我國核電閥門(mén)發(fā)展概況及趨勢詳解

一、中國核電閥門(mén)的概況
核電閥門(mén)是指在核電站中核島N1、常規島CI和電站輔助設施BOP系統中使用的閥門(mén)。從安全級別上分為核安全Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級、非核級。其中核安全Ⅰ級要求最高。核電閥門(mén)在核電站中是使用數量較多的介質(zhì)輸送控制設備，是核電站安全運行中的必不可少的重要組成部分。據統計一座具有兩臺100萬(wàn)KW機組的核電站有各類(lèi)閥門(mén)3萬(wàn)臺。

目前全球共有447個(gè)核電機組正在運行，總裝機容量為3.8億KW，約占全球總發(fā)電量的16.2%。有17個(gè)國家核電站裝機容量占其本國總發(fā)電量的25%以上。其中法國占77%，韓國占38%，日本占36%，英國占28%，美國占20%。在所運行的核電機組中，50%以上為壓水堆，其次有重水堆、沸水堆、石墨堆、快中子增殖堆、高溫氣冷堆。

中國最早應用核動(dòng)力技術(shù)的領(lǐng)域是軍事工業(yè)。20世紀70年代初海軍第一艘壓水堆核動(dòng)力潛艇正式投入使用。從1985年我國自行設計建造秦山一期30萬(wàn)KW核電機組以來(lái)，先后通過(guò)自主設計建造，引進(jìn)國外技術(shù)方式又建了大亞灣秦山二期、秦山三期、嶺澳、田灣共6座核電站，共11臺核電機組投入運行，總裝機容量達到870萬(wàn)KW。占全國發(fā)電裝機容量的2%。我國計劃到2020年核電裝機容量有4000萬(wàn)KW的建成核電機組和1800萬(wàn)在建核電機組，核電機組裝機容量占電力總裝機容量的比例將達到4%左右，即從現在起，平均每年至少建造兩個(gè)百萬(wàn)KW的核電機組。已建成的核電站中，除秦山三期采用加拿大重水堆型外，其它均為壓水堆。由俄羅斯提供的田灣核電站單機功率參數最大，為106萬(wàn)KW。中國原子能科學(xué)研究院、清華大學(xué)等單位建造的快中子增殖反應堆，先進(jìn)堆、高溫氣冷堆等在國內尚屬研究試驗堆，取得經(jīng)驗后將擴大建造商業(yè)用堆。值得關(guān)注的是由美國西屋公司設計的超第三代壓水堆核電機組AP600、AP1000具有更高的運行安全性，其設計采用了非能動(dòng)原理如重力、對流、冷凝等，用來(lái)做為安全系統中的驅動(dòng)力，大大減少了電、液、氣等能動(dòng)驅動(dòng)力。同時(shí)閥門(mén)使用量減少50%，泵減少35%、電纜用量減少80%，抗震等級要求設備數量下降了45%，電站壽期可達60年（現為30～40年）。但這種核電站目前世界上還沒(méi)有建成運行的范例。我國目前也在進(jìn)行第三代核電站的研究和實(shí)驗工作。

核電站中閥門(mén)的數量分布以大亞灣核電站為例，核島部分占43.5%、常規島部分占45%、輔助設施占11.5%。其核島部分使用的各類(lèi)閥門(mén)共有1.3萬(wàn)臺。

以閥門(mén)配置情況看,截止閥占33.6%，隔膜閥占26.2%、球閥占12.8%。這三項占核島閥門(mén)的72.6%。從安全等級分布看，核Ⅰ級的僅有2.3%、核Ⅱ、Ⅲ級的合計有52%，而非核級的占了45.7%。

核電閥門(mén)在核電站中的投資比例占核電站建成價(jià)的1.6%左右。按嶺澳兩臺百萬(wàn)KW機組核電站建成價(jià)35億美元計算，閥門(mén)投資為0.56億美元，折合人民幣約4.6億元。按國家核電發(fā)展規劃，到2020年新建核電站中閥門(mén)總投資累計將達到70多億元人民幣（若將材料等物價(jià)上漲因素考慮在內將達到近百億元人民幣）。

核電閥門(mén)的維修、更換費用在核電站維修總額中約占50%。一座具有兩臺百萬(wàn)千瓦機組的核電站每年總維修費用將在1.35億元人民幣左右。閥門(mén)維修、更換費用每年達到約6700萬(wàn)元人民幣。當我國運行的百萬(wàn)千瓦核電機組裝機容量達到2000萬(wàn)KW時(shí)，每年核電閥門(mén)的維修、更換費用就將達到6.7億元人民幣。

目前，我國核電站中使用的閥門(mén)，除秦山一期、二期中使用部分國產(chǎn)閥門(mén)外，其它核島和常規島部分所用閥門(mén)幾乎全部進(jìn)口。這種狀況和國家到2020年發(fā)展核電的規劃，為中國的閥門(mén)行業(yè)提供了良好的發(fā)展機遇，同時(shí)也是對中國閥門(mén)行業(yè)的一個(gè)嚴峻的考驗。

二、中國核電閥門(mén)水平

目前，國內已有19個(gè)企業(yè)獲得了國家核安全局頒發(fā)的民用核承壓設備設計和生產(chǎn)資格許可證，可設計和生產(chǎn)核級閥門(mén)。其設計、生產(chǎn)閥門(mén)的種類(lèi)有閘閥、截止閥、止回閥、球閥、蝶閥、彈簧式安全閥、調節閥、節流閥、隔膜閥、波紋管截止閥等。這19個(gè)企業(yè)中具備設計生產(chǎn)核Ⅰ級閥門(mén)的企業(yè)有五家（沈高、中核蘇閥、大高、上閥、上海良工、）。國內生產(chǎn)的供核電站用閥門(mén)大多是非核級和核Ⅱ、Ⅲ級閥門(mén)。

