核電汽輪機(jī)

上汽設(shè)計(jì)、制造了我國首臺(tái)核電汽輪機(jī)，也是我國唯一擁有核電汽輪機(jī)出口業(yè)績的制造廠。上汽共獲得22臺(tái)汽輪機(jī)合同訂單，所配堆型涵蓋CNP300、CPR1000、AP1000、ACP1000、華龍1號(hào)、高溫氣冷堆等。

1.1300MW 等級(jí)壓水堆核電汽輪機(jī)

上個(gè)世紀(jì)80年代末期，上汽設(shè)計(jì)了秦山一期項(xiàng)目飽和蒸汽壓水堆310MW 核電汽輪機(jī)，正式步入核電汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)、制造領(lǐng)域。該機(jī)型自1991年投運(yùn)以來性能優(yōu)異，安全可靠。該機(jī)型經(jīng)過不斷優(yōu)化改進(jìn)，功率從310MW 提升到340MW，其改進(jìn)機(jī)型于2000年跨出國門，成功出口巴基斯坦，裝備恰?，斠黄陧?xiàng)目，2007年簽訂第二臺(tái)出口合同，2010年簽訂第三、第四臺(tái)出口合同。該系列機(jī)型的開發(fā)和研制獲得了國家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)。

該系列機(jī)型由一個(gè)高壓缸和兩個(gè)雙流低壓缸組成，采用全轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)，在低壓缸進(jìn)口前設(shè)置汽水分離再熱器。該機(jī)型的開發(fā)借鑒了成熟的火電汽輪機(jī)中、低壓模塊，根據(jù)核電汽輪機(jī)濕蒸汽的運(yùn)行特點(diǎn)，增加了除濕鉤、堆焊耐腐蝕合金材料，采用蜂窩汽封、末葉片進(jìn)汽邊堆焊司太利合金等系列除濕、抗應(yīng)力腐蝕手段。

2.1000MW 及以上功率等級(jí)壓水堆核電汽輪機(jī)

上汽共獲得16臺(tái)1000MW 等級(jí)以上核電汽輪機(jī)訂單，其中配CPR1000堆型汽輪機(jī)8臺(tái)，配AP1000堆型汽輪機(jī)4臺(tái)，配ACP1000堆型汽輪機(jī)4臺(tái)。

（1）配CPR1000核島堆型的核電汽輪機(jī)配CPR1000堆型核電汽輪機(jī)目前已成功投運(yùn)4臺(tái)，機(jī)組各項(xiàng)性能指標(biāo)優(yōu)異，贏得了市場(chǎng)的肯定。已做性能試驗(yàn)的陽江1號(hào)機(jī)機(jī)組實(shí)測(cè)出力修正后比保證值大17MW，2號(hào)機(jī)組實(shí)測(cè)出力修正后比保證值大31MW。

該機(jī)型由一個(gè)雙流高壓缸和兩個(gè)雙流低壓缸組成，汽輪機(jī)采用半轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)，低壓缸進(jìn)口前設(shè)置汽水分流再熱器。

汽輪機(jī)采用全周進(jìn)汽，高壓第一級(jí)采用特殊的斜置靜葉技術(shù)。為了有效地降低低壓末幾級(jí)濕蒸汽對(duì)動(dòng)葉片的侵蝕，低壓末級(jí)靜葉采用空心靜葉抽吸技術(shù)、末級(jí)動(dòng)葉采用火焰淬硬或激光硬化技術(shù)等措施來避免水滴對(duì)低壓動(dòng)葉的損壞。汽輪機(jī)高壓轉(zhuǎn)子采用整鍛轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)，低壓轉(zhuǎn)子采用獨(dú)特的紅套技術(shù)，并在中間軸、輪盤等關(guān)鍵部位通過噴丸、輥壓等技術(shù)有效避免應(yīng)力腐蝕的出現(xiàn)。

（2）配AP1000和ACP1000核島堆型的核電汽輪機(jī)

2009年，上海電氣獲得桃花江項(xiàng)目4臺(tái)AP1000內(nèi)陸核電訂單，并完成了汽輪機(jī)的相關(guān)設(shè)計(jì)。2013年，上海電氣獲得巴基斯坦的K2K3項(xiàng)目2臺(tái)ACP1000核電汽輪機(jī)訂單，該項(xiàng)目也是我國首臺(tái)出口的百萬等級(jí)核電汽輪機(jī)。這兩個(gè)項(xiàng)目采用相同的高、低壓模塊，僅是通流葉片根據(jù)不同堆型的蒸汽流量分別重新設(shè)計(jì)。

