全世界大约有440座核电机组在运行,其中占绝大多数(约92%)的是轻水堆(LWR),其余为重水堆(PHWR)以及先进气冷堆(AGR)等。轻水堆主要是压水堆(PWR)和沸水堆(BWR)两种类型,其中大约75%为压水堆,我国投入运行并将建造的绝大多数核电站都是压水堆型的。

自从核电站问世以来,在工业上成熟的发电堆主要有以下三种:轻水堆、重水堆和石墨气冷堆。它们相应地被用到三种不同的核电站中,形成了现代核发电的主体。 热中子堆中的大多数是用轻水慢化和冷却的所谓轻水堆。轻水堆又分为压水堆和沸水堆。

压水堆核电站使用轻水作为冷却剂和慢化剂。主要由核蒸汽供应系统(即一回路系统)、汽轮发电机系统(即二回路系统)及其他辅助系统组成。冷却剂在堆芯吸收核燃料裂变释放的热能后,通过蒸汽发生器再把热量传递给二回路产生蒸汽,然后进入汽轮机做功,带动发电机发电。

合作案例
安注箱
安注箱

CAP1400示范工程1号机组首台安注箱

壳体材质:SA533+SA240 304L

2017年4月25日,CAP1400示范工程1号机组首台安注箱 水压试验顺利完成。作为我国自主设计的首台CAP1400安注箱,采用爆炸复合板,首次由民营企业整体承制,海陆重工的制造工艺水平、质量管理水平得到了国核工程、示范业主的高度认可。这也标志着我们海陆核电向AP/CAP系列核岛主设备合格供应商迈进了一大步。

PRS应急补水箱
PRS应急补水箱

中核——“华龙一号”巴基斯坦K2/K3 PRS补水箱

卡拉奇K2 K3核电站是"一带一路"倡议和"中巴经济走廊"的重要成果,该项目采用我国自主研发的三代核电技术"华龙一号",是我国首次向国外成套出口的110万千瓦级商用压水堆核电站项目,是"华龙一号"海外首堆工程,也是我国核电走向世界的里程碑。

“华龙一号”核2、3级容器、换热器
“华龙一号”核2、3级容器、换热器

 “华龙一号”作为我国自主研发的三代核电技术,其核2、3级容器和换热器是保证核电站安全、稳定运行的关键组成部分。核2级设备主要服务于专设安全设施,即在发生假想事故时启动,用于阻止放射性物质泄漏,确保反应堆安全停堆。核3级设备主要服务于核辅助系统,用于电厂的正常运行和维持基本功能。由于其应用场景的特殊性,制造要求都极为苛刻,远高于常规石化设备。其难点主要体现在以下几个方面:1. 极高的质量与可靠性要求,2. 材料要求苛刻,3. 制造工艺复杂,精度控制极严,4. 特殊工艺的挑战,5. 严格的检验与鉴定。

“华龙一号”核岛内的核2、3级容器和换热器,虽然不像核1级的反应堆压力容器那样引人注目,但它们是核安全纵深防御体系中不可或缺的“无名英雄”。它们的制造过程集中体现了高端装备制造业的顶尖水平,涉及材料学、焊接工艺、精密加工、无损检测等多个高技术领域。

柴油机主贮物罐及系统冷却单元、燃油输送单元、滑油预供单元
柴油机主贮物罐及系统冷却单元、燃油输送单元、滑油预供单元

核电站的应急柴油发电机组被称作核安全的“最后一道电源屏障”,而主贮油罐则是这道屏障的“能量心脏”。它的重要性不言而喻,其设计和制造标准也极为苛刻。主贮油罐的核心任务是为核电站的应急柴油发电机组储存充足、可靠的燃油,确保在极端工况下柴油机能够及时启动并长时间运行。其制造难点主要源于其“核安全级”的属性,其要求远高于普通工业或商业储油罐。难点主要体现在以下几个方面:1. 极端的抗震要求,2. 苛刻的环境和事故工况要求,3. 无与伦比的质量控制和可追溯性,4. 高标准的清洁度和油品保护。

核电站柴油机主贮油罐看似一个简单的容器,实则是集抗震工程、防腐技术、焊接工艺、质量控制于一体的高端装备。

另外,应急柴油发电机组是一个完整的系统工程,这三个单元是其核心辅助系统:

冷却单元:保证柴油机运行时的热平衡,防止过热。

燃油输送单元:确保为柴油机持续提供清洁、稳定、压力充足的燃油。

滑油预供单元:在柴油机启动前建立润滑油膜,减少干摩擦,是保障设备寿命和启动可靠性的关键。

由于其服务于核安全级(IE级)设备,这些单元也必须满足相应的核级标准。

乏燃料冷却器
乏燃料冷却器

中原—巴基斯坦恰希玛核电站C3/C4乏燃料冷却器

乏燃料冷却器是核电站后端燃料循环中一个至关重要的安全设备,尤其在乏燃料离堆贮存的情况下,其作用不可或缺。从反应堆堆芯卸出的核燃料(即乏燃料)含有大量裂变产物,具有极强的放射性。这些放射性核素会持续衰变,释放出大量热量,称为“衰变热”。乏燃料在卸出后无法立即处理,必须在严格受控的环境下冷却数年甚至数十年。乏燃料冷却器的作用就是在这个过程中扮演“热量搬运工”的角色。乏燃料通常被贮存在乏燃料水池中。水池水作为屏蔽和冷却介质。乏燃料冷却器通过循环泵将池水吸入,冷却后再送回水池,形成一个闭式循环,从而将乏燃料释放的衰变热持续不断地带走,确保池水温度维持在一个安全范围内(通常低于50°C)。

