日前,国家电投集团山东核电在接受《中国电力报》采访时表示,海阳核电1、2号机组已具备100%备件国产化能力。这标志着我国三代核电AP1000自主化依托项目在关键设备与材料领域实现全面突破,核能产业高质量发展再添“硬支撑”。
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从2018年首台机组投入商运,到2025年全面掌握关键零部件国产化能力,山东核电用八年时间,走完从技术引进到自主创新的关键历程,并不断推动这一国家电投主导的全球最大热电联产核能基地不断创新升级。
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技术突破+产业协同,全面实现自主替代
主泵变频器,是三代非能动核电机组的“心脏”级设备。过去,该设备长期依赖进口,一旦发生故障,极易引发非计划停堆,对核安全与电站经济运行构成严峻挑战。据统计,在国内已投运的三代非能动机组中,因变频器导致的非计划停堆一度占比超过60%。
面对技术封锁与供货风险,山东核电联合国内科研单位与制造企业,启动主泵变频器国产化攻关。项目团队采取“三步走”策略:先增设备用国产变频器,再实现首台长期满载运行替代,最终完成全部设备替换。历经一年半科研攻坚,团队完成从设计、样机到耐久测试的全流程开发,并通过120小时不间断试验,创下行业测试周期最短纪录。
2023年至2025年间,海阳核电陆续完成四台主泵变频器的国产化替换。截至目前,国产变频器已成功避免4次非计划停堆,经鉴定,其技术性能达到国际先进水平。这一突破不仅填补了行业空白,也为国内12台同类机组提供了可复制的技术方案。
在推进国产化过程中,山东核电充分发挥“链长”作用,联合“国和一号”产业链联盟成员单位,推动形成“产学研用”一体化协作机制。
八年来,山东核电累计召开60次评审与鉴定会,推动超过100项备件国产化项目落地。从核岛主设备密封垫片、油系统滤芯,到消防水带水枪、主汽调节联合阀,多数国产化备件的技术指标达到或超过进口产品水平,形成“单点突破—系统验证—规模应用”的良性发展路径。
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“暖核一号”供暖成功扩容
与此同时,海阳核电作为全球最大热电联产核能基地,由国家电投主导的国家“十四五”规划重点项目——“暖核一号”日前也正式实现供暖升级。随着“暖核一号”(荣成)核能供热项目正式向荣成市区供热,荣成成为继海阳、乳山之后,山东省第三个感受到“暖核一号”温暖的城市。
“暖核一号”(荣成)核能供热项目于2021年12月15日开工,采用国内成熟的抽汽供热技术,创新应用“双机串联大温差”供热技术,既可以通过两台机组串联依次加热热网循环水,大幅提升供热能力,也可以单台机组独立供热,根据需求灵活调整供热能力,提升供热的可靠性。
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核能供热既是核能创新工程,也是幸福民生工程。“暖核一号”(荣成)以清洁高效的供暖方式改善民生、造福地方,具有居民用暖价格不增加、政府财政负担不增长、热力公司利益不受损、生态环保效益巨大等效果,有效实现了多方共赢。
荣成项目投运后,预计每年可节约12万吨标煤,减排二氧化碳36万吨、氮氧化物2066吨、二氧化硫2173吨、烟尘1258吨,对于改善区域供暖季大气环境和海洋生态环境效果明显。
核能供热清洁高效、安全可靠。“暖核一号”(荣成)的主要原理是从核电机组二回路抽取蒸汽作为热源(此热源没有放射性),通过厂内换热首站进行汽-水热交换后,被加热的水向地方热力公司——荣成市天颐热电有限公司、荣成市热电厂有限公司提供热源,再由换热站进行水-水热交换后,经热力管网系统向用户供热。整个过程中,只有热量的传递,没有水的交换,确保核能供热安全可靠。
“暖核一号”是国家电投集团首创的核能供热商用模式, 自2019年首次投运以来,已安全稳定运行了六个供暖季,累计输送热量1432万吉焦,节约原煤约129万吨,有效减排236万吨二氧化碳、1.5万吨二氧化硫和1.4万吨氮氧化物,相当于1340万棵树一年的清洁效益。
随着“暖核一号”的持续推进,国家电投集团山东核电先后攻克了大型压水堆核能供热工况下堆机控制精准等5大技术难题,研发出核能热电联产模拟机等6种核心装备和算法,取得知识产权近百件。2024年,在国内首次研发应用了具备供热调节能力的汽轮机再热调节阀,按照30W/㎡测算,每台机组可为3000万平方米建筑供热,约可满足5个县级市的供热需求,为我国开展大规模核能供热的推广填补了关键设备空白,奠定了坚实基础。
当前,海阳核电已成为世界最大的热电联产核能基地,“暖核一号”已为烟台海阳、威海乳山、威海荣成供热,为山东省“煤炭消费减量替代”提供助力。随着后续机组的建成投运,并结合周边地区取暖需求,“暖核一号”2026年有望为青岛地区清洁供暖,远期供热能力预计可达到2亿平方米。
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