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臺山核電故事_一起走過“汽輪機”攻堅路

2018年12月13日,東方電氣參與研制的全球首臺、世界上單機容量最大的EPR三代核電機組臺山1號核電機組, 成功完成168小時滿功率連續運行考驗,具備商業運行條件,驗證了東方電氣供貨設備的質量穩定、性能可靠,也成為東方電氣創新驅動、走向世界的又一靚麗名片。


臺山核電機組成功的背后凝聚著每一個東方電氣人的心血,也有著許多不為人知的故事。



汽缸水壓試驗背后的挑戰


2011年12月27日下午,在臺山核電業主代表及監造人員的見證下,臺山核電站1號汽輪機高中壓外缸在歷時76分鐘經過32個升壓階段后,汽缸各腔室壓力穩定地停留在了設計要求的試驗數值并成功穩壓10分鐘,標志著我國首臺世界上單機容量最大的1750兆瓦核電汽輪機缸體成功通過水壓試驗檢驗。


成功的背后,是一個團隊的歷時近兩年譜寫的奮斗者的歌。


“汽缸為單層缸結構,使用全新的不銹鋼材質,整個高中壓外缸外型尺寸龐大,總重接近300噸呢。”2010年初,看著圖紙上汽缸外形尺寸、重量及一項項技術要求,高中壓外缸技術準備的課題組意識到,這著實是一項艱巨的任務。


汽缸前部的材質為不銹鋼整體鑄件,這種材質在東方電氣的汽輪機汽缸中是首次使用,東方汽輪機當時使用的刀具、刀片類型能否滿足汽缸加工質量要求都需要驗證。為此,東方汽輪機技術人員專門進行了多個汽缸主要加工用刀具的選型及切削參數的固化。


試驗中難度最大的是不銹鋼深孔鉆削,在前期的試驗過程中,若按常規方法進行加工則很容易出現崩刃,不僅影響孔壁質量,對刀具的損耗也很高。通過理論計算和先進的數值模擬分析,課題組找到了解決刀具磨損、崩刃等技術問題的措施,并立即著手進行技術革新和改進,經過反復驗證,最終攻克該技術問題。


汽缸水壓試驗專用工裝設計和堵板安裝也是臺山核電汽缸水壓試驗的一大難點。課題組創新性地在汽缸內腔分區部位采用橢圓封頭堵板,不僅重量輕,而且承壓強度高,有利于各腔室的分隔和密封,能夠有效減少封頭變形對密封面的影響,保證密封的效果。


實現低壓導流環焊接工藝突破


低壓導流環是為低壓缸的蒸汽進行導流排汽而設計,其氣道面應具有一定的耐腐蝕性,故需堆焊不銹鋼層。團隊成員通過大量的數據驗證和分析調研,果斷放棄人工焊接方式,獨立開發出新的自動焊設備及工藝邏輯。


這是首次在這類尺寸大、外形復雜且單件生產的部件上運用自動焊模式,產品特性引起的自動焊實施難度高、焊槍移動難度大、施焊過程中易變形等問題如同攔路虎般出現在焊接人員面前。面對困難,東方汽輪機焊接攻關團隊運用創新工藝的TRIZ方式突破技術屏障,針對性地規劃多個自主工藝方案。最終,低壓導流環的焊接工作成功完成大大提高了焊縫質量。


低壓導流環焊接工藝的突破,打破了核電汽輪機在異型面進行大金屬量熔敷時,僅采用人工堆焊的局面,并成功應用于臺山、紅沿河、福清、寧德等多個核電項目,良好的產品質量得到了業主的高度贊許和認可,并為今后同類型零部件制造引入自動堆焊技術奠定了堅實基礎。


