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行业动态
以自主化数字化推动核电装备制造新质生产力高质量发展
时间:2025年10月21日 来源:哈电集团 作者:肖玉广 点击量: 分享:

核电装备制造在能源领域具有举足轻重的地位。它不仅是核电产业链中的关键环节,直接关乎核电站的安全、高效运行,也是国家能源结构优化、节能减排战略实施的重要支撑。

哈尔滨电气集团有限公司由“一五”期间苏联援建的156项重点建设项目的6项沿革发展而来,是在原哈尔滨“三大动力厂”( 锅炉厂、汽轮机厂、电机厂 )基础上组建而成的我国最早的发电设备研制基地,也是中央管理的关系国家安全和国民经济命脉的国有重要骨干企业。

哈电集团核电产业从1992年国产首台秦山二期1号机组650MW核电汽轮机组设计制造起步,经过30多年发展,创造了多个国内乃至世界第一,全力推动中国核电装备的国产化、自主化。哈电集团制造了国产首台出口C2蒸汽发生器,国产首台核电站反应堆冷却剂主泵电动机,国产首台650MW水氢氢优化型核电汽轮发电机组,国产首台三代核电AP1000机型汽轮发电机组、蒸汽发生器,国产首台VVER-1000汽轮发电机组,世界首台“华龙一号”蒸汽发生器、核主泵,世界首台球床模块式高温气冷堆蒸汽发生器、主氦风机、汽轮发电机。

在核电产业上,哈电集团累计完成投资59.3亿元,依托三代核电技术,调整核电装备制造布局,提升核电装备制造能力。升级以重装公司为核心的核岛设备制造基地,建设以动装公司为核心的核主泵研发、制造基地,以汽轮机公司、电机公司、锅炉公司、重装公司为基础的常规岛设备生产基地,以佳电股份为基础的K类电机、主氦风机生产基地。生产能力达到年产6台—8台套百万千瓦级核岛和常规岛主设备。

自主化数字化转型对于装备制造企业而言,是提升核心竞争力、实现可持续发展的关键路径。通过掌握核心技术,推动生产流程、管理模式和产品服务的全面数字化升级,企业能够灵活应对市场变化,提高生产效率与产品质量,降低运营成本,并加速创新步伐,从而在激烈的竞争中占据有利地位。

一、核电设备自主化之路

( 一 )高温气冷堆自主化之路

哈电集团所属哈电重装公司率先承制了国家科技重大专项高温气冷堆蒸汽发生器设备,在十年的制造过程中,积极探索高温气冷堆蒸汽发生器的关键制造技术。高温气冷堆创新技术的实现,有赖于关键设备和系统的设计、加工与制造。不同于压水堆蒸汽发生器,高温气冷堆蒸汽发生器的设计结构更为复杂,产品制造工艺更具挑战,需要从材料研发、工艺技术开发、产品制造用设备和工装以及生产组织模式等多方面进行探索和创新。

在高温堆蒸发器制造过程中,哈电重装在清华大学的帮助下完成图纸施工设计。蒸汽出口连接管是全新结构,设计过程没有可参考的工程实践经验。研发团队通过电脑三维立体模拟焊接与装配,进行大量的试验验证,在不断的技术攻关过程中,设计方案不断优化完善,历时5年,最终完成包括壳体、内件、蒸汽入口出口连接管支承与包裹施工图的设计。

哈电重装共计攻克30余项关键工艺技术难题,其中,国家重大专项课题共计18项,其他专项科研课题20余项,验证性试验更是高达数百项,所有工艺不确定均采取验证性试验,做到工艺创新可靠稳定,创新结果优良。所有技术创新均应用于高温气冷堆蒸汽发生器的技术准备和产品制造,部分技术已经具备国内乃至世界一流水平。针对高温气冷堆蒸汽发生器特殊的设计理念和产品结构,哈电集团与设计方、业主、总包方和相关方建立密切的合作关系,建立“产、学、研一体化”的制造和设计模式。

