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核电站汽水分离再热器（MSR）的国产化

历史进入了21世纪，人类采用安全、经济、清洁的能源已成为大势所趋。适度发展核电，是我国政府的能源发展战略。目前国内已经运行和在建的核电机组已达11台，我国的核电正在向着国产化方向迈进。

1 哈锅核电开发历程回顾

哈尔滨锅炉厂有限公司（哈锅）承制核设备，已有几十年的历史。

60年代，清华大学"114"核反应堆工程中的压力壳、稳压器，中国第一套提炼重水装置IA、IB增湿塔等7台设备以及提炼重水用的不锈钢管道，"820"容器，中国第一台核潜艇用汽水分离只见几艘巨型散货船停靠在岸边器等都是由哈锅制造。

80年代，哈锅又与清华大学核能院共同研制了5 MW核低温供热堆中的压力壳、安全壳、主换热器、屏蔽筒、堆内构件等。

90年代，哈锅与清华大学再度联手合作，完成了200 MW低温供热堆压力壳、安全壳等主设备的施工图设计、工程标准修订；90年代后期，又成功地为秦山二期核电站提供600 MW辅助给水系统除氧器。面对中国的核电事业，哈锅对于继续承制核设备早已拟定了目标，哈锅抓住了国外几家大核电公司在中国频繁活动、并多次来哈锅调研及洽谈之机，及时地把自己推向了竞争的舞台。哈锅为了承制核产品，曾在软件、硬件方面做了多手准备。

近年来，哈锅以5 MW核低温供热堆为起步，先后取得压水堆核电厂承压设备、200 MW低温核供热堆核承压设备等的制造许可证，并邀请国内外20多位专家对内搞核电技术及质保培训。同时，与国外核电公司进行技术交流，逐步完善了核电质保体系，培养储备了一大批熟悉并能运用法规及标准的专业技术人才。经过"七五"、"八五"技术改造，哈锅已基本具备了生产百万千瓦级核电主设备的能力。正是有了这些雄厚的实力，使哈锅面对核产品生产胸有成竹。在获准有关方面的资格评定之后，毅然承揽了广东岭澳核电站百万千万级汽水分离再热器（MSR）的制造任务。

2丰田中研开始跨领域在磁性体、电池、触媒等方面积累数据 MSR产品的特点

1000 MW级核电汽通过20多年的发展建设水分离再热器是广东岭澳核电站一冷却液项大型设备。岭澳核电站的常规岛部分由GEC-阿尔斯通（ALSTOM）公司总承包，哈锅制造其中的4台MSR设备，这是核电站二回路"四器一冷"中最关键的一台组合式大型容器，并列入"九五"国家重点科研课题。

在压水堆核电站中，蒸汽发生器产生的蒸汽是饱和蒸汽，进入汽轮机高压缸做功后，如果不采取措施，低压缸末级的排汽湿度将达到24%左右，这将严重影响汽轮机的安全运行，是绝对不允许的。因此核电机组在高压缸与低压缸之间都设置了汽水分离再热器，以便减少对低压汽缸叶片的大面积腐蚀，同时增加低压汽缸的出力。

岭澳核电站电功率为1000 MW等级，核电汽轮机配置两台卧式半容量（50%）的MSR，分别布置在汽轮机运转的两侧，称为A型、B型。岭澳核电站为两套机组，共配置4台MSR。

MSR是一内部结构复杂的大型复合卧式容器，采用一体化结构。主要由外壳、防腐壳、换热器管束、分离器、支撑框架、包壳、热壳等部件组成。容器外径为5.41 m，长24.30 m，宽6.374 m，高6.5 m，重达342 t。

MSR的设计、制造是以英国的BS5500为其基础标准，以设备技术规格书为龙头，由此涉及到英国标准（BS），欧洲标准（EN）及GEC-ALSTOM的工程标准，形成了MSR繁杂的标准体系。

