國家科技重大專項 -- 全球首座具有第四代核電技術(shù)主要特征的球床模塊式高溫氣冷堆核電站，華能石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程成功并網(wǎng)發(fā)電。

與常規(guī)壓水堆核電工程相比不同的是，石島灣高溫氣冷堆有兩座反應(yīng)堆，是兩臺蒸汽發(fā)生器帶動一臺汽輪機發(fā)電。目前1號反應(yīng)堆正穩(wěn)步向單堆滿功率推進，而2號反應(yīng)堆也在開展各項試驗，有望于今年年中雙堆滿負荷投入商業(yè)運營。石島灣核電站滿功率運行每年可發(fā)電14億度，為200萬居民提供生活用電，相對于燃煤發(fā)電，可減少超150萬噸的二氧化碳和其它污染物排放。

上海電氣作為重要參建單位之一，提供了核島和常規(guī)島多項核心設(shè)備。歷經(jīng)十余年攻關(guān)，自主研發(fā)制造，上海電氣先后攻克了多項世界性、行業(yè)性“卡脖子”的關(guān)鍵技術(shù)，助力整個工程設(shè)備國產(chǎn)化率達到93.4%。

擁有國內(nèi)最完整核電產(chǎn)業(yè)鏈

由華能集團牽頭，于2012年開工建設(shè)的石島灣高溫氣冷堆示范工程因具有第四代核電技術(shù)安全特征受到世界矚目。它是我國16個國家重大科技專項之一，與北斗導(dǎo)航、探月工程等具有同等重要的科技意義，未來將在降低燃煤發(fā)電比例、盡早達成“雙碳”目標方面作出重要貢獻。

“如果說從二代核電技術(shù)到三代核電技術(shù)，我們實現(xiàn)了從‘跟跑’到‘并跑’，那么第四代核電技術(shù)則實現(xiàn)了彎道超車。”談到上海電氣核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展之路，電站集團副總工程師、核電部副部長周一工很有發(fā)言權(quán)。他介紹說，上海電氣從上個世紀70年代開始進入核電領(lǐng)域。現(xiàn)如今，已成為國內(nèi)核電設(shè)備制造產(chǎn)業(yè)鏈最完備的集團，擁有全球集中度最高的核電設(shè)備制造基地，技術(shù)涵蓋二代及二代加、三代AP1000、EPR、CAP1400、華龍一號及四代高溫堆、快堆等核電技術(shù)。

石島灣示范工程的建設(shè)過程是一段前人沒有走過的路，尚無成熟經(jīng)驗可以借鑒，面臨諸多挑戰(zhàn)。在艱難地探索攻堅下，上核公司承制的高溫氣冷堆示范工程反應(yīng)堆壓力容器，高約30米，相當于10層樓高，重約650噸，相當于300輛普通轎車的重量，是世界上制造難度最大、尺寸最大、重量最重的核電站壓力容器，首次實現(xiàn)了超大型反應(yīng)堆壓力容器設(shè)備的國產(chǎn)化制造。

一機床公司承制的高溫氣冷堆示范工程金屬堆內(nèi)構(gòu)件設(shè)備，是世界上尺寸最大的薄壁型金屬堆內(nèi)構(gòu)件。設(shè)備逐一攻克了鍛件和鋼板落錘試驗、低合金無縫鋼管制造、大型金屬波紋管制造等難關(guān)，并填補了國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的空白。

第四代高溫氣冷堆常規(guī)島汽輪機的設(shè)計難度遠大于前幾代核電機組，高溫氣冷堆產(chǎn)生的蒸汽參數(shù)不僅遠高于常規(guī)壓水堆核電機組，而且與常規(guī)火電汽輪機組也不盡相同。針對高溫氣冷堆特殊的蒸汽參數(shù)和運行方式，上汽自主設(shè)計、開發(fā)、研制了全新的汽輪機機型，在核電機組上首次應(yīng)用。

上鼓研發(fā)制造的主氦風(fēng)機，被譽為第四代核電高溫氣冷堆的“心臟”，解決了三元高效葉輪設(shè)計及制造、高溫下腔體軸承冷卻絕熱、大口徑閥門及傳動機構(gòu)等多個重大技術(shù)難題，建立了耐高溫耐高壓的閉式試驗臺進行試驗驗證，最終成功完成了主氦風(fēng)機設(shè)備出廠驗證試驗。