( 二 )自主知识产权的“华龙一号”轴封式核主泵

哈电集团所属哈电动装公司通过引进国外先进的轴封式主泵技术,现已全面掌握了“华龙一号”轴封式主泵自主设计、制造、试验等核心能力。经过对引进技术多年的学习和与高校的联合研发,掌握了关键的机械密封制造技术并在福清4号机组上实现了自主化应用。以“华龙一号”国内和海外首堆为依托进行自主开发,独立完成轴封主泵制造、试验、总装、调试。具备独立自主化成套、批量化提供轴封主泵能力,满足国内外核电项目供货、安装服务、备品备件供应、维修诊断服务、调试等全方位需求,已实现了全套主泵机组生产的自主化,原材料和配套部件联合攻关实现了国产化。

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“华龙一号”核主泵

哈电动装组建了全国唯一的核主泵技术研究中心“黑龙江省核主泵工程技术研究中心”,开展核主泵的技术开发及主泵关键部套的科研工作,进行前瞻性技术研究,具有国内首个核主泵全流量试验台。

哈电动装已参与和承担了国内外70多台轴封式主泵设备的供货和服务,运行设备运转稳定可靠,各项技术指标满足技术要求。

( 三 )核电汽轮发电机组

哈电集团自1992年与西屋联合设计制造秦山二期汽轮发电机组开始,走上了核电汽轮发电机组自主化道路。先后参与了20MW试验快堆、秦山二期扩建、AP1000项目、VVER项目、“华龙一号”、“玲龙一号”等多种核电汽轮发电机组的国产化与制造,创造了国内多个第一。

目前,哈电集团是国内第一家独立完成百万千瓦等级核电汽轮发电机组设计的单位,具备全面的系统设计、布置和计算能力。同时哈电汽轮机采用成熟可靠的整锻转子。核电汽轮机高低压转子采用整段转子,具有发生SCC概率小,飞射物发生概率低,脆性转变温度FATT低,韧性好,运行维护费用低等优势。汽轮机所采用的1800mm叶片已实现自主化生产且与“华龙一号”核岛蒸汽参数匹配度高,机组出力大。末三级叶片采用激光固溶强化技术,利用高能激光束控制材料中强化相的溶解与析出,改变其分布的状态,达到强化的目的。采用先进的通流间隙控制TCCS测控方式,缩短了整体机组的装配周期,精确控制了通流间隙。

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哈电汽轮机叶片加工智能化车间

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“华龙一号”海南昌江核电二期3号汽轮机低压转子

哈电集团核电汽轮发电机组性能优良。2018年全年投运6台百万千瓦等级核电汽轮发电机组,核蒸汽冲转、一键启动、首次并网、性能考核均一次成功。田湾核电4号机组超发19MW。2021年11月9日,哈电集团参与设计的“暖核一号”——国家能源核能供热商用示范工程450万平方米项目在山东海阳投运,海阳成为全国首个“零碳”供暖城市。

二、数字化进程在路上

哈电集团数字化转型经过多年发展,形成了数字化车间、数字化产线、数字化单元不同维度的生产数字化发展。为了满足电力行业产品智能化的发展要求,哈电集团各系列产品已上线智能化系统,包括核电装备智慧运维一体化、火电装备智慧运维一体化、风电和光伏装备智慧运维一体化、水电装备智慧运维一体化,部分系统已在电厂安装使用。为了满足全集团的数字化转型,集团统筹进行了AI应用、ERP系统实施、哈电云一期项目、骨干网改造、智能仓储系统、数据治理咨询项目、法治合规风控系统、审计信息化系统,为集团数字化转型提供了支持和保证。

目前,哈电集团重装公司5G全连接工厂已投入使用,取得了采购方的好评与认可。哈电重装在转型过程中全面贯彻“创新、协调、绿色、开放、共享”的新发展理念,确立了实现信息技术(IT)与企业运营(OT)深度融合,围绕管理信息化、生产数字化、装备智能化、产业生态化、网信安全化,打造5G全连接工厂的数字化转型方向。5G全连接工厂具有以下典型应用场景:

一是高效半自动钨极氩弧焊技术及设备。通过改变送丝方式,采用自动送丝匹配手工焊接进给操作,送丝速度可自动调节,既保留灵活性,又实现高效率。实现了狭小空间焊接、提高焊接效率至少3倍、极大降低了劳动强度,并保证了焊接质量。其新型数字化手氩焊机设备已在高温堆产品制造中使用。

