近日，在全省科技大會上，哈爾濱電氣動力裝備有限公司（以下簡稱哈電動裝）的“華龍一號”反應(yīng)堆冷卻劑泵組研制及工程化應(yīng)用項目獲黑龍江省科學(xué)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化獎一等獎。據(jù)悉，該項目的成功研制實現(xiàn)了我國核電關(guān)鍵設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)的長期自主可控，屬國內(nèi)首創(chuàng)，達到國際先進水平，截至目前，該項目成果進行了廣泛推廣應(yīng)用。
工人在打磨部件毛邊
反應(yīng)堆冷卻劑泵（通稱“核主泵”）是壓水堆核電站中一回路最關(guān)鍵的主設(shè)備，被喻為反應(yīng)堆流動的“心臟”，行業(yè)素有“泵王”之稱。曾經(jīng)，核主泵關(guān)鍵技術(shù)長期被美國、德國、法國、俄羅斯等少數(shù)發(fā)達國家壟斷，是制約我國核電事業(yè)發(fā)展的瓶頸，也是核電站核島主設(shè)備自主化、國產(chǎn)化過程中亟需攻克的最后一座堡壘。
2013年，國家能源局組織中廣核和中核集團召開自主創(chuàng)新三代核電技術(shù)合作會，聯(lián)合開發(fā)“華龍一號”。2014年5月，哈電動裝受中核集團委托開展“華龍一號”核主泵的研制，項目依托福清5號和6號機組建設(shè)“華龍一號”國內(nèi)示范項目，項目累計投資7.86億元用于“華龍一號”首堆主泵研制及試驗驗證。
工人在查圖紙
“核主泵主要包括泵和電機兩部分，我們成立了40多人的研發(fā)團隊，歷經(jīng)5年研制攻關(guān)，在主泵上實現(xiàn)了7項關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新，在電機上實現(xiàn)了5項關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新?！惫妱友b設(shè)計部副經(jīng)理、副總設(shè)計師王澤宇介紹，當(dāng)年為攻克技術(shù)難關(guān)，研發(fā)人員往往是工作到凌晨二、三點鐘，到家時天都亮了。
“不斷的改裝、試驗，也可以說是歷經(jīng)磨難?！蓖鯘捎钫f，在最后做產(chǎn)品驗證試驗時，一次試驗要200小時不間斷，團隊人員24小時在崗。
哈電動裝設(shè)計部核泵設(shè)計室副主任、高級主任工程師劉祥松告訴記者，核主泵是核島內(nèi)唯一的旋轉(zhuǎn)設(shè)備，其功能是驅(qū)動反應(yīng)堆內(nèi)一回路中帶有放射性的冷卻劑連續(xù)循環(huán)，實現(xiàn)堆芯與蒸汽發(fā)生器之間的熱能交換?！叭A龍一號”核主泵采用立式、軸封式，其設(shè)計能夠在事故發(fā)生之后的至少72小時內(nèi)實現(xiàn)主泵壓力邊界的完整性，其研制提升了核電領(lǐng)域科技進步、技術(shù)創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化，該項目擁有完整自主知識產(chǎn)權(quán)的核電技術(shù)，已獲授權(quán)發(fā)明專利41項。
劉祥松說，研發(fā)團隊開發(fā)的先進型三級流體動壓機械密封，每一級都可承受15.16MPa系統(tǒng)壓力，可以互換，泄漏可控，所研制的機械密封完全經(jīng)受了全廠斷電SBO工況的熱態(tài)考核試驗，國內(nèi)首次實現(xiàn)了工程化應(yīng)用，解決了“卡脖子”關(guān)鍵部套的自主化。
研發(fā)團隊還開展了葉輪、導(dǎo)葉體、環(huán)形殼體的高效匹配設(shè)計技術(shù)攻關(guān)，開發(fā)出了高效、穩(wěn)定的水力模型，首次提出了氣、液兩相流主泵降級函數(shù)分析方法。主泵輔助系統(tǒng)的設(shè)計引入“能動與非能動相結(jié)合”的安全設(shè)計理念，解決了失水工況下主泵密封不受損傷難題。
2021年，全球首堆“華龍一號”福清5號機組和海外首堆巴基斯坦K2機組投入商業(yè)運行，實現(xiàn)了我國核電自主品牌的歷史性突破，目前，“華龍”型號已邁出國門，并與阿根廷簽署合作協(xié)議，標(biāo)志著我國核電關(guān)鍵主設(shè)備已打破國外技術(shù)壟斷，正式進入核電技術(shù)先進國家行列。
核主泵全流量試驗臺
王澤宇介紹，哈電動裝研制的“華龍一號”核主泵取得了多項全國第一：我國第一個具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的三代壓水堆百萬核電機組，屬國內(nèi)首創(chuàng)、達到世界領(lǐng)先水平；國內(nèi)第一個使用自主研制的三級流體動壓機械密封；國內(nèi)第一個民用核電主泵使用自主研制的水力模型。
目前，該項技術(shù)成果已用于福清5號和6號機組、巴基斯坦K2K3機組等共計48套機組，累計訂貨額56.91億元。哈電動裝核主泵國內(nèi)市場份額領(lǐng)先，并首次實現(xiàn)了中國百萬千瓦級先進核電技術(shù)“走出去”的目標(biāo)，是中國核電走向世界的“國家名片”。
記者：薛婧；攝影：薛婧；視頻：薛婧