AP1000首堆主管道出厂始末

10月25日，初冬的葫芦岛雨过天晴，露出暖人的阳光。位于市区北部濒海的渤海船舶重工有限责任公司(以下简称渤船重工)一车间内，三段巨大的厚壁钢管在灯光的映照下泛出金光。这就是我国引进的首台三代AP1000浙江三门核电1号机组反应堆主冷却剂管道发货仪式的现场。三门核电有限公司副总经理李远在仪式现场表示，该主管道的正式交货将为1号机组核岛设备后续安装铺平道路，并有力保障1号机组年底反应堆厂房封顶的重要里程碑事件的实现。

AP1000核电主管道发运仪式现场

AP1000反应堆主管道未被引进

AP1000核电技术是我国从美国西屋公司引进的第三代核电技术，也是当前世界上技术最先进、安全性能最高的压水堆非能动型核电技术。主管道连接反应堆压力容器、反应堆冷却剂泵和蒸汽发生器的关键设备，被称作核电站的“主动脉”。该设备是AP1000核电技术装备自主化依托项目中，唯一没有引进国外技术的国产化核岛主设备。

负责AP1000技术转让的国家核电技术公司副总经理曲大庄介绍，AP1000主管道是采用超低碳控氮不锈钢整体锻造而成，可以最大限度地提高AP1000核电站在设计基准事故乃至超设计基准事故下的安全性和可靠性。在AP1000技术转让合同中，主管道不仅是唯一没有技术转让和技术支持的关键设备，而且与其他堆型的主管道相比，其制造技术为世界首次尝试，没有任何成熟的技术可以借鉴。他进一步强调，主管道在渤船重工成功交付除满足三门首堆工程技术要求，同时带动了国内装备制造业在高端不锈钢冶炼、电渣重熔、锻造、机械加工、超大口径和厚壁不锈钢管弯制等重要技术领域的进步和发展。

试制过程挑战重重

现场专家向记者表示， AP1000主管道不同于第二代核电站采用的铸造不锈钢管，采用的是整体锻造、加工、弯管的不锈钢管道，这要求有更多的不锈钢水，其冶炼、浇铸、铸造、热处理、深孔加工和弯管等工艺都有较大难度。对制造厂的熔炼能力、锻造能力、精加工能力、锅炉处理能力以及检验能力都提出了新的考验及挑战。渤船集团副总经理李光明透露，渤船重工在历经2年多时间的试制过程中没有报废一件产品，有力保证了工期。

据介绍，2008年3月渤船重工与国核工程公司签订产品试验研制合同。2010年3月2日签订正式建造合同，用于第一座作为国产化依托项目的三代核电站。从2005年渤船集团自主立项研发的1米直径的大口径锻造弯管技术开始，到AP1000大口径不锈钢弯制主管道正式产品的发货，历经6年。先后用了26根锻件，做了近百次相关工艺试验，相应数字仿真，围绕质保体系，取证工作的需求，开展了数百人次的资格培训。

渤船重工分别于2010年4月和2010年11月取得国家核安全局颁发的许可证以及美国机械工程师协会(ASME)颁发的生产许可证(NPT和MO钢印)。2010年4月1日，产品正式开工，经过冶炼，电击棒，电渣回炉，锻造、粗加工、弯制、精加工焊接热、打磨等九道主工序，每道主工序包含着几十道子工序的制造过程，终于把600吨精炼钢水变成了仪式现场60吨的正式产品。

三门核电副总经理李远透露，随着首批核岛主管道的交付，后续全部主管道的制造计划年内完成。

AP1000主管道国产化

助力CAP1400

公开资料显示， AP1000是美国西屋公司开发的一种双环路和百万千瓦级的先进压水堆核电机组，其反应堆一回路由1台反应堆压力容器、1台稳压器、2台大容量的蒸汽发生器、4台屏蔽式主泵、4条冷段和2条热段管道组成。由于主泵入口直接和蒸汽发生器下封头焊接在一起，取消了第二代反应堆中蒸汽发生器与主泵入口之间的U型连接管道;同时，通过对主管道简化设计，减少了焊缝和支撑。AP1000是在AP600的基础上适当改进的结果，机组采用单堆布置方式，为了达到更高的电站功率，一方面加大了核蒸汽供应系统主要部件的尺寸，包括增加反应堆压力容器的高度、堆芯长度，另一方面增大蒸汽发生器、稳压器、汽轮机的尺寸和容量以及燃料组件的数目。