該機(jī)型同樣由1個(gè)高壓缸和2個(gè)低壓缸組成，高壓和低壓模塊均為全新開發(fā)，通流葉片采用先進(jìn)的AIBT 技術(shù)設(shè)計(jì)，具有較高的通流效率。低壓模塊采用了上汽自主研發(fā)的焊接轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，使得鍛件的供應(yīng)更有保障?？紤]到低壓缸結(jié)構(gòu)尺寸比CPR1000核電汽輪機(jī)大得多，采用了低壓內(nèi)缸落地的支撐方式，保證了機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性。本機(jī)型汽輪機(jī)國產(chǎn)化率可達(dá)到98%以上。這兩個(gè)項(xiàng)目汽輪機(jī)機(jī)型均由上汽自主設(shè)計(jì)、制造。

（3）核電汽輪機(jī)模塊系列化開發(fā)

根據(jù)我國1000MW 等級(jí)核電汽輪機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，上汽開發(fā)了3個(gè)高壓缸模塊，可以滿足國內(nèi)外不同核島堆型蒸發(fā)量的需求。

卻水溫的核電汽輪機(jī)選配。上汽根據(jù)各種反應(yīng)堆容量及可能的背壓范圍，完成了“大容量核電汽輪機(jī)低壓長葉片框架規(guī)劃”研究課題。為滿足在各種不同背壓、不同容量條件下，所有機(jī)組末級(jí)葉片的通流能力配置均能處在最佳范圍的要求，上汽建立一個(gè)排汽面積按一定比例間隔配置的低壓長葉片模塊系列，對(duì)應(yīng)的末葉片單流排汽面積分別為20m2，26m2和30m2。

以上3種排汽面積長葉片可滿足現(xiàn)階段1000MW 等級(jí)以上壓水堆、各種背壓條件下機(jī)組的配置要求。不同低壓模塊組合可適用的背壓范圍在2．5～16kPa，滿足從南方到北方，從沿海到內(nèi)陸單、雙背壓的各種核電項(xiàng)目汽輪機(jī)的需求。

（4）1000MW 等級(jí)核電汽輪機(jī)長葉片開發(fā)

長葉片的開發(fā)是汽輪機(jī)開發(fā)中最核心的技術(shù)之一。為了適應(yīng)我國核電發(fā)展的需要，上汽從2006年開始啟動(dòng)了半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)長葉片系列化的開發(fā)工作，目前已形成了高度為1420mm、1710mm和1905mm的長葉片核電汽輪機(jī)長葉片系列，并正在開發(fā)超過2200mm高度的長葉片。

長葉片的開發(fā)技術(shù)體系分為總體方案設(shè)計(jì)、流場(chǎng)設(shè)計(jì)、強(qiáng)度振動(dòng)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、葉片級(jí)的精細(xì)化設(shè)計(jì)、實(shí)物葉片振動(dòng)試驗(yàn)及專題研究驗(yàn)證共6個(gè)階段。

應(yīng)用全三元CFD 流場(chǎng)計(jì)算軟件，對(duì)動(dòng)靜葉沖角特性、沿葉高反動(dòng)度特性、出口總壓分布特性、子午面通道型線流暢性和擴(kuò)張規(guī)律等方面進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，以達(dá)到最優(yōu)效率。在葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度振動(dòng)計(jì)算方面，上汽在多年工程經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合有限元計(jì)算和考核方法，在葉根輪槽、離心應(yīng)力、合成靜應(yīng)力、動(dòng)強(qiáng)度考核、圍帶/凸臺(tái)接觸力考核、振動(dòng)模態(tài)和頻率特性等關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行考核計(jì)算，保證機(jī)組的安全可靠性。

除了根據(jù)上汽長葉片設(shè)計(jì)體系進(jìn)行理論分析外，針對(duì)核電葉片的開發(fā)，還進(jìn)行了大量的試驗(yàn)驗(yàn)證工作。包括葉片的動(dòng)頻試驗(yàn)、葉根光彈試驗(yàn)、葉根拉斷試驗(yàn)、濕蒸汽試驗(yàn)等。

