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核島主設備大鍛件研制獲得突破

核島主設備大鍛件研制獲突破，AP1000及高溫氣冷堆大鍛件綜合性能指標和制造技術研究成果達到國際先進水平。

圖為上重研制的高溫氣冷堆下封頭鍛件

7月15日，中國機械工業聯合會在上海主持召開由上海重型機器廠有限公司（以下簡稱“上重公司”）和上海交通大學研制的“AP1000核島主設備大鍛件”和“高溫氣冷堆核島主設備大鍛件”科技成果鑒定會議。6位中國工程院院士和5位資深專家組成的科技成果鑒定委員會通過聽取項目工作匯報、審查各項鑒定材料、實地考察了165MN自由鍛造油壓機車間、熱處理車間的設備和金工車間的實物鍛件，最終通過上述兩個項目國家科技成果鑒定。

鑒定認為，AP1000核島主設備大型鍛件綜合性能指標和制造技術研究成果達到國際先進水平，高溫氣冷堆核島主設備壓力容器和堆內構件大型鍛件均是世界首套，其綜合性能指標和制造技術研究成果也達到國際先進水平。鑒定意見建議，應進一步加強應用基礎研究，穩定工藝，提高產品合格率，為我國核電安全高效發展做出更大貢獻。

業內分析認為，AP1000核島主設備大鍛件研制突破，標志著上海在國內率先形成三代核電核心裝備成套生產能力；而高溫氣冷核電堆核電鍛件的世界首臺突破，將為我國自主設計的四代核電技術提供配套裝備。

企校聯合技術攻關

上重公司提供的資料顯示，截至2011年底，AP1000核電整套壓力容器鍛件完成研制；除水室封頭未交貨外，蒸汽發生器鍛件研制完成；整套穩壓器鍛件完成研制以及實現堆內構件用奧氏體不銹鋼大鍛件的國產化。此外，全球首套高溫氣冷堆整套壓力容器鍛件以及整套堆內構件鍛件均完成研制。

據了解，在整個研制過程中，上重公司與上海交通大學等科研院所深入開展“產—學—研”合作，與上海交通大學合作建設了“大型鑄鍛件工程技術中心”并成立了“潘建生院士工作站”，有效促進了AP1000核電和高溫氣冷堆核電核島主設備用大鍛件的研制進程，提升了特大型鍛件的整體制造水平。

而且，為支持核電大鍛件的研制工作，上重公司與上海交通大學通過產學研合作，對煉鋼、鍛造、熱處理等關鍵技術進行了深入的研究。

相關資料顯示，通過合作，我國研究和掌握了大鋼錠多包合澆工藝技術，實現了500噸級鋼錠的多包澆注；開發了大截面不銹鋼鋼錠熔鑄技術；開展了大鋼錠鍛造過程空洞型缺陷壓實的數學建模與計算機模擬；采用計算機模擬技術優化異型復雜鍛件的鍛造工藝和專用工裝；對鍛件的熱處理水冷溫度場進行計算機模擬，為優化工藝提供科學依據。

此外，鑒定委員會明確指出，上重公司研發了AP1000核島主設備大鍛件的6項關鍵制造技術，包括超大型雙真空鋼錠冶煉澆注和大型奧氏體不銹鋼電渣熔鑄技術、壓力容器一體化頂蓋鍛件碾壓成形和階梯筒體（接管段）的擴孔成形技術、蒸汽發生器橢圓形封頭環鍛件仿形鍛造和管板鍛件中心壓實鍛造技術、堆內構件大型奧氏體不銹鋼鍛件晶粒度控制和裂紋防控鍛造技術、異形復雜鍛件和特厚鍛件的熱處理技術以及大型組合式熱處理淬火裝置設計技術。

而在高溫氣冷堆核島主設備研制方面，研發了主設備大型鍛件4項關鍵制造技術；壓力容器大直徑筒體鍛造成形技術；壓力容器特大直徑7300mm封頭展板鍛造及其拉深成形技術；壓力容器大直徑厚壁筒體的熱處理技術。

基礎扎實成果顯著

上重公司在此次鑒定匯報中指出，經過3年的技術攻關，其在大鋼錠的制造，異型鍛件的成型和壓實，特厚、異型鍛件的性能熱處理技術方面獲得重要突破，成功研制出符合采購技術規范的AP1000核電和高溫氣冷堆核電大鍛件，鍛件質量水平達到甚至超過國外同期進口鍛件。

而上述成果的取得正是基于上重公司多年在核電鍛件領域打下的硬件基礎和技術基礎。

據記者了解，上重公司是我國首批研制核電站大鍛件的重機企業，上世紀80年代即開始研制了300MW壓水堆、10MW高溫氣冷堆等核電大鍛件。從2007年開始從事二代及二代改進型核電大鍛件的研制工作，完成了壓力容器、蒸汽發生器、堆內構件等整套大鍛件的研制任務，其中堆內構件大鍛件填補國內空白。至今容器類SA508 Gr.3大鍛件累計交貨100余件，堆內構件不銹鋼大鍛件累計交貨26整套。

依托二代及二代改進型核電大鍛件研制過程中所取得的經驗，上重公司經過近三年的努力，于2011年基本完成了AP1000核電和高溫氣冷堆核電核島主設備用大鍛件的研制，有代表性的如一體化頂蓋、接管段、下筒體1、大型封頭、管板、下堆芯支撐板等均取得較好的性能結果，掌握了核島主設備用大鍛件的關鍵、核心技術，形成了一批技術專利和論文，相關技術水平已達到或超過國際先進水平。

據悉，在研制過程中，上重公司申請發明專利30項，其中2項已獲授權，實用新型6項，均已獲授權。撰寫標準17份，其中國家能源行業標準12份（7份為主編），企業標準5份，同時發表科技論文14篇。