國內核級閥門(mén)研制起步于60年代初。到目前，經(jīng)過(guò)幾十年的努力，國內已形成了一定規模的核級閥門(mén)設計、實(shí)驗、制造、檢測能力，并為秦山核電站一期、二期建設提供了大量的核級和非核級閥門(mén)，為核電閥門(mén)國產(chǎn)化做出了重要貢獻。目前，國內已成功研制生產(chǎn)了壓水堆核島核Ⅰ級電動(dòng)閘閥、止回閥；核Ⅰ級電動(dòng)波紋管截止閥、快中子增殖反應堆用核Ⅱ級電動(dòng)波紋管鈉截止閥等具有較高水平的核級閥門(mén)。同時(shí)隨著(zhù)國家發(fā)展核電政策的引導，這種能力正在得到迅速的加強和擴大。以中核蘇閥科技實(shí)業(yè)有限公司、沈陽(yáng)盛世高中壓閥門(mén)有限公司、大連大高閥門(mén)有限公司等為代表的一批老企業(yè)，正在通過(guò)加大技術(shù)改造投入、進(jìn)行人員技術(shù)培訓、消化吸收國外技術(shù)等措施提高企業(yè)核電閥門(mén)的設計、生產(chǎn)和實(shí)驗的水平以盡快適應核電閥門(mén)國產(chǎn)化要求的步伐，滿(mǎn)足國家核電逐步國產(chǎn)化的需要。一批新興企業(yè)的企業(yè)家具有戰略眼光，不惜投入巨大的人力、物力，引進(jìn)人才、上設備、上手段、上管理，取得了（或正在取得）設計生產(chǎn)核級閥門(mén)的資格。這些都是中國閥門(mén)行業(yè)發(fā)展中的輝煌成就和可喜之處，只要持續這種發(fā)展勢頭，必將在我國核電閥門(mén)實(shí)現國產(chǎn)化過(guò)程中結出碩果。

國內核級閥門(mén)的設計、生產(chǎn)和實(shí)驗已經(jīng)具有一定的基礎，取得了一定的成績(jì)，發(fā)展前景看好。但我們也應該清醒地認識到，由于國內核電閥門(mén)還存在著(zhù)一些技術(shù)水平較低、質(zhì)量和可靠性不高等現象，在一定程度上影響核電閥門(mén)的國產(chǎn)化。核電站中核島、常規島的一些重要閥門(mén)如先導式安全閥、調節閥、主蒸氣隔離閥等國內還不能提供成熟、可靠的產(chǎn)品。同時(shí)由于受?chē)鴥群穗婇y門(mén)的實(shí)驗測試手段所限，以及技術(shù)、管理等原因，核電閥門(mén)產(chǎn)品的可靠性數據少、自動(dòng)控制水平低、產(chǎn)品的質(zhì)量不穩定。核電是以安全可靠為第一原則的。國內核電閥門(mén)存在的問(wèn)題，導致核電站業(yè)主不愿或不輕易采用國內生產(chǎn)的核電閥門(mén)。這是我們各個(gè)閥門(mén)企業(yè)需要花大力氣才能解決的核電閥門(mén)產(chǎn)品技術(shù)水平和質(zhì)量這個(gè)根本問(wèn)題，也是行業(yè)關(guān)注之處。需要在技術(shù)、人才、政策、軟件、硬件、管理諸方面采取措施才能加以解決。

三、核電閥門(mén)的發(fā)展看法

根據中國核電站發(fā)展的大好形勢和核電閥門(mén)發(fā)展的現狀，為實(shí)現核電快速發(fā)展，核電閥門(mén)國產(chǎn)化，沈陽(yáng)盛世高中壓閥門(mén)有限公司的于國良總工程師認為中國的閥門(mén)企業(yè)、行業(yè)和國家應采取措施解決影響核電閥門(mén)國產(chǎn)化的幾個(gè)問(wèn)題：

1.盡快補充完善我國的核電閥門(mén)的技術(shù)標準和規范。將現有的EJ、GB、按ASME、RCC-M標準補充完善，符合國情，提高可操作性，以利于國內核電閥門(mén)在設計、選材制造、檢驗等各個(gè)環(huán)節上能夠達到國產(chǎn)化。

2.整合中國閥門(mén)行業(yè)核電閥門(mén)的實(shí)驗、檢測和鑒定的設備和能力，資源共享，避免重復投資重復建設，加快核電閥門(mén)的研制速度。

3.加強核電人才培養和引進(jìn)核電技術(shù)的消化吸收，提高核電閥門(mén)的設計能力和水平。

4.增加軟件和硬件投資，保證設計、制造手段先進(jìn)，零部件加工和整機裝配質(zhì)量可靠。

5.強化焊接、無(wú)損檢測、熱處理等特種工藝人員的培訓考核。研究和采用先進(jìn)的工藝技術(shù)，使零部件制造質(zhì)量達到設計圖樣和標準規范的要求。

6.進(jìn)行核安全意識方面的職工教育和培訓，加強核電閥門(mén)的設計、制造全過(guò)程的質(zhì)量管理，提高管理水平。