MSR图纸中采用BS及EN标准系列材料。其中有碳锰钢、奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢及镍-铬-铁合金等，而我公司以往所接触的金属材料均为国标及ASME标准系列的材料。

由于MSR结构复杂，适用标准及采用的材料均是全新的，因此给技术准备工作带来了较大的难度。

哈锅从1994年12月开始，就积极与法国阿尔斯通公司、岭澳业主（LANPC）进行了该项目的前期接触，随后针对MSR产品的技术特点，在厂房设备能力、工艺可行性、质量保证等诸方面进行了全方位的准备工作。双方历经长达一年左右的时间进行了技术及商务谈判，在1997年9月26日正式签订了合同，并于1998年3月17日续签了最后一台MSR两个换热器管束的合同。我公司共承担了4台MSR的主壳体及内部构件（主要部件为防腐壳、热壳、包壳、管束支撑架等），以及最后一台中的两个换热器管束的制造任务。

3 图纸和技术条件转化是MSR国产化的龙头

由于MSR的结构复杂性及标准规范的特殊性，我们从1996年8月份就开始着手消化图纸的工作。在理解ASLTOM大量图纸的基础上，特别复合材料的发展一定会影响和推动相干领域的技术进步注意21个部件的装配尺寸、连接尺寸关系，吃透设计意图。重点在于：汽水分离再热器的一体化布置；防腐壳衬里的装配结构；热壳、包壳的连接结构及对热膨账的考虑；膨胀节贯穿件的装配结构；换热器管束的纵向倾斜布置以及限流器的配置，有利于凝结水的流动。

ALSTOM的图纸没有对成型公差、尺寸公差作出明确规定，我们通过与ALSTOM公司进行探讨，最后达成共识，执行ISO标准。我们在结构分析的基础上，打破了原封闭的尺寸链。

ALSTOM的技术要求分为三个层次：BS5500、ALSTOM工程标准、LANPC的补充规定。经过分析取舍，融会贯通，最终落实到图纸中。经过图纸的转化，解决了视图关系、淋浴房编号制度、技术要求和必要的因工艺需要结构上的变动，达到真实地反映产品结构，并将有关的制造、检验、验收的技术条件反映到厂化图纸中，以便在工艺、检查、试验、质量计划中予以贯彻，从而满足产品性能的要求。

MSR所应用的技术标准有三个层次。第一个层次以英国的BS5500《非受火熔焊压力容器规范》作为基础标准，并以《汽水分离再热器设备规格书》为龙头，由此涉及到第二层次的阿尔斯通公司工程标准，英国标准（BS）、欧洲标准（EN）、国际标准（ISO），并由此牵扯出更为具体、数量更多的第三层次BS、EN、ISO等辅助标准。

EN标准是一个完全独立的标准体系，其标准的组成、标准的编排结构、标准的内容与ASME标准有很大的不同。对于我们来说是一个全新的技术标准体系，该标准体系既涉及到各成员国的标准，又涉及到一些国际标准。EN标准所包含的技术标准比较庞大繁杂，而对于每一单独的技术规范，内容又比较抽象，对有些条文其涵义不太容易理解。因此，要真正应用学好EN标准，除了对每一条文要充分理解外，还必须注意各个标准之间的联系，找出标准之间的规律性。

通过转化，我们共编译了经ALSTOM批准用于指导MSR的工艺、检查、验收方面的技术文件180个。MSR共21个部件，已对其中19个部件实现了厂化设计，共完成8500多张A4的中英文对照图纸。MSR所涉及的技术条件总共为156份，按文件控制程序，标准部门按专业分类，等效采用或按合同规定的最新有铜编织线效版本进行厂化、并等效转化为在本公司内执行的企业标准。我们共转化了78份通用的技术条件。

