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最美“筑基者”——记东方汽轮机自主核电低压模块创新团队
时间:2020年05月25日 来源:本站 作者:东方电气集团东方汽轮机有限公司 李进 点击量:1010 分享:

编者按:2019年,中国核能行业协会科学技术奖评定出科技进步奖共75项,其中,一等奖5项、二等奖22项、三等奖48项;技术发明奖3项,其中,一等奖1项、二等奖1项、三等奖1项;企业技术创新工程奖3项;创新团队奖3项;青年优秀创新人物5名。为进一步弘扬科学家精神和大国工匠精神,宣传核能行业创新工程、创新团队、创新人物,展示核能行业笃行务实、追求卓越的精神,特进行系列报道,以飨读者。

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创新,是企业发展的基石。东方电气集团东方汽轮机有限公司作为一个三线建设企业,有那么一群人,秉承老一辈建设者坚韧不拔、艰苦奋斗、自强不息的创新精神,成为企业创新路上默默无闻的最美“筑基者”。

早在1996年,东方汽轮机有限公司便与法国ALSTOM公司合作,为岭澳一期核电汽轮机提供了约40%的部件,并由此进入核电领域。经过20多年的发展,东汽核电汽轮机经历了从无到有、从小到大、从技术引进到自主创新的发展历程。

2008年,核电在全球市场蓬勃发展,而公司引进的核电技术也占据着国内市场“半壁江山”。此时,公司高瞻远瞩,依托国家科技重大专项“大型半速饱和蒸汽汽轮机、大型汽轮发电机等设备关键共性技术研究”,成立了以资深专家为团队带头人,“总体结构、通流叶片和轴系、工艺”专业骨干为核心的创新团队,开启了“华龙一号”自主三代核电汽轮机自主创新之路。


成大器 堪大用

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团队成立之初,成员们怀着对核电汽轮机自主研发事业的向往,既没有对未知前途的迷茫,也没有对未知困难的惧怕,满怀激情地埋头扎进了自主核电的创新之路。

在研发之初,为避免与国外技术的知识产权冲突,突破国外对先进技术的封锁,同时为“华龙一号”走出国门创造更多机会,创新团队的研发目标即是自主设计、自主制造、自主安装。在整个研发计划中,低压模块末级动叶高度1828mm,低压转子长度13米,排汽喉部面积达150平方米,降低真空载荷对低压模块结构和轴系的影响,设计出一种拥有自主知识产权的结构优异的末级动叶、低压转子、低压模块便成为创新团队的重点、难点。

1828mm低压末级动叶的研制,在立项时即为打造当时世界最长的半转速低压末级动叶,具有结构创新难度大,叶片制造成本高等特点,仅单只叶片成本就高达20万元。如何将叶片推销出去,让用户敢用、放心用,成为创新团队不得不面对的难题。经过前期论证、项目调研,创新团队大胆作出了“苦练基本功,成大器,堪大用”的决定,把基本功做扎实,市场自然会有的。叶片采用可控涡弯扭成型技术,根部、中上部、顶部均采用先进叶型;连接件采用具有较大阻尼的整体拉筋和整体围带结构型式;进行了叶根、轮槽应力特性验证,叶片静频测量试验,叶片动调频测量试验,模化动应力实测试验,空气动力试验验证等一系列实验,力求打造出一只先进、高效、安全可靠的半速核电末级叶片。功夫不负有心人,经过创新团队成员的共同努力,一只世界领先的半速核电汽轮机末级长叶片终于研制成功,且成功运用于三代示范核电站中,具有广泛的市场应用前景。

迎难而上 砥砺前行

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汽轮机转子作为汽轮机的心脏,承载着高速旋转的叶片离心力,对结构的安全性提出了更高的要求。为满足转子锻件尺寸需求,团队成员根据结构设计、材料性能和转子运行工况,确定了焊缝数量、焊缝深度及焊接部位内腔形状尺寸,确保焊接转子焊接位置处于最低应力水平。对大型焊接转子进行强度核算,确保焊接转子在寿命周期内安全稳定运行。攻克了转子设计及焊接关键技术,实现了大型焊接转子制造国产化及产业化,全面掌握了核电焊接转子焊接接头的性能,焊接设备、焊接方法、工艺参数、热处理、无损评判等大型化转子焊接相关的一系列工艺试验及规范研究。

核电汽轮机低压模块的结构设计是各大汽轮机厂商的技术名片,而当时摆在创新团队面前的只有零星的3、4张结构图纸。在团队专家带头人的带领下,团队疯狂地吸取着各种知识,从各种参考资料、书籍中了解先进通流设计要点,从核电、火电、燃机机组中寻求各种结构的灵感。方案设计之初,在全公司首次采用了全三维的结构设计和分析软件,软件只有自学,遇到问题只能翻书;对低压内缸上每一个钢板厚度、焊缝大小、结构尺寸进行反复地推敲、分析、优化,常常为了一个小小结构的调整和优化加班到深夜,力求在机组安全性和经济性上寻找最佳平衡点。

在产品结构创新的同时,首次对产品焊接、加工、装配、运输、安装方案进行全流程评审,力求产品设计在各环节的可操作性。还记得在所有设计方案都已完成,即将进行公司和专家评审的前夕,生产单位提出了低压缸设计最大回转直径13.5米,已超出厂内现有12米立车加工范围,若增加设备,需要采购机床成本数千万元;若采用龙门铣加工方案,加工周期长,机床资源紧张。面对突如其来的困难,为贯彻公司降本增效,一次做好的精神要求,所有创新团队迎难而上,短短2周时间便完成了低压缸中部和支撑装置分别装焊,加工后采用垂直法兰螺栓装配的设计方案,仅机床加工成本和工时成本单模块可节约150万元,成功解决了厂内生产难点,并在随后的制造和安装中证明了设计方案的合理性。

2012年5月,整个“华龙一号”汽轮机结构设计方案顺利通过了公司和外部专家评审;同年 12月,成功中标自主三代核电“华龙一号”福清5、6号机组。至此,自主核电从方案设计正式进入了施工设计和生产阶段。施工设计阶段,为提高生产效率,提升产品质量,团队成员多次深入分厂、工段同操作工人进行技术交流,对焊缝大小,坡度,无损探伤空间、方式进行技术交流;厂内生产过程中,每一场的开工会,每一个零部件问题的现场处理,团队成员总是冲在第一线。因为“她”就像是团队的孩子,团队想陪着“她”成长,望着“她”长成一颗参天大树。

2017年,采用“华龙一号”自主核电汽轮机技术的第一个低压模块参加厂内总装,团队成员又主动申请到总装车间进行技术服务,收集每一个数据,处理每一个难题,对收集和整理的问题及时优化。2017年6月30日,具有象征意义的自主核电低压模块厂内总装盖缸一次成功,看着“她”身带红花,万众瞩目的样子,团队成员站在总装车间的角落里,远远地望着,眼含泪水,一脸幸福的微笑。

这一埋头,便是十年。十年创新路上的风风雨雨,十年同舟共济的不舍情感,团队成员始终一路陪伴,一路相随。因为创新团队怀着一个共同的愿望,期待有朝一日我们的“自主核电”能够一飞冲天,成为大国重器中那张耀眼的名片。

路途漫长,重任在肩。创新团队将继续“不忘初心,砥砺前行”,在自主核电的创新路上,争当筑基人。 


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