2012年，根據(jù)《汽輪機(jī)長葉片試驗(yàn)和驗(yàn)證規(guī)程》中對(duì)汽輪機(jī)長葉片研制過程中所需做的試驗(yàn)要求，上汽與上海成套設(shè)計(jì)研究院、西安熱工研究院合作，依托哈爾濱廣瀚新能動(dòng)力有限公司蒸汽輪機(jī)試驗(yàn)臺(tái)，對(duì)1710mm葉片進(jìn)行?；瘽裾羝囼?yàn)。試驗(yàn)采用1∶3．5等比例模型試驗(yàn)，對(duì)1710mm末葉片末三級(jí)葉片進(jìn)行動(dòng)應(yīng)力測(cè)試及氣動(dòng)試驗(yàn)研究。

（5）1000MW 等級(jí)核電汽輪機(jī)焊接轉(zhuǎn)子開發(fā)

汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子鍛件有整鍛轉(zhuǎn)子、紅套轉(zhuǎn)子和焊接轉(zhuǎn)子三種形式，針對(duì)半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)，由于結(jié)構(gòu)尺寸巨大，通常采用紅套轉(zhuǎn)子或焊接轉(zhuǎn)子，為了擺脫轉(zhuǎn)子鍛件對(duì)進(jìn)口的依賴，開發(fā)焊接轉(zhuǎn)子就顯得非常有意義。

上汽具有50多年的焊接轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)、制造運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，至今已經(jīng)成功焊接制造各類轉(zhuǎn)子467根，其中432根已經(jīng)投入商業(yè)運(yùn)行，沒有出現(xiàn)一例因焊接質(zhì)量造成的停機(jī)返修事故，贏得了良好的聲譽(yù)。

應(yīng)用于江蘇南通電廠的1000MW 等級(jí)全轉(zhuǎn)速超超臨界汽輪機(jī)的低壓焊接轉(zhuǎn)子已成功投運(yùn)，其轉(zhuǎn)子材料與核電汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子相同，但其設(shè)計(jì)應(yīng)力水平比半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子稍高。該轉(zhuǎn)子投運(yùn)至今運(yùn)行良好。

焊接轉(zhuǎn)子由若干個(gè)輪盤鍛件組成，通過特殊的焊接工藝焊接而成。由于采用了較小的輪盤鍛件，不僅鍛件質(zhì)量更有保障，而且鍛件可實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。

低壓焊接轉(zhuǎn)子各輪盤鍛件的結(jié)構(gòu)形式和焊縫的數(shù)量取決于轉(zhuǎn)子的應(yīng)力分析結(jié)果，應(yīng)用有限元自動(dòng)尋優(yōu)軟件可以獲得最優(yōu)的葉輪型線，使得轉(zhuǎn)子的應(yīng)力分布盡量均勻且都在安全范圍之內(nèi)。

由于半轉(zhuǎn)速核電低壓轉(zhuǎn)子的尺寸和質(zhì)量較常規(guī)機(jī)組大得多，因此轉(zhuǎn)子的高周疲勞就是不得不考慮的問題，針對(duì)此，上汽有兩種設(shè)計(jì)方法：一種是基于斷裂力學(xué)理論的無限壽命分析，另一種是基礎(chǔ)疲勞理論的疲勞壽命分析。前者通過計(jì)算獲得轉(zhuǎn)子表面和內(nèi)部允許的裂紋臨界尺寸，通過焊接工藝和檢測(cè)技術(shù)來保證轉(zhuǎn)子在整個(gè)壽命期內(nèi)的安全可靠；而后者則是首先通過計(jì)算轉(zhuǎn)子載荷譜，確定轉(zhuǎn)子疲勞損傷較大的位置，其次通過試驗(yàn)獲得轉(zhuǎn)子材料的S－N曲線，最后通過名義應(yīng)力法（SN法）、Miner線性損傷累積等疲勞理論，計(jì)算轉(zhuǎn)子的疲勞壽命。

焊接工藝是保證焊接轉(zhuǎn)子質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)，為了驗(yàn)證焊接質(zhì)量，上汽進(jìn)行了大量試驗(yàn)件焊接試驗(yàn)，并對(duì)不同尺寸模擬件進(jìn)行解剖測(cè)試，主要包括模擬件焊接試驗(yàn)驗(yàn)證、焊接接頭性能測(cè)試、殘余應(yīng)力測(cè)試、焊接接頭硬度測(cè)試、彎曲性能測(cè)試、金相組織分析、室溫及高溫拉伸性能測(cè)試、沖擊性能測(cè)試、疲勞裂紋擴(kuò)展速率和疲勞裂紋門檻值試驗(yàn)、斷裂韌性分析、高周疲勞分析、應(yīng)力腐蝕敏感性分析等。