項目啟動至今，上海電氣各參建單位齊心協(xié)力，秉持匠心精神，用過硬的技術(shù)能力和高度的責(zé)任心，打造了上海電氣核電項目的新標桿。

“百分考卷99分便是不及格”

2016年初，一機床承制的金屬堆內(nèi)構(gòu)件堆芯殼進入最終環(huán)縫焊接，由于焊接過程的道間溫度均維持在250攝氏度，溫度非常高，在內(nèi)部焊接過程中工人師傅們不得不鉆到筒體內(nèi)部，沒有幾分鐘就全身濕透，從工位上下來后車間溫度僅有十幾度，過大的溫差使得很多焊工都感冒了。

同樣是在2016年，反應(yīng)堆壓力容器項目在上核公司進入最終沖刺階段。精細鉗工工種算得上產(chǎn)品出廠前的最后一步，所有小瑕疵都在這一環(huán)節(jié)完成修復(fù)，密封面修復(fù)就是其中的重要一環(huán)。反應(yīng)堆密封面在焊接中，會留下焊接疤痕。這些痕跡不僅僅是美觀問題，而是牽扯到材料應(yīng)力和設(shè)備壽命，最嚴重的后果是極小的凸點會導(dǎo)致密封環(huán)的損壞，帶來可怕的核泄漏。

因此，這項技術(shù)要求極為苛刻——在100毫米的距離上，高度誤差不能超過1絲。1絲是什么概念？通常人的一根頭發(fā)有6~8絲左右。為了做好每一種角度的推磨，鉗工師傅們需要在站著、蹲著、躺著、跪著等姿勢之間切換，一種姿勢有時要保持幾個小時。夏天，渾身汗如雨下，沾滿了鐵屑，如針扎般刺痛無比；冬天，工作時間一長就容易抽筋，攥緊的右手打不開，左手按銼刀的食指麻木，甚至兩個星期都收不回原位。

 “極致，便是我對工匠精神的踐行”，上核公司高級技師華建國說，他參與的核電主島關(guān)鍵設(shè)備超過60套，運行在全國80%以上的核電站，手中從未出過一件次品。“核電設(shè)備要求高精度，滿分100分的考試考99分便是不及格”，他一臉嚴謹。

高溫氣冷堆設(shè)備的質(zhì)量檢查非常嚴格，補焊時常發(fā)生。補焊就是焊接后通過目視尺寸檢查或探傷檢測發(fā)現(xiàn)有氣孔等缺陷，必須將焊接部分“剔除”，重新焊接。而補焊部位及其周圍往往會產(chǎn)生新的不平面，這種疤痕最難修復(fù)，需要耗費大量的時間。地地道道的精細活兒，華建國憑著一把小銼刀，反復(fù)修磨，補焊的疤痕果然達到了精度要求。在設(shè)備驗收時，業(yè)主指著平滑如初的密封面問：“符合要求已經(jīng)夠難了，你竟然打磨到焊痕的陰影也看不見。有什么秘訣嗎？”華建國笑著回答：“手工活，天下工匠的秘訣都在手上。”

堅持、專注，把每一個細節(jié)都做到極致，是上海電氣核電技術(shù)人才長期摸爬滾打積累下來的寶貴經(jīng)驗，是一種高素質(zhì)的體現(xiàn)。

凝聚幾代核電人智慧和心血

設(shè)備制造能力的突破，當然離不開技術(shù)研發(fā)的支撐。上鼓核電項目管理負責(zé)人張杰民自豪地說：“上鼓早于1992年就開始了高溫氣冷堆實驗堆主氦風(fēng)機的研發(fā)，在老一輩技術(shù)研發(fā)人員的帶領(lǐng)下，實現(xiàn)了在先進核能核心裝備技術(shù)上的重大突破。”湯高工，上鼓老一輩的技術(shù)研發(fā)人員，因為性格的倔強和在技術(shù)研發(fā)上的執(zhí)著，被大家稱呼為“湯司令”。在石島灣項目主氦風(fēng)機研制過程中，70多歲的他已身患癌癥，但仍然堅守在研發(fā)工作的前線，帶領(lǐng)青年科研工作者解決了一系列的技術(shù)難題。可以說，這個項目凝聚了上海電氣幾代核電人的智慧與心血。

編輯：李丹