造过程中,我们一边和旧版进行分析对比,一边消化新标准,和上游设计方、国际标准委员会等进行了多次的沟通交流,确保对标准的正确理解和应用。”

  攻克结构、材料焊接等难题

  既是全球首台又是在我国首次应用最新国际标准、具有全新设计理念的压力容器,制造过程需要克服哪些问题?

  “困难很多,结构改进和材料方面最突出。”李志杰表示。

  在结构改进方面,“华龙一号”压力容器将所有测量管座集中在上封头,相当于将一个容器底座封闭,只在顶部进行焊接,这样可更好地避免核泄露发生、保障核电安全性,但这也加大了焊接难度。

  中国一重首先通过计算机模拟出焊接的空间结构和焊接的应力分布,确定合理的焊接顺序,设计水冷工装,严格控制层间温度,合理安排焊道排布,制造过程中分层监控焊接变形情况。最终实现了福清5号项目顶盖73根贯穿件密封焊缝一次探伤合格,驱动管座通规检验一次合格。

  除结构难题外,在压力容器制造过程中,有大量镍基690材料使用,镍基690材料本身性能优良,但镍基材料的焊接是业界难以解决的焊接难题。例如,安全端的焊接是压力容器中最为薄弱的区域,进出口接管安全端焊缝选用镍基材料进行填充,中国一重创造性采用上下两条安全端环缝同时施焊方式,在保证质量的前提下,大幅提高焊接效率。

  通过攻坚克难,“华龙一号”核反应堆压力容器实现多项国产化技术突破,圆满解决了设计转化、进出口接管马鞍形焊缝焊接、驱动管座J坡口自动化焊接、安全端焊接、与新型控制棒驱动机构尺寸配合、水压试验等一系列难题。

  相较于美国西屋公司设计的三代核电,新三代核电“华龙一号”是我国自主研发、设计、制造的,其压力容器的国产化,标志着我国拥有新三代核电技术的核心制造能力。

  助力核电“走出去”

  随着核电“走出去”上升为国家战略,“华龙一号”成为我国核电“走出去”的主力品牌和推进“一带一路”建设的重要举措。

  据了解,截至目前,世界上还没有任何三代压水堆核电机组建成,所以福清核电5号机组示范工程备受瞩目。“华龙一号”核反应堆压力容器的完工交付标志着我国已拥有新三代核电的核心制造能力,引领我国核电装备国产化又迈出了坚实一步。此次“华龙一号”核心设备压力容器实现国产化,在保证国家核电安全、国民经济安全的同时,势必会助推新三代核电技术“华龙一号”走出国门,实现国家战略目标。

  中国核工业集团曾表示,预计到2030年,全球将新建约300台核电机组,其中,“一带一路”国家和周边国家将约占新建机组数的80%。随着我国逐步改变核电重大技术装备所需关键设备和大型铸锻件受制于人的局面,中国核电走出去市场前景将更为广阔。

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