黑龙江
近日，在全省科技大会上，哈尔滨电气动力装备有限公司（以下简称哈电动装）的“华龙一号”反应堆冷却剂泵组研制及工程化应用项目获黑龙江省科学技术成果转化奖一等奖。据悉，该项目的成功研制实现了我国核电关键设备关键技术的长期自主可控，属国内首创，达到国际先进水平，截至目前，该项目成果进行了广泛推广应用。
工人在打磨部件毛边
反应堆冷却剂泵（通称“核主泵”）是压水堆核电站中一回路最关键的主设备，被喻为反应堆流动的“心脏”，行业素有“泵王”之称。曾经，核主泵关键技术长期被美国、德国、法国、俄罗斯等少数发达国家垄断，是制约我国核电事业发展的瓶颈，也是核电站核岛主设备自主化、国产化过程中亟需攻克的最后一座堡垒。
2013年，国家能源局组织中广核和中核集团召开自主创新三代核电技术合作会，联合开发“华龙一号”。2014年5月，哈电动装受中核集团委托开展“华龙一号”核主泵的研制，项目依托福清5号和6号机组建设“华龙一号”国内示范项目，项目累计投资7.86亿元用于“华龙一号”首堆主泵研制及试验验证。
工人在查图纸
“核主泵主要包括泵和电机两部分，我们成立了40多人的研发团队，历经5年研制攻关，在主泵上实现了7项关键技术创新，在电机上实现了5项关键技术创新。”哈电动装设计部副经理、副总设计师王泽宇介绍，当年为攻克技术难关，研发人员往往是工作到凌晨二、三点钟，到家时天都亮了。
“不断的改装、试验，也可以说是历经磨难。”王泽宇说，在最后做产品验证试验时，一次试验要200小时不间断，团队人员24小时在岗。
哈电动装设计部核泵设计室副主任、高级主任工程师刘祥松告诉记者，核主泵是核岛内唯一的旋转设备，其功能是驱动反应堆内一回路中带有放射性的冷却剂连续循环，实现堆芯与蒸汽发生器之间的热能交换。“华龙一号”核主泵采用立式、轴封式，其设计能够在事故发生之后的至少72小时内实现主泵压力边界的完整性，其研制提升了核电领域科技进步、技术创新和成果转化，该项目拥有完整自主知识产权的核电技术，已获授权发明专利41项。
刘祥松说，研发团队开发的先进型三级流体动压机械密封，每一级都可承受15.16MPa系统压力，可以互换，泄漏可控，所研制的机械密封完全经受了全厂断电SBO工况的热态考核试验，国内首次实现了工程化应用，解决了“卡脖子”关键部套的自主化。
研发团队还开展了叶轮、导叶体、环形壳体的高效匹配设计技术攻关，开发出了高效、稳定的水力模型，首次提出了气、液两相流主泵降级函数分析方法。主泵辅助系统的设计引入“能动与非能动相结合”的安全设计理念，解决了失水工况下主泵密封不受损伤难题。
2021年，全球首堆“华龙一号”福清5号机组和海外首堆巴基斯坦K2机组投入商业运行，实现了我国核电自主品牌的历史性突破，目前，“华龙”型号已迈出国门，并与阿根廷签署合作协议，标志着我国核电关键主设备已打破国外技术垄断，正式进入核电技术先进国家行列。
核主泵全流量试验台
王泽宇介绍，哈电动装研制的“华龙一号”核主泵取得了多项全国第一：我国第一个具有完全自主知识产权的三代压水堆百万核电机组，属国内首创、达到世界领先水平；国内第一个使用自主研制的三级流体动压机械密封；国内第一个民用核电主泵使用自主研制的水力模型。
目前，该项技术成果已用于福清5号和6号机组、巴基斯坦K2K3机组等共计48套机组，累计订货额56.91亿元。哈电动装核主泵国内市场份额领先，并首次实现了中国百万千瓦级先进核电技术“走出去”的目标，是中国核电走向世界的“国家名片”。
记者：薛婧；摄影：薛婧；视频：薛婧
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