老化试验在加快发展核电发展,提高核电国产化比重中的重要性
核电作为一种安全、经济、清洁、可靠的能源,世界核电发电量约占16%,而我国核电装机2008年912万千瓦,仅占1.15%。为了保证可持续发展,调整能源结构,2005年10月11日,《中共中央关于制定国民经济社会发展第十一个五年规划的建议》中,明确提出“积极发展核电”,2020年将核电装机的比重提高到4%。我国目前已具备百万千瓦核电设备制造能力,国产化水平可以达到70%以上,但要完成国家提出的核电设备制造任务,机械设备制造业仍面临严重考验。
一、我国电力装机及发电情况
截止到2008年底,我国发电设备装机容量达到79253万千瓦,居世界装机容量第二位。其中:水电17152万千瓦,约占总容量的21.64%;火电60132万千瓦,约占总容量的75.87%;核电装机912万千瓦,约占总容量1.15%;风电并网容量894万千瓦,约占总容量1.13%。
二、世界核电发展现状
目前全世界共有438台运行中的核电机组(另有5台长期关闭),总装机容量达到3.7亿千瓦,核电量占世界发电量的16%。
世界上共有30个国家拥有核电机组,美国是核电大国,现有运行机组104座,总装机容量1亿千瓦;法国有运行机组59座,总装机容量6326万千瓦,发电量占其总电量的80%左右;日本有运行核电机组55座,总装机容量4759万千瓦,核电约占总发电量的1/3,韩国现有20台机组运行,占总电力装机量的28%;俄罗斯现有30台核电机组在运行,占电力装机总量的10%。
三、我国的核电计划
我国政府一贯高度重视核能发展发展,进入新世纪以来,中央及时做出了积极发展核电的战略决策, 2007年10月公布的《核电中长期发展规划(2005-2020)》中国核电的发展目标是:到2020年,核电运行装机争取达到4000万千瓦,并有1800万千瓦在建项目结转到2020年以后续建;核电占全部电力装机容量的比重从目前的不到2%提高到届时的4%。
国家发改委副主任、国家能源局长2009年4月20日在“面向21世纪核能部长级国际大会”透露:“国家现在正在调整核电中长期发展规划,加强沿海核电发展,科学规划内陆地区核电建设,力争2020年核电占电力装机的比例达到5%以上。”
预计2020年国家电力装机将达到15亿千瓦以上,按照国家调整能源结构,发展清洁能源的要求,核电装机要达到7500万千瓦以上。目前我国大陆已有11台运行中的核电机组,总装机容量912万千瓦,在建核电机组34台,总装机容量3708万千瓦,要达到7500万千瓦,国内的核电装备制造业任重道远。
四、目前我国核电设计技术及制造能力
1、我国已具备百万千瓦核电设备制造能力
通过长期核动力自主研发和当年引进的二代法国压水堆技术的消化吸收,我国核电技术取得了长足的进步,掌握了百万千瓦级二代改进型压水堆核电厂的设计能力。只要在某些专项,特别是严重事故预防和缓解措施等方面开展国际合作研究,一定能够较快地研制出中国的第三代压水堆品牌。真正的技术能力不是引进的结果,而是要在自主开发基础上对外来技术消化吸收后的再创新。拥有这样的核电能力才是中国核电技术政策不可动摇的信念。依赖引进而忽视自主技术能力的发展,则成为制约核电发展的主要障碍。
核电设备是高技术产品,核电设备国产化能促进高科技产业,振兴装备制造业。通过80年代制造秦山核电站到现在近30年,通过改革开放以来,核电设备制造有了长足的发展,通过、秦山一期30万千瓦机组、秦山二期2台65万千瓦机组,岭澳一期引进机组分包项目制造等,我国已具备了生产百万千瓦核电机组能力 。
2、目前国内核电生产能力情况
自2003年启动核电制造以来,经过几年的技术改造和新核电设备制造基地的建立,今后1-2年三个国内发电设备制造集团生产能力将达到每年各2套(共6套)100万千瓦级(含半转速)核电机组。
核岛
(1)、每家可做2套(三家共6套):上海电气临港基地,东方电气集团南沙基地已形成生产能力,哈尔滨电站集团秦皇岛基地正在建设中。主要生产:反应堆压力壳、蒸汽发生器、稳压器、安注箱、冷凝器、低压加热器、高压疏水扩容器以及汽水分离再热器等。
(2)、堆内构件和控制棒驱动机构
