8月21日，中廣核“華龍一號”三澳核電項目1號機組三臺蒸汽發(fā)生器順利引入核島。

此次運送的“華龍一號”HL-T67型蒸汽發(fā)生器由哈電集團(tuán)（秦皇島）重型裝備有限公司（以下簡稱“哈電重裝”）研發(fā)制造，是我國具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的蒸汽發(fā)生器。單臺設(shè)備總長約21米、重約390噸，最大直徑約4.6米。與傳統(tǒng)的蒸汽發(fā)生器相比，“華龍一號”蒸汽發(fā)生器的設(shè)計壽命從40年提升至60年，也被稱作制造難度最大的關(guān)鍵核島設(shè)備之一。

哈電重裝企業(yè)外景。

“為了便于理解，你可以把它看成一臺熱交換器。當(dāng)然，它的技術(shù)水平和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度都要遠(yuǎn)高于我們?nèi)粘Ｒ姷降臒峤粨Q器。”哈電重裝技術(shù)部主任王立輝告訴記者，蒸汽發(fā)生器是壓水堆核電廠反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的核心設(shè)備之一，它的作用是將堆芯產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)換為300多度的蒸汽，推動汽輪發(fā)電機組產(chǎn)生電能，在運行過程中承擔(dān)著產(chǎn)汽、放射性包容、導(dǎo)出堆芯余熱的重要功能，被稱為“核電之肺”。

2007年以前，我國并沒有自己的蒸汽發(fā)生器設(shè)備，大型核電站蒸汽發(fā)生器的設(shè)計技術(shù)掌握在美國、法國等少數(shù)幾家設(shè)計公司手中，國內(nèi)大中型核電站的蒸汽發(fā)生器都是國外公司負(fù)責(zé)設(shè)計，不但價格昂貴，而且技術(shù)轉(zhuǎn)讓條款也十分苛刻，大大影響了我國核電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

哈電重裝制造的被稱為“核電之肺”的蒸汽發(fā)生器。

為了突破“卡脖子”關(guān)鍵技術(shù)，哈電重裝通過自主創(chuàng)新，先后完成了管板一次側(cè)堆焊、管板深孔加工、內(nèi)套筒安裝、傳熱管焊接、脹接、渦流等一系列重點制造工作，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時也提升了產(chǎn)品主線生產(chǎn)制造進(jìn)度，實現(xiàn)了批量化生產(chǎn)“華龍一號”蒸汽發(fā)生器的重大突破。

“沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗可參考，每一項關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)都是摸著石頭過河?！蓖趿⑤x說。

正在吊裝運輸?shù)恼羝l(fā)生器。

在蒸汽發(fā)生器內(nèi)部，有一塊管板和6000多根鎳基合金倒U型傳熱管，這也是蒸汽發(fā)生器里最核心的部分，滾燙的冷卻劑經(jīng)過這6000多根傳熱管，與管外的水交換熱量，產(chǎn)生水蒸氣。

這6000多根傳熱管長度各不相同，要穿過60厘米的深孔，固定在管板上，而深孔位置允許的誤差不超過0.1毫米。每塊管板上，這樣的深孔，有12000多個。

技術(shù)人員正在進(jìn)行管板穿管操作。

“管板管孔的尺寸、形位公差和表面質(zhì)量要求非常嚴(yán)格，直接影響了管子支承板安裝、U型管穿管、換熱管焊接和脹接、氦檢漏等制造和檢驗工序，甚至影響管板的強度，因此保證管板深孔的加工質(zhì)量至關(guān)重要。”王立輝說，為了達(dá)到管板深孔加工的精度要求，技術(shù)人員針對不同材質(zhì)、不同厚度的管板，完成了6000余組孔的試驗，對刀具角度、材質(zhì)進(jìn)行了多次試驗，對影響精度的參數(shù)進(jìn)行對比分析，對專用工具進(jìn)行了一系列設(shè)計與調(diào)整，對深孔加工設(shè)備反復(fù)進(jìn)行精度、定位和重復(fù)定位精度的優(yōu)化。

此外，針對管板材質(zhì)、管板鍛件組織不均勻性和不同管孔技術(shù)要求，他們研究得出了鉆頭刀片的材質(zhì)、涂層、尺寸等影響深孔加工的關(guān)鍵因素。哈電重裝通過自主設(shè)計制造的管板組件裝卡工裝系統(tǒng)確保了鉆孔過程中管板組件不出現(xiàn)偏移，進(jìn)而保證了深孔位置達(dá)到精度要求。

技術(shù)人員操控深鉆孔設(shè)備。

高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器內(nèi)部零件超過一萬個，這背后，是一個又一個需要克服的技術(shù)難關(guān)。面對這個設(shè)計新、材料新、工藝新的全新核電裝備，從構(gòu)想到落地，技術(shù)團(tuán)隊整整努力了十年。他們攻克了30余項關(guān)鍵工藝技術(shù)，其中高精密換熱管對接焊接工藝、鎳基合金環(huán)縫內(nèi)孔全位置自動TIG焊接工藝、鎳基合金焊接材料和焊接接頭高溫持久試驗和低合金材料管子管板仰焊工藝等18項重大工藝技術(shù)均為國內(nèi)首創(chuàng)，達(dá)到國際先進(jìn)水平。

如今，哈電重裝與清華大學(xué)、燕山大學(xué)等建立了產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合的創(chuàng)新聯(lián)合體，先后承擔(dān)國家科技重大專項4項、河北省科技計劃項目2項?！叭A龍一號”蒸汽發(fā)生器、高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器填補國內(nèi)、國際多個空白領(lǐng)域。

哈電重裝核島廠房。

去年，哈電重裝被評為河北省科技領(lǐng)軍企業(yè)，今年，企業(yè)入選河北省院士合作重點單位名單。創(chuàng)新路上，良好的政策助推企業(yè)攻堅克難，2022年，哈電重裝享受研發(fā)費用加計扣除及各項稅費優(yōu)惠2281萬元，有力支持了企業(yè)開展技術(shù)攻關(guān)。同年，企業(yè)研發(fā)投入2977萬元，同比增長55%。

堅持創(chuàng)新帶來發(fā)展硬實力。在我國核電產(chǎn)業(yè)起步較晚的情況下，哈電重裝憑借自主研發(fā)，實現(xiàn)從無到有、后來居上。

巨大的蒸汽發(fā)生器從哈電重裝的碼頭被運往各地。

“中國出口的核電蒸汽發(fā)生器絕大多數(shù)都是哈電重裝制造，我們具備制造所有型號蒸汽發(fā)生器的能力，引領(lǐng)核電行業(yè)發(fā)展?！蓖趿⑤x告訴記者，作為核電裝備制造業(yè)領(lǐng)跑者，哈電重裝擁有每年4臺套1000MW等級核島主設(shè)備的生產(chǎn)能力，以蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器等為主導(dǎo)的產(chǎn)品已應(yīng)用于我國山東、浙江、福建等省份，蒸汽發(fā)生器國內(nèi)平均市場占有率為44.72%，位居第一。

（來源：河北省科學(xué)技術(shù)廳門戶網(wǎng)站）