石島灣高溫氣冷堆核電站成功并網發電——全球第四代核電技術“中國引領” 哈電集團提供多項關鍵設備
來源：哈爾濱電氣集團有限公司
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發布時間：2021-12-20
12月20日，國家科技重大專項華能石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程1號反應堆完成發電機初始負荷運行試驗評價，首次并網成功，發出第一度電。這是我國具有完全自主知識產權、世界首座具有第四代先進核能系統特征的球床模塊式高溫氣冷堆。
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年的開發建設歷程，哈電集團作為重要參建單位，深入貫徹落實習近平總書記關于石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程重要批示精神，肩負央企職責使命，在面向國家重大需求的戰略高科技研究領域，持續推進高水平科技自立自強，勇挑現代產業鏈“鏈主”重擔，以產學研合作打通產業鏈條，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
該示范工程裝機容量20萬千瓦，從2004年開始籌備，經過了16年的開發建設歷程，設備國產化率達到93.4%。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”。
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。
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，攻克了多項關鍵工藝技術和世界級制造難題。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
華能石島灣高溫氣冷堆核電站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。作為高溫氣冷堆核電站主氦風機設備的總包單位，哈電集團佳電股份自主研制了其驅動電機，并通過對產品方案內容不斷進行驗證、優化，解決了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多個重大技術難題。
哈電集團佳電股份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，以及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，并最終完成了主氦風機設備出廠試驗。主氦風機的成功研制，不僅打破了國外技術壟斷，填補了多項國內技術空白，同時也為世界首臺高溫氣冷堆核電站順利投產發電奠定了基礎。
2008年7月，哈電集團電機公司與中國華能山東石島灣核電有限公司簽訂《高溫氣冷堆核電站示范工程常規島發電機設備采購合同》。針對示范工程設備要求，電機公司積極應用成熟制造技術和經驗，實現了示范工程發電機設備的國產化制造。2009年至2011年期間，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，并對其性能從截面狀態觀測、介質損耗、局部放電量、電暈性能、擊穿性能、電老化試驗等進行了全面測試。結果證明，哈電制造的空冷200兆瓦汽輪發電機VPI定子線棒各項性能指標均達到或超過國外進口線棒，實現了空冷200兆瓦汽輪發電機VPI定子線棒國產化。
此后，哈電集團電機公司還陸續攻克了轉軸、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，電機公司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。