上汽經(jīng)過50余年的焊接技術(shù)的開發(fā)和積累，掌握了整套的焊接轉(zhuǎn)子檢測(cè)和評(píng)估手段，不僅包含工廠加工后檢查，而且還包含轉(zhuǎn)子的在役檢查。雖然上汽已經(jīng)從設(shè)計(jì)和工藝的角度保證了轉(zhuǎn)子整個(gè)壽命期內(nèi)的安全運(yùn)行，即用戶無需在大修時(shí)對(duì)焊接做特殊檢查，但用戶有此方面的需求，上汽亦可為用戶提供全方位技術(shù)支持。

3.高溫氣冷堆核電汽輪機(jī)

上汽承接了我國首臺(tái)具有第四代反應(yīng)堆特征的高溫氣冷堆核電汽輪機(jī)的研制。不同于常規(guī)的壓水堆核電汽輪機(jī)，高溫氣冷堆汽輪機(jī)的進(jìn)汽溫度達(dá)到了常規(guī)超臨界火電汽輪機(jī)的水平，進(jìn)汽壓力則與火電超高壓汽輪機(jī)相同。

由于進(jìn)汽參數(shù)較高，進(jìn)汽容積流量相對(duì)較小，汽輪機(jī)采用全轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)。汽輪機(jī)由1個(gè)單流高壓缸和1個(gè)雙流低壓缸組成。汽輪機(jī)的分缸壓力為0．8MPa，高壓缸排汽過熱度約為30℃，因此不設(shè)置汽水分離器，同時(shí)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較，亦取消了中間再熱器，使得系統(tǒng)極大的簡化，提高了機(jī)組安全性。取消汽水分離再熱器后，低壓缸排汽濕度增加到11．26%，比常規(guī)機(jī)組略高，為了降低其對(duì)末葉片的影響，采取了特殊的末級(jí)靜葉加熱除濕系統(tǒng) 。

經(jīng)過20多年的發(fā)展，我國已基本掌握核電汽輪機(jī)設(shè)計(jì)、制造的關(guān)鍵技術(shù)，可以為核電的發(fā)展提供有力的支撐。核電汽輪機(jī)的發(fā)展取決于核島技術(shù)的進(jìn)步，因此，各制造廠有必要對(duì)未來國內(nèi)外核島技術(shù)的發(fā)展做出預(yù)判，從而實(shí)現(xiàn)提前布局。

在1000MW 等級(jí)及以上壓水堆核電技術(shù)方面，未來的趨勢(shì)是向著更高功率等級(jí)的方向發(fā)展，并逐步擯棄二代以及二代半技術(shù)，全面進(jìn)入三代堆型建設(shè)期。當(dāng)下中國百萬等級(jí)核電三代堆型市場(chǎng)主要是以AP1000、ACP1000和華龍1號(hào)堆型為主，其中對(duì)于ACP1000和華龍1號(hào)堆型，我國擁有自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，是核電走出去的主力堆型。這些堆型對(duì)應(yīng)的核電汽輪機(jī)技術(shù)已經(jīng)成熟，完全可以實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。此外，我國自主研發(fā)的CAP1400堆型已經(jīng)開建，所對(duì)應(yīng)的汽輪機(jī)輸出功率等級(jí)約1500MW；CAP1700核島堆型的關(guān)鍵技術(shù)正在聯(lián)合攻關(guān)，所對(duì)應(yīng)的汽輪機(jī)輸出功率等級(jí)約為1900MW。

針對(duì)這兩個(gè)堆型所對(duì)應(yīng)的核電汽輪機(jī)，各家制造廠正在積極進(jìn)行技術(shù)準(zhǔn)備，如開發(fā)大口徑閥門、開發(fā)更長的末葉片以使得技術(shù)更具經(jīng)濟(jì)性，但總體來說不存在無法攻克的技術(shù)難題。