近年来，国家、地方政府和企业投入大量资金，打造核电设备研发和制造基地。现已形成了哈尔滨电站设备集团、东电集团和上海电气集团三大核电设备制造基地，以中国第一重型机械集团(以下简称一重)、中国第二重型机械制造集团(以下简称二重)和上海电气重型机械集团(以下简称上重)为重点的大型铸锻件和反应堆压力容器制造基地，以沈阳鼓风机集团、中核苏阀科技实业股份有限公司和大连大高阀门有限公司等一批国家级骨干企业的核级泵阀制造基地，此外，还有一批专业生产厂家具备了堆内构件、控制棒驱动机构、环吊、主管道及配套设备的批量生产条件。在此基础上，依托新组建的国家核电技术公司，我国推动了三代核电技术装备引进和自主化工作。浙江三门和山东海阳作为世界上首次投入商业运行的AP1000核电项目，其自主化任务也基本得到落实。

据了解，与三门核电采购方国核工程公司签署AP1000主管道设计建造协议的并非渤船重工一家。二重也签署了类似协议。目前，AP1000主管道研制厂家主要有渤船重工、一重、二重、上重和吉林中意核管道制造有限公司(以下简称吉林中意)，自主化取得较大进展，钢锭化学成份完全满足西屋公司的技术要求。通过主管道科研攻关，国内大型超纯净奥氏体不锈钢电渣锭技术已达到国际领先水平，国内2007年以前的电渣锭技术最大为45吨水平，现在可以达到150吨水平。二重、上重研制的全尺寸主管道模拟件也已成功，吉林中意完成了主管道模拟件弯制。

国家能源局能源节约和科技装备司司长李冶曾表示，三代核电机组国产化率较低，其中AP1000堆型更是如此。核岛首批主管道的交付无疑为AP1000国产化速率的加快注入动力。我国还计划在引进AP1000的基础上，以其为蓝本，发展具有自主知识产权的CAP1400。渤船重工表示，在通过研发制造AP1000反应堆主管道取得一系列具有世界一流水平的专业技术之后，将向CAP1400相关设备发起冲击。

知识链接

AP1000反应堆

关键设备国产化情况介绍

AP1000反应堆包括反应堆压力容器、蒸汽发生器、反应堆冷却剂循环泵、主管道、爆破阀、堆芯补水箱、稳压器、堆内构件、控制棒驱动机构等关键设备，其中：

AP1000压力容器国内制造厂家主要有一重和二重。一重现已实现AP1000核岛反应堆压力容器锻件的完全国产化，部分锻件制造达到世界领先水平。2010年5月，由一重承制的中国首台国产化AP1000反应堆压力容器——三门核电2号机组压力容器在一重大连核电石化事业部开工制造。

AP1000蒸汽发生器锻件生产厂家主要有一重、二重和上重，设备生产厂家主要有上电、哈电重装和东电。2010年1月，中国国内首个核电蒸汽发生器用U型管项目在江苏宜兴经济开发区正式投产，但还不能满足国内对U形管的需求，目前主要是从法国Valinox、日本住友和瑞典Sandvik进口。但AP1000蒸汽发生器另一核心部件管板经一重、二重分别试制成功。

AP1000核主泵还没有原型，加工精度高、配件均是非商品级，国产化难度较大。国内主泵技术受让单位为沈鼓与哈电。

AP1000爆破阀研制厂家主要有中核苏阀科技实业股份有限公司和陕西应用物理研究所，这两家单位已开展了大量实质性工作。国家核电技术公司明确由上述两家单位首批完成山东海阳2号机组12台爆破阀的国产化任务，此后将采取市场竞争方式进行。

AP1000堆芯补水箱基本实现国产化。

AP1000稳压器目前上封头和上、下筒体制造已经没有太大问题，但是在下封头和中筒体制造方面还存在一定困难。

AP1000堆内构件结构与二代加堆内构件结构差别较大，国产化难度大。目前，国内堆内构件的生产厂家只有上海电气，承接三门2号和海阳2号堆内构件制造任务，目前还处于准备阶段，尚未投产。

AP1000控制棒驱动机构由于材料要求高、驱动杆细长、加工复杂等原因，国产化难度也较大。目前 ，国内AP1000控制棒驱动机构的生产厂家只有上海电气，承接的是三门2号和海阳2号控制棒驱动机构制造任务，目前正在做前期准备工作。