4 切实可行的工艺试验和研究是MSR国产化的基础

在充分利用我公司多年来生产与MSR相近产品的经验、发掘现有设备的潜力、完成必要技术改造的同时，认真做好投产前的工艺试验和技术难关的攻关是MSR国产化的物质基础。

我们先后完成了14项工艺技术难点研究和工艺技术攻关，其中包括：17000 mm超长钢板，高精度U+V坡口的加工攻关；利用现有几台设备完成了超长板焊接坡口的加工；φ5.4 m大直径薄壁封头焊接U+V型坡口机械加工工艺；以主壳体材料为代表，实现焊接材料国产化及其工艺评定；主壳体和内件制造工艺难点攻关等。

经过这些工艺技术研究和攻关，使我们较好地掌握了1000 MW级MSR制造的重要工艺过程。

5 核质保体系的有效运转是MSR国产化的保证

为保证质保体系的有效运作，我们从教育抓起。MSR合同签订后，在全厂范围进行了核质量、核安全的教育，使核安全文化渗透到所有产品领域。结合重点工序选送工程技术人员和优秀的生产骨干出国培训，请中国核工业无损检测中心对哈锅无损检测人员进行了培训和考核。经过资格鉴定、理论考核和实际考试，有45人取得了核电II级资格证书。

MSR的焊接技能评定是根据欧洲标准EN的规定进行的。采用欧洲标准评定焊工资格在我公司还是首次。公司拨专项费用对61名焊工/焊接操作工189项进行焊接技能培训和焊接技能评定，全部通过了EN的焊接技能要求，同时焊接资格得到ALSTOM和第三方的确认，为公司生产MSR产品培养了一批符合欧洲标准要求的优秀焊工。

为确保工程质量，针对MSR产品成立了由全面质量管理办公室等组成的"首控组"，对首件工序质量实行严格控制。质量计划中的停留点、见证点及时通知业主和第三方进行联合检查，并在检验报告上签字认可。一旦发现不符合产品，及时开出不符合项报告（NCR）连同处理意见、整改措施报ALSTOM，并在实物上贴标签加以隔离。由于认真贯彻质保体系，加强质量管理，2号机部件的生产中比1号机NCR减少了70%。

6 MSR国产化进程中需要注意的问题

（1）关于厂化设计问题，岭澳业主曾提出过质疑，谁来负这个？尽管在合同中设计由阿尔斯通负责，但实际投产的是哈锅转化后的图纸及技术条件，阿尔斯通应该复查厂化图纸，但这项工作始终没有进行，实质上是哈锅在负此。这就提醒我们在今后的涉外工程谈判中应加以明确，或者对来图提出有关要求。

尽管如此，对于首台研制的大型核电项目，厂化设计是非常必要的，并适合于目前国内企业生产状况。图纸及技术条件的厂化，只是为研制首台百万千瓦级的MSR提供最基本的技术文件，以便工艺、检查、质保等部门更好地开展工作，体现设计为龙头的作用。实践证明，厂化设计推动了MSR的研制工作，并满足了生产进度的要求。

在实现设备制造国产化对外合作时，应力争索取更多的设计资料。在技术洽谈中我们一谈到有关设备的机械强度计算及性能计算问题，阿尔斯通公司避而不答，声称超出了与哈锅合同的范围。但我们深知，厂化设计与掌握真正的MSR设计还有相当大的差距。我们希望通过依托工程，国家统一管理引进技术，使得国内有关设计院及厂家达到技术共享，以便更好地实现设计的自主化。

核设备的结构强度设计与制造是不可分割的。纵观ASME、RCC-M等国外规范体系，核设备的单元设计与制造是不可分割的，而我国目前是设计院包揽了系统及单元设备的设计。这势必给管理、接口、工艺可行性、制造中的生产服务带来一系列的问题。

现在国内主要厂家已取得了ASME U、U2，有的正在筹备取得N证，已具有压力容器的结构强度分析设计能力，而工厂所持有的均为制造许可证。如何理顺这种关系，建议厂家与设计院联合设计；或者都承担设计，互为验证，这也是核电质保所要求的。这将对调动厂家的积极性、尽快掌握核电技术、提高核电设备国产化率以及与国外先进技术接轨会产生积极的影响。