在大型核電機組凝汽器的水壓試驗方面取得新突破


臺山凝汽器是大型核電機組中尺寸和重量大、結構復雜、技術要求高的輔機設備,其水壓試驗周期長達30小時,壓力高達7.5巴,對工藝提出了極高的要求。


為確保水壓試驗一次成功,東方汽輪機高級工程師陳達平帶領技術員精心研究,專門制定了臺山水壓試驗操作規范及流程,用于指導水壓試驗。凝汽器水室為懸空結構,當凝汽器灌滿水時總重達220噸,為防止水壓試驗時產生變形,他們設計了專用的支撐工裝,并布置了多個百分表在凝汽器的不同位置,以便隨時監測。當凝汽器進入試驗現場后,專業技術人員更是全天候值守和監督,不間斷跟蹤試驗進程。


2011年7月8日,臺山凝汽器水壓試驗在東方汽輪機一次成功,為后續第三代核電產品提供了寶貴的經驗和技術支撐。


心系臺山 戰勝自我


前往臺山核電項目現場服務的經歷讓東方汽輪機青年設計人員蘭述記憶猶新。第一次單獨前往電站讓蘭述滿心忐忑,但當他近距離接觸臺山后,自豪感油然而生。但接下來業主和安裝公司的尖銳問題把蘭述考住了,盡管他把技術文件看了一遍又一遍,但突然面對眾多問題,依然讓蘭述緊張得磕磕巴巴。現場解決技術問題也是珍貴的快速學習的經歷。幾天下來,蘭述幾乎爬遍了所有的汽輪機廠房管道和設備,理順了雙方有爭議的可拆卸保溫用量,達成了統一的可拆卸保溫計算用量,和業主的交流也變得更加從容和自信了。現在回想起來,他依然清晰地記得出差中的點點滴滴,也深深地被業主一絲不茍的精神感動,從那時起,核電“四個凡事”成為了蘭述的工作準則。



不舍晝夜 實現對用戶的莊嚴承諾


2017年春節節前,當東方汽輪機的項目管理人員在臺山核電站進行現場調試時,突然發現旁路擴散系統管道漏水,經檢查后確認為焊縫處漏水,項目服務團隊立即與設計、工藝相關人員召開專題討論會,用最短的時間制定了最有效的現場修復方案。


為了確保電站在春節前能按期實施熱試,最簡便有效的方案就是進行現場修復。根據工作量估算,修復工作需要兩個班組、至少10名工人兩班倒輪流施工。東方汽輪機現場服務代表吳顯虎沒有絲毫猶豫:“干!立馬開始干!絕不能耽誤了熱試時間。”


于是,吳顯虎和負責質檢的曹峰、負責設計的陳林以及一線職工帶隊人唐仕軍迅速進行了分工安排,于2016年12月22日開始進行現場修復。他們嚴格按照制定的方案,將管道上一道道的焊縫刨開、再填充,細致的工序、緊張的工期給施工人員帶來了嚴酷的考驗。10名工人實行兩班倒機制,每天從早上開始工作,直到次日凌晨才收工,終于在2017年1月15日完成現場修復,1月16日,檢驗顯示,所有焊縫合格!經過項目團隊的共同努力,終于按時完成現場工作,實現了對業主的莊嚴承諾。


在大家的共同努力下,經過一年多的縝密調試,臺山核電1號機組終于在2018年6月15日具備了正式沖轉條件。為保證現場沖轉的順利實現,股份公司核電事業部和東方汽輪機帶隊,由產品研發、項目管理、東方自控各系統專家組成了強大團隊,于6月12日來到現場,就沖轉相關事宜與業主進行交流,梳理項目風險點。


在反復檢驗和充分的前期準備的基礎上,2018年6月15日,臺山1號機組如期沖轉,機組各系統運轉正常,沖轉成功。


無論是戰勝工作中的難題,還是對自我的挑戰,這樣的故事還有很多。也正是有了這些考驗和經歷,才有了東方汽輪機敢挑重擔、能打硬仗的鐵血研發隊伍;正是有了在科技創新道路上的不懈堅持,才有了國內核電市場占有率穩居第一的傲人業績。


在后續工作中,臺山核電汽輪機的工作人員一如既往地奮斗在工地現場,他們為臺山1號核電機組的后續進展持續提供支持和服務。


2018年10月,臺山1號核電機組滿功率運行;12月13日,機組具備商業運行條件。


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