大功率核电汽轮机发现研究论文_杨斌,唐国玺

大功率核电汽轮机发现研究论文_杨斌,唐国玺

福建福清核电有限公司 福建省福清市 350300

摘要:随着时间的推移和科学的进步,我国会以华龙一号示范工程建设为契机,瞄准核电发展方向,确立“大容量核电汽轮机的国 产化、本地化为终极目标。坚持以引进、消化和吸收国外的先进理 念为基本手段,同时加上自主创新发展探索的研究思路,完成从无 到有、从有到优的逐步转变,慢慢走进大容量大功率核电汽轮机的国 产化时代,最终实现自主研发和迈入世界,成为依靠自己国家力量批 量生产大型核电汽轮机的技术大国,实现稳步的提升和飞跃的进步。

关键词:核电厂;保护系统;故障模式;影响分析

1 核电站汽轮机特点

核电站汽轮机通常采用饱和水蒸汽(或微过热蒸汽)作为工质,并由高压汽缸、低压汽缸、汽水分离再热器、回热加热器和凝汽器等辅助设备组成。其工作原理与普通电厂汽轮机相同,结构也大体上相近,唯有新蒸汽初参数较低而已(一般新蒸汽初压在5-7MPa范围内,过热度仅20~30℃左右)。与高初参数的火电厂汽轮机相比,其蒸汽理想焓降仅为后者的65%左右,汽耗率约大1倍,在相同容量和相同背压的条件下,排汽容积流量大致要增大60~70%。

汽轮机按转速高低的不同,有全速和半速汽轮机两种,由于新蒸汽初参数很低,绝大多数核电站汽轮机为获得较大的功率都不得不制成半速(即1500r/min)汽轮机形式,半速机组虽可保持较高的相对内部效率,级数相应减少,但与相同容量的全速机组相比,它的某些线性尺寸(如动叶片高度、叶片间距、叶轮直径等),必须放大1倍左右,致使整机的体积和重量相应增大。因此汽轮机的制造、运输和安装等都比较困难。当半速汽轮机甩负荷时,如果没有可靠的超速保护装置,汽轮机很容易超速20%以上。目前大多在低压汽掳进口处采用一自动关闭的截止阀来防止超速。

2 大功率核电汽轮机的发展现状存在的问题及未来方向

2.1 制造成本高昂

众所周知,我国目前科技水平虽然日益收获可喜的进展,但是 其在部分领域的水平仍比较难以和一些西方国家相提并论。例如我 国的汽轮机制造业已经有几十年的历史,但是我国在制造方面的技 术层次不容乐观 :总体而言,存在着制造费用极高,专业人才不足 等问题。其中费用问题是由于我们无法掌握完整的核心技术,很多 重要制造技术都在国外并形成一定的技术垄断,因此我们需要花费 高昂的代工费用,由此造成了极高的成本。

2.2 缺乏大量优秀研发人员

另外,我国开发人员的自主创新能力远远达不到发展技术的水 平,在自主研发的领域几乎是空白的,反而,是一直靠着国外引进 的技术。造成我国虽然制造业拥有庞大的数量,却无法与其他国家 抗衡。与此同时,我国探索发展核电的历史虽然比较漫长,但是所 达到的规模远远不及我们付出的努力。从事这一方面的专业人员数 量较少,国内面临着严重缺乏人才的严峻问题,无论是技术设计的 开发人员,还是核电运行管理过程中的检测维护修理人员。

3 对我国核电汽轮机发展的建议

3.1 提升自主设计探索研发的能力

无论是市场经济,还是科技领域,一定程度的垄断永远是核心 竞争力,甚至维持生存的基础。只有自己可以做出别人做不出的优 质品,才能在相关界内拥有话语权和主要地位。近年来,我国科研 团队通过不断地探索钻研。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆已经基本实现了国产化核电设备的基本 推进要求,同时,对加工所需要的设备进行了更新和替代。大多数 核电制造企业的基础设施已经逐步靠拢了世界领先水平的行列。国 外拥有的技术我们都已经掌握。然而,相对于多数发达国家来说,我国的制造工艺仍然较为落后。科学进步是人类必然的发展趋势,大量资金不应该再浪费在购买国外成品上,而是去发展自己的科研 水平,找出自己研发的针对性目标,由此更好更快的攻破技术难点,提升竞争力和发展自主创新能力。我国若想提升汽轮机装备制造水 平,就必须将基本的理论知识研究清楚掌握透彻,在钻研世界领先 技术的情况下,创新创造出属于自己的独特技术。在思想上明确创新重要性的同时,也需要绝对的硬件上的资金 支持。科研是一个烧钱的庞大工作,但是却吝啬不得。加大科研资 金的投放力度可以高速的提高科研的步伐、对科研人员和整个市场 也有着极大的激励作用和推动助力。对于关键的一直以来无法攻克 的技术难题,更是要将其找出来并且投入大量的人力物力,单个团 队难以完成就结合多种力量一起合作攻关,优化所拥有的资源配置,实现科研能力的优势互补,科研成果共享的模式。如此,将绝对性 的推动科研技术的步伐,实现更快的质的飞跃。

3.2 尽快实现国产制造化

只有形成自己特色的管理体系才能加快设备国产化进程,才能 适应核电发展战略。制造国产化是发展的终极目标。大功率核电汽 轮机发展的必然趋势,正是国产制造化的实现。国产化的优势有很多,首先它可以大幅降低汽轮机的固定成本,同时它可以高效带动相关 一系列产业的快速发展进程。国产化要以设计国产化为核心,设计 的国产化是国产化的重中之重,目前在设计百万等级半转速核电汽 轮机的时候主要的工作是转化引进图纸。我国的项目无论是替代材 料还是技术改进和标准,都要经过外国的严格审批,我国几乎没有 自主设计的权利,被人牢牢的压制住。对于设计国产化的实现首先需要明确的是国家统一设计和制造 的标准,形成行业内部的标准性的规范文件,让全体行业都清晰的 认识到标准化的重要性。与此同时,对外来引进技术进行应有的消 化吸收,成为公开公正的知识体系,建立完备的模式。

3.3 对管理自主化的实现

对于我国目前大功率核电汽轮机的发展现状来看,基于前期展 望和核电设备制造本身是一个复杂艰难的系统下,提出了管理自主 化的基本要求。国内现有的各种大型铸造锻造的工厂在建造大容量 汽轮机汽缸、叶片、转子等必备工件的时候,变现出明显的技术不 成熟,而且明显会延长工期。进而影响一系列的问题。管理问题是 一个公司产业和一切的重要问题,在我们发展状况不良好的核电产 业来说更是格外重要。管理自主化就是要求在研发和制造过程中可 以进行自主的管理从而获得长足的进展。管理自主化首先要做到合 理分工、系统性进行,一切进行系统的、自动的科学的管理化。对 管理化的实现,不只要自身单纯的实施科学管理的认识,还要从国 外引进先进的科学技术和管理方案。实现自主管理化将会非常高效 的满足制造工程的需求,从而也对我国大规模制造的发展推波助澜。我国大功率核电汽轮机的发展,将会由于国产化和管理自主化的实 现,获得飞速的提升和良好的运转,从而有望早日机身世界先烈。

4 结论

核电厂保护系统的可靠性直接影响核电厂的安全运行,如何保证保护系统的可靠性是系统设计必须解决的问题。

参考文献

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论文作者:杨斌,唐国玺

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第11期

论文发表时间:2018/9/17

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