百萬等級(jí)核電汽輪機(jī)未來發(fā)展的另一個(gè)方向是空冷核電汽輪機(jī)，如果國家“十三五”規(guī)劃對(duì)內(nèi)陸核電解禁，則空冷核電汽輪機(jī)的市場(chǎng)需求就不會(huì)遙遠(yuǎn)。上汽百萬等級(jí)核電汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)本身就適用于空冷汽輪機(jī)，且在空冷長葉片的開發(fā)上具有雄厚的技術(shù)實(shí)力，因此核電汽輪機(jī)的開發(fā)沒有技術(shù)瓶頸。

對(duì)于壓水堆核電汽輪機(jī)，除了向更高功率等級(jí)發(fā)展外，另一個(gè)方向是小型模塊化反應(yīng)堆的發(fā)展，國內(nèi)如中核的ACP100 堆型，中科華的ACPR100、低溫堆、ACPR50S，國外如美國NUSCALE、MPOWER、SMR 堆型， 韓國SMART 堆型，俄羅斯KLT－40S堆型，阿根廷CARE－25堆型等。小型堆具有安全性高、集成度高、建設(shè)周期短等特點(diǎn)，項(xiàng)目集合供熱、制冷、海水淡化、船用等其他功能，具有很好的市場(chǎng)前景。

重水堆中子經(jīng)濟(jì)性很高，可以使用貧鈾燃料。由于核島技術(shù)的壁壘，在我國只有秦山三期項(xiàng)目建設(shè)2臺(tái)重水堆機(jī)組。但隨著我國核電站數(shù)量的逐步增多，核廢料的再利用變成一個(gè)必須解決的問題。重水堆可以利用稍加處理的輕水堆核廢料作為燃料，進(jìn)一步提高鈾的利用效率。因此，不排除我國未來為輕水堆建設(shè)配套一定比例重水堆的可能性。對(duì)汽輪機(jī)而言，重水堆蒸汽發(fā)生器出口參數(shù)略低于常規(guī)壓水堆，因此相較于同功率等級(jí)，配套重水堆的核電汽輪機(jī)通流面積要稍大，但對(duì)汽輪機(jī)設(shè)計(jì)難度不大。

在四代堆型方面，我國發(fā)展相對(duì)成熟的是高溫氣冷堆和快堆，相較于三代堆型，四代堆型安全性更高，經(jīng)濟(jì)性更好。上汽配套供應(yīng)了我國首臺(tái)200MW 等級(jí)的高溫氣冷堆示范電站項(xiàng)目的核電汽輪機(jī)，該項(xiàng)目預(yù)計(jì)2019年投入商業(yè)運(yùn)行，其投運(yùn)成功將極大地促進(jìn)國內(nèi)第四代堆型的快速發(fā)展。國內(nèi)已有用戶在積極推動(dòng)600MW 等級(jí)的高溫氣冷堆和快堆項(xiàng)目，未來市場(chǎng)前景廣闊。

這兩種堆型的主蒸汽壓力與常規(guī)超高壓火電汽輪機(jī)相當(dāng)，其中高溫氣冷堆的主蒸汽溫度達(dá)到超超臨界火電參數(shù)，考慮到核電站設(shè)計(jì)壽命一般為40年到60年，汽輪機(jī)高溫部件的蠕變考核是需要特殊考慮的一個(gè)因素。汽輪機(jī)其他方面的設(shè)計(jì)與常規(guī)火電汽輪機(jī)相同。

中國是能源消費(fèi)大國，而我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中化石燃料發(fā)電占比仍接近70%。隨著人民生活水平的提高，公眾對(duì)大氣環(huán)境污染的容忍度越來越低。為此，我國提出了綠色發(fā)展、建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)、大力發(fā)展清潔能源的戰(zhàn)略方針。

核電和其他能源相比具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，其燃料能量密度高、負(fù)荷穩(wěn)定、生產(chǎn)過程零碳排放，因此大力發(fā)展核電是解決我國巨大能源需求和環(huán)境治理問題的優(yōu)選方案之一。國家能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃（2014－2020年）中提出，在采用國際最高安全標(biāo)準(zhǔn)、確保安全的前提下，適時(shí)在東部沿海地區(qū)啟動(dòng)新的核電項(xiàng)目建設(shè)，研究論證內(nèi)陸核電建設(shè)。到2020年，核電裝機(jī)容量將達(dá)到5800萬kW。

