河北：领军企业 创新制胜⑧哈电重装：自主研发“核电之肺” 让大国重器顺畅“呼吸”

8月21日，中广核“华龙一号”三澳核电项目1号机组三台蒸汽发生器顺利引入核岛。

此次运送的“华龙一号”HL-T67型蒸汽发生器由哈电集团（秦皇岛）重型装备有限公司（以下简称“哈电重装”）研发制造，是我国具有完全自主知识产权的蒸汽发生器。单台设备总长约21米、重约390吨，最大直径约4.6米。与传统的蒸汽发生器相比，“华龙一号”蒸汽发生器的设计寿命从40年提升至60年，也被称作制造难度最大的关键核岛设备之一。

哈电重装企业外景。

“为了便于理解，你可以把它看成一台热交换器。当然，它的技术水平和结构复杂程度都要远高于我们日常见到的热交换器。”哈电重装技术部主任王立辉告诉记者，蒸汽发生器是压水堆核电厂反应堆冷却剂系统的核心设备之一，它的作用是将堆芯产生的热量转换为300多度的蒸汽，推动汽轮发电机组产生电能，在运行过程中承担着产汽、放射性包容、导出堆芯余热的重要功能，被称为“核电之肺”。

2007年以前，我国并没有自己的蒸汽发生器设备，大型核电站蒸汽发生器的设计技术掌握在美国、法国等少数几家设计公司手中，国内大中型核电站的蒸汽发生器都是国外公司负责设计，不但价格昂贵，而且技术转让条款也十分苛刻，大大影响了我国核电产业的发展。

哈电重装制造的被称为“核电之肺”的蒸汽发生器。

为了突破“卡脖子”关键技术，哈电重装通过自主创新，先后完成了管板一次侧堆焊、管板深孔加工、内套筒安装、传热管焊接、胀接、涡流等一系列重点制造工作，在保证产品质量的同时也提升了产品主线生产制造进度，实现了批量化生产“华龙一号”蒸汽发生器的重大突破。

“没有现成的经验可参考，每一项关键技术的研发都是摸着石头过河。”王立辉说。

正在吊装运输的蒸汽发生器。

在蒸汽发生器内部，有一块管板和6000多根镍基合金倒U型传热管，这也是蒸汽发生器里最核心的部分，滚烫的冷却剂经过这6000多根传热管，与管外的水交换热量，产生水蒸气。

这6000多根传热管长度各不相同，要穿过60厘米的深孔，固定在管板上，而深孔位置允许的误差不超过0.1毫米。每块管板上，这样的深孔，有12000多个。

技术人员正在进行管板穿管操作。

“管板管孔的尺寸、形位公差和表面质量要求非常严格，直接影响了管子支承板安装、U型管穿管、换热管焊接和胀接、氦检漏等制造和检验工序，甚至影响管板的强度，因此保证管板深孔的加工质量至关重要。”王立辉说，为了达到管板深孔加工的精度要求，技术人员针对不同材质、不同厚度的管板，完成了6000余组孔的试验，对刀具角度、材质进行了多次试验，对影响精度的参数进行对比分析，对专用工具进行了一系列设计与调整，对深孔加工设备反复进行精度、定位和重复定位精度的优化。

此外，针对管板材质、管板锻件组织不均匀性和不同管孔技术要求，他们研究得出了钻头刀片的材质、涂层、尺寸等影响深孔加工的关键因素。哈电重装通过自主设计制造的管板组件装卡工装系统确保了钻孔过程中管板组件不出现偏移，进而保证了深孔位置达到精度要求。

技术人员操控深钻孔设备。

高温气冷堆蒸汽发生器内部零件超过一万个，这背后，是一个又一个需要克服的技术难关。面对这个设计新、材料新、工艺新的全新核电装备，从构想到落地，技术团队整整努力了十年。他们攻克了30余项关键工艺技术，其中高精密换热管对接焊接工艺、镍基合金环缝内孔全位置自动TIG焊接工艺、镍基合金焊接材料和焊接接头高温持久试验和低合金材料管子管板仰焊工艺等18项重大工艺技术均为国内首创，达到国际先进水平。

如今，哈电重装与清华大学、燕山大学等建立了产、学、研结合的创新联合体，先后承担国家科技重大专项4项、河北省科技计划项目2项。“华龙一号”蒸汽发生器、高温气冷堆蒸汽发生器填补国内、国际多个空白领域。

哈电重装核岛厂房。

去年，哈电重装被评为河北省科技领军企业，今年，企业入选河北省院士合作重点单位名单。创新路上，良好的政策助推企业攻坚克难，2022年，哈电重装享受研发费用加计扣除及各项税费优惠2281万元，有力支持了企业开展技术攻关。同年，企业研发投入2977万元，同比增长55%。

坚持创新带来发展硬实力。在我国核电产业起步较晚的情况下，哈电重装凭借自主研发，实现从无到有、后来居上。

巨大的蒸汽发生器从哈电重装的码头被运往各地。

“中国出口的核电蒸汽发生器绝大多数都是哈电重装制造，我们具备制造所有型号蒸汽发生器的能力，引领核电行业发展。”王立辉告诉记者，作为核电装备制造业领跑者，哈电重装拥有每年4台套1000MW等级核岛主设备的生产能力，以蒸汽发生器、稳压器等为主导的产品已应用于我国山东、浙江、福建等省份，蒸汽发生器国内平均市场占有率为44.72%，位居第一。

（来源：河北省科学技术厅门户网站）