（2）关于国产化制造范围。我们认为必须在现有装备能力、制造技术水平基本具备的情况下，积极力争扩大国产化范围，使国产化的设备技术含量有所提高。在MSR的最后一台上，我们积极与业主配合，争取到了两台换热器管束的制造，使制造国产化率达到95%以上。

MSR所用材料全部是法国来料加工，在下个项目上，应努力扩大设备原材料国产化范围。因常规岛容器及换热器类设备，国外一般也是采用常规的压力容器设计制造规范（如MSR为BS5500），因此主体材料尽可能用国内的材料替代，如16MnR、20g等，可以省去进口环节，并方便国内焊材的匹配。

根据国家适度发展核电的方针，近期不可能大力发展核电。只为研制核电设备，需要上大的技改技措项目，必须慎重考虑。应由国家统一协调，充分发挥各地区现有的优势，共同推进核电设备制造国产化进程。

（3）关于项目管理。项目管理处负责生产准备、计划编制，并检查计划完成情况。针对核电产品的特殊性，公司专门成立了核电办。这是我公司核电项目技术引进消化的大本营，是核电信息的处理中心，是"技术+管理"的单位。全面负责公司核电项目的内、外接口工作，对外代表公司，对内转递函电，落实执行情况，建立工作档案，做到有据可查。并从技术角度辅以项目管理，这样恰当的结合，对于国产化的首次实践是非常必要的。编制并实行MSR项目的内外接口程序，对提高管理水平，并与国际标准接轨均起到积极的推动作用。

为了组织生产和解决各类技术问题，应实施周例会制度。每次会先落实上次会议确定的决议，对决议进行考核；同时，对本周生产中遇到的各类技术、质量问题进行布置。

哈锅同ALSTOM公司、业主方、第三方每月定期召开一次进度协调会，在会上各方就生产进度、质量问题及其他亟待解决的问题进行讨论和研究，使MSR的每一阶段生产都能按计划有条不紊地进行。

（4）关于核电设备国产化的分包价格。在分包产品价格谈判中，外商惯用手法是利用中国厂商相互压价，从而达到其低价采购之目的，因而存在着普遍偏低的问题。希望有关部门研工业设备究并解决这一问题，以便使分包产品价格能维持在一个较为合理的水平上。

（5）关于核安全文化。我们深深体会到，经过MSR研制，核安全文化的渗透、影响、扩大乃至形成，到最后扎根于我们从事核电员工的脑海中是最重要的。由于大型核电项目在我公司尚属首次，并且技术含量很高、质量管理水平要求严格，一切活动必须按图纸、标准、规范、计划、规程、细则等文件执行；做到凡事有人负责、有法可依、有章可循、有据可查，并严格记录。每个人都建立核质量的自觉性，增强核安全意识，一切工作的质量都与核安全密切相关，树立了"核安全第一"的思想，核安全意识深入人心。

我公司近10多年来，积极开发核电、核供热以及其它核试验堆设备。特别是在4年多MSR国产化过程中，从ALSTOM公司和业主方在技术和管理上学习到许多先进的经验，建立了一套完善的适合核电设备研制的组织机构，从技术、生产、管理、质量保证和质量控制水平都上了一个新台阶，培养出一支具有较高素质的核电人才队伍，为进一步承制核电产品打下了良好的基础。

尽管我们已做了一些工作，但涉足的只是大核电的常规岛产品，我们还刚刚起步，经验不足。我们希望认真学习和借鉴兄弟厂的核电国产化成功经验，促进我们的工作，联合起来共同为我国核电发展做出贡献。哈锅今后的核电开发思路：走"从外向内，以民养核，从小到大，跨越发展"--即近期制造核岛主系统外围（包括低温核供热堆等）设备、常规岛设备及民用的类似设备，最后争取制造核岛主设备之目的。(end)