核電汽輪機(jī)作為核電站常規(guī)島中最關(guān)鍵的設(shè)備之一，未來市場(chǎng)前景廣闊，因此有必要對(duì)我國核電汽輪機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié)，并根據(jù)未來核島應(yīng)堆的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)核電汽輪機(jī)的發(fā)展方向進(jìn)行預(yù)測(cè)，提前布局和研發(fā)，以更好地適應(yīng)我國核電發(fā)展的需要 。

自秦山一期300MW 等級(jí)核電機(jī)組于1991年成功投運(yùn)以來，中國核電汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)開發(fā)已經(jīng)走過了20多個(gè)年頭，其間由于核電安全的特殊性，中國核電的發(fā)展相對(duì)比較緩慢。

我國已投入商業(yè)運(yùn)行的核電機(jī)組共計(jì)27臺(tái)，分布于秦山、嶺澳、大亞灣、田灣、寧德、紅沿河、陽江、福清、方家山、防城港等10個(gè)核電基地。加上目前在建的24臺(tái)核電機(jī)組，我國核電的總裝機(jī)容量達(dá)到5000萬kW，但要達(dá)到2020年前5800萬kW的目標(biāo)，至少還需核準(zhǔn)8臺(tái)百萬等級(jí)核電機(jī)組，鑒于核電項(xiàng)目建設(shè)周期長的特殊情況，該目標(biāo)實(shí)際上已無法按時(shí)完成。

從2006年開始，我國新核準(zhǔn)的壓水堆核電項(xiàng)目功率均為1　000MW 等級(jí)以上，堆型由二代堆型逐漸過渡到以CPR1000為代表的二代半堆型和以AP1000、ACP1000、華龍1號(hào)、CAP1400等為代表的三代堆型。此外，國家正在組織對(duì)CAP1700堆型核電技術(shù)進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，未來也將成為我國具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的主力堆型之一。相對(duì)應(yīng)配套的汽輪機(jī)的功率等級(jí)也向著更大容量的方向發(fā)展。

1000MW等級(jí)以下壓水堆核電汽輪機(jī)主要是基于秦山一期和秦山二期的300MW 等級(jí)和600MW 等級(jí)核電汽輪機(jī)。其中秦山一期300MW 等級(jí)核電汽輪機(jī)由上海汽輪機(jī)廠（上汽）設(shè)計(jì)制造，為我國首臺(tái)核電汽輪機(jī)，該機(jī)型的改進(jìn)型后續(xù)出口到巴基斯坦4臺(tái)，為我國首個(gè)也是唯一一個(gè)核電汽輪機(jī)出口機(jī)型。600MW 等級(jí)壓水堆核電汽輪機(jī)全部由哈爾濱汽輪機(jī)廠（哈汽）設(shè)計(jì)制造，共計(jì)生產(chǎn)6臺(tái)，安裝于秦山二期和海南昌江核電項(xiàng)目。

以上兩種核電汽輪機(jī)機(jī)型全部采用全轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)，高、低壓模塊是在常規(guī)火電汽輪機(jī)的中、低壓模塊的基礎(chǔ)上優(yōu)化而來。我國目前唯一的重水堆核電機(jī)組安裝于秦山三期核電項(xiàng)目，其汽輪機(jī)由日立公司提供。2008年，我國核準(zhǔn)了山東石島灣示范項(xiàng)目，該項(xiàng)目采用具有第四代核電特征的高溫氣冷堆，配套汽輪機(jī)由上汽設(shè)計(jì)制造，該項(xiàng)目已進(jìn)入加工制造階段。

我國1000MW 等級(jí)的核電汽輪機(jī)幾乎全部采用進(jìn)口。大亞灣核電站汽輪機(jī)進(jìn)口于GEC公司，嶺澳一期核電站汽輪機(jī)進(jìn)口于ALSTOM 公司，田灣核電站汽輪機(jī)進(jìn)口于列寧格勒金屬工廠。上述核電站均屬于二代堆型，投運(yùn)較早。巧合的是，上述機(jī)型均采用了全轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)。經(jīng)過20余年的發(fā)展，我國已全面掌握大功率、半轉(zhuǎn)速核電汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)制造方法，關(guān)鍵部件已基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。國內(nèi)核電項(xiàng)目的汽輪機(jī)的供應(yīng)主要由東方汽輪機(jī)廠（東汽）、上汽和哈汽三家廠商提供。其中東汽由于早期分包ALSTOM 在中國的核電汽輪機(jī)訂單最早進(jìn)入核電制造領(lǐng)域，憑借此優(yōu)勢(shì)，CPR1000堆型核電汽輪機(jī)的訂單數(shù)量最多。哈汽在AP1000堆型核電汽輪機(jī)訂單數(shù)量上也取得不錯(cuò)的成績，但由于核島主泵技術(shù)原因?qū)е马?xiàng)目脫期，到目前為止還沒有實(shí)際的投運(yùn)業(yè)績。上汽從2006年開始，全面開始了1000MW 等級(jí)以上核電汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)攻關(guān)，并形成了系列化產(chǎn)品。