上海机床厂可以生产2-4套,2009年扩建后可达8-10套生产能力;
东方已引进控制棒驱动机构生产技术,2009年可以具备生产能力,与武锅合作,2009年形成生产能力2-4套;哈尔滨也在进行此项工作。
(3)、主泵:东方合资公司设计能力6-8台,适当改造后产能可进一步提高。哈尔滨在引进基础上研制主泵电机(三代AP1000屏蔽电机及二代改进型轴封电机)。
(4)、主回路管道(三洲化工等)、环行起重吊车(太重、大连重工、上海起重)电气贯穿件(上海科达、成都核动力院)、K1类电缆(上上)液压阻尼器(上海理工、常州格林机械、常州电力、沈阳鑫通)等均有厂家能够生产,大部分企业均已有供货业绩。
核电常规岛
每家可做3-4套(三家9-12套)
东方电气:核电汽轮机目前年产3套,2009年4套,2010年6套;发电机目前年产3套,2010年可达5套。哈尔滨电站公司:2010年年产核电汽轮机、发电机4套。上海电气:上海电气电站集团具备每年3套AP1000(或2.5套EPR)百万千瓦核电汽轮发电机组制造能力。
五、努力提高核电设备国产化比重,加快国内核电发展
通过多年努力,秦山二期扩建国产化水平已达71%,岭澳二期国产化率1号机组达到50%、2号机组将达到70%,红沿河一期将达到80%,但许多配套问题,原材料问题将会更加突出。为消化吸收AP1000第三代核电技术,要继续提高国产化水平,消化吸收后创出我国自己的第三代核电技术,主要有以下方面:
(1)、国内核电没有形成自己的标准体系,国产化困难重重,应尽快制定我国核电设备标准。
(2)、加快对核电站主泵、主安全阀、以及核安全标准要求高的泵阀研制,逐步摆脱依靠进口,尽快实现国产化。
(3)、核电用大型锻件,国内还处在试制到量产的过渡阶段,需要掌握工艺、提高管理水平。
(4)、核电用板材、特别是厚板国内企业没有能力提供。对于制造反应堆压力壳、堆内构件、核电汽轮机低压转子等各种超低碳不锈钢、高强度低合金钢,以及耐放射线辐照的铸锻件要研究原材料的解决办法,并抓紧组织实验攻关。
(5)、核电产品科研开发及技改资金投入过大,企业压力大,希望政府给予资金和政策的支持。要组织、协调全国攻关重点攻关核电站设备使用数量多,进口价值量高的产品,尤其是泵阀产品,主要是承受压力的核1级产品;电气类的K1类产品;安全探测仪表;大型铸锻件;国产核电用钢材(如蒸发器690U型管、不锈钢焊材等)、非金属材料以及各种主机辅助产品。
(6)、核电第三代AP1000采用非能动安全系统和设备采用了成熟的技术,同时简化了安全系统,提高了可靠性;安全级阀门、安全级水泵、管道长度、电缆长度等设备减少接近一半。每千瓦造价经济性,批4台依托项目由国外引进技术、合作建造,第3台和第4台的国产化比例将达到70%和80%左右,前4台平均造价每千瓦将低于2000美元,第5台开始可减少300-400美元,第9台开始,由于国产化和批量的效应,每台机组造价投资还可减少,可以达到每千瓦1500美元左右水平,按目前美元兑换人民币6.8元,基本可以达到每千瓦1万元水平,以及核电厂寿命长达60年、机组功率大125万千瓦、换料周期延长到18-24个月、设计年利用率达到93%,使得年发电量增加,设备少运行简单,维修费用减少等,经济效益会显现出来,发电成本具有竞争力。
(7)、设计与制造的分离,制造企业按来图加工方式,无法保证效率、发挥产能。要注重调动设备制造企业创新核电产品的积极性,继续做好核安全文化建设,建立健全核质量保证体系并可靠运行,取得核电产品生产资质,研制产品要做到:凡事有章可循 ,凡事有人负责,凡事有人监督,凡事有据可查;新产品要经过各项型式试验、放射线辐照试验、老化试验、抗地震试验、模拟事故高温喷淋试验等,试验单位一定科学制定试验计划,把好试验关,得出科学结论;核电产品组织鉴定单位和专家要实事求是按照有关规定,把好核电新产品鉴定关。核电设备制造企业一旦签订合同要按合同办事,做到质量可靠,交货及时,服务到位。国家、业主、核电工程公司和核电站要支持已研制成功的核电设备产品,才能不断提高核电设备国产化比重,加快我国核电事业的发展。
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