二是双丝埋弧焊技术及设备。与传统的单丝埋弧焊相比,可在保证质量的前提下,焊接速度至少提高至1.5倍。前期完成的试验研究,证明该技术用于核电产品低合金钢焊接可行。同时,与中国工程院林尚杨院士团队合作,针对核电产品低合金钢主焊缝焊接开发双丝窄间隙埋弧焊接工艺,计划将在高温堆等产品中使用。

哈电集团重装公司先后荣获2020年国家级企业上云典型案例、2021年河北省工业互联网标杆示范案例、2022年河北省工业互联网重点培育项目、2024年河北省工业互联网创新发展重点培育项目等多项荣誉。2023年初,河北省工业和信息化厅以感谢信的形式肯定了哈电重装取得的成果。

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线圈数字化车间

三、发展新质生产力,推动高质量发展

核能产业是高科技战略产业,是核科技和工业制造领域的一座高峰,要攀登这座高峰,关键靠科技创新。哈电集团将持续提升三代核电技术,积极参与小堆、四代堆、低温供热堆等新一代核电技术的研发示范,积极推动核技术装备走向国际市场。完善核电科技创新体系,加大基础性、原创性核电技术研发创新力度。

在近年核电项目及常规电力项目批量建设的环境下,哈电集团不断提升核电产能,进一步加强项目管理,严抓质量管理,为服务国家战略贡献哈电力量。

为了更好地满足核电批量化建设的需求,进一步提升核电产品的产能,哈电集团通过增加关键工艺设备,扩大核电产品生产厂房,从而消除关键生产制造环节的瓶颈。到2025年底,汽轮发电机组生产所需的关键装备转子车床将达到4台,轮槽铣床将达到3台,具备配套年产8台百万千瓦汽轮发电机组的加工能力。到2025年9月,镇江制造基地全面投产,将完全具备保障汽轮发电机组定子下线、MSR和凝汽器制造的能力。另外,核岛承压设备的产能提升已完成,主泵设备的产能提升正在进行。

为了进一步加强项目管理能力,哈电集团全面加强集团层面的管控力度。建立集团领导负责、核能产业部实施的高层项目管理体系,全面统筹对各涉核企业项目的监督和管理,全面加强对重点工程、项目重大节点、重大质量问题、用户关切事项的协调力度,保障项目执行重大问题的快速有效解决,保证项目顺利推进。各涉核企业实行领导负责制,优化项目管理流程和体系,加强项目管理人员配备和能力的提高,从项目执行研发、设计、采购到生产、试验、服务,全链条保证项目执行的顺畅可控,使项目管理体系在厂内得到顺利高效运行。同时,进一步强化核电管理理念、核电质量意识和核安全文化意识,减少因质量问题导致的进度延误风险。各涉核企业持续强化核电设备供应商管理,从采购策划源头实施科学分级并建立动态评估优选机制,通过技术交底精准传导要求,对供应商实施全过程质量监督与穿透式管控,同步深化核电管理理念和核安全文化宣贯,将质量追溯与考核机制延伸至供应商,系统性提升供应商管理能力和履约水平,确保核电产品制造全周期进度可控、质量达标。

为了严抓核电产品质量,哈电集团持续深入推进“三级书记抓质量”,全面推进“核安全文化建设”,严格落实两个“零容忍”的相关要求,严守质量管理“四条红线”,严格落实分包外协质量管理,主包管分包。持续深化管理,坚决执行六项硬措施:严格落实质量责任、严把供应商准入关、核心零部件不外扩、加大首件鉴定力度、严格入厂检验验收、严肃质量问题索赔。

党的二十大报告中指出,要加快规划建设新型能源体系,统筹水电开发和生态保护,积极安全有序发展核电,加强能源产供储销体系建设,确保能源安全。哈电集团全面学习贯彻党的二十大精神,落实习近平总书记提出“四个革命、一个合作”能源安全新战略,以党的建设统领战略部署和全局发展,关注核能全产业链发展,在国家“碳达峰、碳中和”政策的引领下,认真落实《2030年前碳达峰行动方案》,以自主化装备制造助力核能新质生产力高质量发展,为推进我国加快构建清洁低碳、安全高效能源体系贡献哈电力量。 


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