根據(jù)國內(nèi)外各種核電堆型的發(fā)展，最后對(duì)我國核電汽輪機(jī)的發(fā)展方向進(jìn)行了分析和預(yù)測(cè)，得出結(jié)論如下：

1.全面進(jìn)入三代堆型的核電汽輪機(jī)是未來市場(chǎng)的主流；

2.壓水堆核電汽輪機(jī)正向著更大功率的方向發(fā)展；

3.內(nèi)陸核電的逐步放開可能催生空冷核電汽輪機(jī)的需求；

4.四代堆型核電汽輪機(jī)機(jī)遇初顯；

5.小堆汽輪機(jī)發(fā)展有特定需求；

6.未來可能適量建設(shè)部分重水堆核電汽輪機(jī)。

作為一種清潔能源，核電在我國未來市場(chǎng)前景廣闊。核電汽輪機(jī)已基本上實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，國內(nèi)三大汽輪機(jī)制造商均具備獨(dú)立設(shè)計(jì)、制造核電汽輪機(jī)的能力 。2100433B

中文名稱：[核電用]飽和蒸汽汽輪機(jī)；英文名稱：saturatedsteamturbine；其它名稱：核電汽輪機(jī)；

簡要介紹

在壓水堆、沸水堆、重水堆和氣冷堆等堆型的核電站中，常采用進(jìn)汽壓力為5～7兆帕的飽和蒸汽輪機(jī)。除沸水堆核電站外，其他堆型核電站的飽和蒸汽輪機(jī)的工質(zhì)蒸汽均不直接與核反應(yīng)堆接觸，基本上無放射性污染，汽輪機(jī)的運(yùn)行操作人員不需要特殊保護(hù)。改進(jìn)型氣冷堆和一些新型反應(yīng)堆（如熔鹽增殖堆、快中子堆）核電站能提供 500℃以上的過熱蒸汽，因而同火電站一樣，可采用亞臨界或超臨界壓力的高溫再熱汽輪機(jī)，所用汽輪機(jī)的類型和要求也與火電站的基本相同。第一臺(tái)核電站汽輪機(jī)于1954年使用，單機(jī)功率為 6兆帕。為了降低核電站單位功率造價(jià)，單機(jī)功率發(fā)展很快。50年代末單機(jī)功率接近300兆瓦,到60年代達(dá)600～700兆瓦，70年代初期已有1000兆瓦級(jí)的單機(jī)出現(xiàn)，80年代投入運(yùn)行的單機(jī)功率已達(dá)1300兆瓦。

壓水堆核電站的汽輪機(jī)與火電廠的汽輪機(jī)在原理上沒有什么差別，只是由于反應(yīng)堆冷卻劑溫度的限制，在蒸汽發(fā)生器中只能產(chǎn)生壓力較低的飽和蒸汽或微過熱蒸汽。與火電廠的高參數(shù)汽輪機(jī)相比，核電站的飽和汽輪機(jī)汽耗約大一倍，排汽容積流量約大60～70％，它的轉(zhuǎn)輪葉片也較長，主要部件的尺寸和重量也相應(yīng)增大。

飽和蒸汽汽輪機(jī)是在濕蒸汽區(qū)工作，蒸汽在汽輪機(jī)各級(jí)膨脹過程中產(chǎn)生大量水分。為了防止水蝕，除對(duì)在水蝕區(qū)工作的部件噴鍍或堆焊一層13％的鉻鋼保護(hù)層外，一般在高壓缸與低壓缸之間裝有汽水分離再熱器，以提高循環(huán)效率并減少葉片水蝕。核電站的飽和蒸汽汽輪機(jī)，在事故條件下，超速較大，要采取措施加以防止。2100433B