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台山核电故事_一起走过“汽轮机”攻坚路

2018年12月13日,东方电气参与研制的全球首台、世界上单机容量最大的EPR三代核电机组台山1号核电机组, 成功完成168小时满功率连续运行考验,具备商业运行条件,验证了东方电气供货设备的质量稳定、性能可靠,也成为东方电气创新驱动、走向世界的又一靓丽名片。


台山核电机组成功的背后凝聚着每一个东方电气人的心血,也有着许多不为人知的故事。



汽缸水压试验背后的挑战


2011年12月27日下午,在台山核电业主代表及监造人员的见证下,台山核电站1号汽轮机高中压外缸在历时76分钟经过32个升压阶段后,汽缸各腔室压力稳定地停留在了设计要求的试验数值并成功稳压10分钟,标志着我国首台世界上单机容量最大的1750兆瓦核电汽轮机缸体成功通过水压试验检验。


成功的背后,是一个团队的历时近两年谱写的奋斗者的歌。


“汽缸为单层缸结构,使用全新的不锈钢材质,整个高中压外缸外型尺寸庞大,总重接近300吨呢。”2010年初,看着图纸上汽缸外形尺寸、重量及一项项技术要求,高中压外缸技术准备的课题组意识到,这着实是一项艰巨的任务。


汽缸前部的材质为不锈钢整体铸件,这种材质在东方电气的汽轮机汽缸中是首次使用,东方汽轮机当时使用的刀具、刀片类型能否满足汽缸加工质量要求都需要验证。为此,东方汽轮机技术人员专门进行了多个汽缸主要加工用刀具的选型及切削参数的固化。


试验中难度最大的是不锈钢深孔钻削,在前期的试验过程中,若按常规方法进行加工则很容易出现崩刃,不仅影响孔壁质量,对刀具的损耗也很高。通过理论计算和先进的数值模拟分析,课题组找到了解决刀具磨损、崩刃等技术问题的措施,并立即着手进行技术革新和改进,经过反复验证,最终攻克该技术问题。


汽缸水压试验专用工装设计和堵板安装也是台山核电汽缸水压试验的一大难点。课题组创新性地在汽缸内腔分区部位采用椭圆封头堵板,不仅重量轻,而且承压强度高,有利于各腔室的分隔和密封,能够有效减少封头变形对密封面的影响,保证密封的效果。


实现低压导流环焊接工艺突破


低压导流环是为低压缸的蒸汽进行导流排汽而设计,其气道面应具有一定的耐腐蚀性,故需堆焊不锈钢层。团队成员通过大量的数据验证和分析调研,果断放弃人工焊接方式,独立开发出新的自动焊设备及工艺逻辑。


这是首次在这类尺寸大、外形复杂且单件生产的部件上运用自动焊模式,产品特性引起的自动焊实施难度高、焊枪移动难度大、施焊过程中易变形等问题如同拦路虎般出现在焊接人员面前。面对困难,东方汽轮机焊接攻关团队运用创新工艺的TRIZ方式突破技术屏障,针对性地规划多个自主工艺方案。最终,低压导流环的焊接工作成功完成大大提高了焊缝质量。


低压导流环焊接工艺的突破,打破了核电汽轮机在异型面进行大金属量熔敷时,仅采用人工堆焊的局面,并成功应用于台山、红沿河、福清、宁德等多个核电项目,良好的产品质量得到了业主的高度赞许和认可,并为今后同类型零部件制造引入自动堆焊技术奠定了坚实基础。


在大型核电机组凝汽器的水压试验方面取得新突破


台山凝汽器是大型核电机组中尺寸和重量大、结构复杂、技术要求高的辅机设备,其水压试验周期长达30小时,压力高达7.5巴,对工艺提出了极高的要求。


为确保水压试验一次成功,东方汽轮机高级工程师陈达平带领技术员精心研究,专门制定了台山水压试验操作规范及流程,用于指导水压试验。凝汽器水室为悬空结构,当凝汽器灌满水时总重达220吨,为防止水压试验时产生变形,他们设计了专用的支撑工装,并布置了多个百分表在凝汽器的不同位置,以便随时监测。当凝汽器进入试验现场后,专业技术人员更是全天候值守和监督,不间断跟踪试验进程。


2011年7月8日,台山凝汽器水压试验在东方汽轮机一次成功,为后续第三代核电产品提供了宝贵的经验和技术支撑。


心系台山 战胜自我


前往台山核电项目现场服务的经历让东方汽轮机青年设计人员兰述记忆犹新。第一次单独前往电站让兰述满心忐忑,但当他近距离接触台山后,自豪感油然而生。但接下来业主和安装公司的尖锐问题把兰述考住了,尽管他把技术文件看了一遍又一遍,但突然面对众多问题,依然让兰述紧张得磕磕巴巴。现场解决技术问题也是珍贵的快速学习的经历。几天下来,兰述几乎爬遍了所有的汽轮机厂房管道和设备,理顺了双方有争议的可拆卸保温用量,达成了统一的可拆卸保温计算用量,和业主的交流也变得更加从容和自信了。现在回想起来,他依然清晰地记得出差中的点点滴滴,也深深地被业主一丝不苟的精神感动,从那时起,核电“四个凡事”成为了兰述的工作准则。



不舍昼夜 实现对用户的庄严承诺


2017年春节节前,当东方汽轮机的项目管理人员在台山核电站进行现场调试时,突然发现旁路扩散系统管道漏水,经检查后确认为焊缝处漏水,项目服务团队立即与设计、工艺相关人员召开专题讨论会,用最短的时间制定了最有效的现场修复方案。


为了确保电站在春节前能按期实施热试,最简便有效的方案就是进行现场修复。根据工作量估算,修复工作需要两个班组、至少10名工人两班倒轮流施工。东方汽轮机现场服务代表吴显虎没有丝毫犹豫:“干!立马开始干!绝不能耽误了热试时间。”


于是,吴显虎和负责质检的曹峰、负责设计的陈林以及一线职工带队人唐仕军迅速进行了分工安排,于2016年12月22日开始进行现场修复。他们严格按照制定的方案,将管道上一道道的焊缝刨开、再填充,细致的工序、紧张的工期给施工人员带来了严酷的考验。10名工人实行两班倒机制,每天从早上开始工作,直到次日凌晨才收工,终于在2017年1月15日完成现场修复,1月16日,检验显示,所有焊缝合格!经过项目团队的共同努力,终于按时完成现场工作,实现了对业主的庄严承诺。


在大家的共同努力下,经过一年多的缜密调试,台山核电1号机组终于在2018年6月15日具备了正式冲转条件。为保证现场冲转的顺利实现,股份公司核电事业部和东方汽轮机带队,由产品研发、项目管理、东方自控各系统专家组成了强大团队,于6月12日来到现场,就冲转相关事宜与业主进行交流,梳理项目风险点。


在反复检验和充分的前期准备的基础上,2018年6月15日,台山1号机组如期冲转,机组各系统运转正常,冲转成功。


无论是战胜工作中的难题,还是对自我的挑战,这样的故事还有很多。也正是有了这些考验和经历,才有了东方汽轮机敢挑重担、能打硬仗的铁血研发队伍;正是有了在科技创新道路上的不懈坚持,才有了国内核电市场占有率稳居第一的傲人业绩。


在后续工作中,台山核电汽轮机的工作人员一如既往地奋斗在工地现场,他们为台山1号核电机组的后续进展持续提供支持和服务。


2018年10月,台山1号核电机组满功率运行;12月13日,机组具备商业运行条件。


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