堆内构件吊篮筒体
堆内构件吊篮筒体

堆内构件吊篮筒体组件是反应堆堆芯的“心脏骨架”,是堆内构件中最核心、最关键的部件之一。它的上端通过法兰悬挂在反应堆压力容器的堆芯支承台阶上,其内部空间则用于容纳和支承整个堆芯燃料组件。在整个反应堆结构中,它位于反应堆压力容器之内,包围着堆芯燃料组件,是连接压力容器与堆芯的桥梁。其作用主要是1.支承和定位堆芯燃料组件;2.构成冷却剂流道,引导流量分配;3. 为控制棒组件提供精确的导向和导向管;4.辐照样品和监督管的支承。制造如此关键的部件,难度极大,代表了重型装备制造业的顶尖水平。

难点主要体现在:1.极端的服役环境;2.苛刻的材料要求;3.巨大的尺寸和极高的形位公差要求;4.极其复杂的焊接与热处理技术;5.先进的机械加工技术;6.严格的在役检查要求。我公司制造的堆内构件吊篮筒体组件,成功替代了进口产品,填补了国内制造该产品的空白。

堆内构件吊具
堆内构件吊具

堆内构件吊具是核电站换料大修期间最重要的专用工具之一,其设计和操作的精密性直接体现了CAP1400/AP1000模块化、标准化设计的先进理念。堆内构件吊具的载荷巨大且价值连城,具有极高的安全要求、精确的对中要求、特殊的连接接口等特点。其结构复杂,制造难度极高。我公司经过不懈攻关,成功实现国产化。

一体化堆顶存放架
一体化堆顶存放架

国核—AP1000一体化堆顶存放架

这个设备是AP1000模块化设计和优化大修操作理念的典范,它彻底改变了传统压水堆核电站换料大修的模式。其核心作用就是:作为一个整体工具,将反应堆压力容器顶盖及其所有附属设备作为一个完整的模块,一次性吊起,并整体移运到专用的存放位置。其可极大缩短大修关键路径时间、减少人员受照剂量、降低人为错误风险、改善工作空间。主结构具有厚壁、焊接量大、加工精度要求高的特点。我公司成功实现国产化。

蒸发器模拟体、主泵试验容器
蒸发器模拟体、主泵试验容器

中国核动力院—SJSG蒸发器模拟体、主泵试验容器

模拟体的作用是在真实核电站之外,创造一个高度逼真的实验环境,用于研究蒸汽发生器、主泵的性能、验证安全特性、培训操作人员以及测试新型设计。其制造要求和所用材料参考实际的核电站的核1级主设备,具有较高的制造难度。

压水堆业绩表
工程/项目/设备设备安全等级主要材料数量(台、套)用户项目启动/结束时间
中国先进研究堆衰变箱220R1上海第一机床厂有限公司2005/2006
中国先进研究堆导流箱30Cr18Ni10Ti1上海第一机床厂有限公司2005/2006
中国先进研究堆重水箱30Cr18Ni10Ti1上海第一机床厂有限公司2005/2006
巴基斯坦恰希玛C2应急柴油机贮罐316MnHR3中国中原对外工程有限公司2006.5/2007.3
巴基斯坦恰希玛C2堆内构件吊篮筒体LS3211上海第一机床厂有限公司2006.9/2007.9
岭澳二期3/4堆内构件吊篮筒体LSZ2CN19-10控氮2上海第一机床厂有限公司2006.12/2008.4
秦山二扩3/4堆内构件吊篮筒体LSZ2CN19-10控氮2上海第一机床厂有限公司2006.9/2008.7
秦山核电二期扩建核取样系统98台容器换热器300Cr19Ni10/00Cr17Ni14Mo2/20HR-B等98核电秦山联营有限公司2007.6/2009.5
红沿河1/2/3/4堆内构件吊篮筒体LSZ2CN19-10控氮4上海第一机床厂有限公司2008.5/2012.2
宁德1/2/3/4堆内构件吊篮筒体LSZ2CN19-10控氮4上海第一机床厂有限公司2008.5/2012.6
阳江1/2/3/4堆内构件吊篮筒体LSZ2CN19-10控氮4上海第一机床厂有限公司2009.8/2012.11
福清1/2/3/4堆内构件吊篮筒体LSZ2CN19-10控氮4上海第一机床厂有限公司2009.9/2012.10
秦山方家山1/2堆内构件吊篮筒体LSZ2CN19-10控氮2上海第一机床厂有限公司2009.9/2011.7
昌江1/2堆内构件吊篮筒体LSZ2CN19-10控氮2上海第一机床厂有限公司2010.2/2012.10
AP1000三门1/2、海阳1/2 自动卸压系统ADS鼓泡器3TP31616国核工程有限公司2011.3/2012.12
昌江1/2、阳江3/4安全壳喷淋泵、低压安注泵筒体封头2Z2CN18-1018沈阳鼓风机集团核电泵业有限公司2012.3/2012.8
宁德3/4、防城港1/2安全壳喷淋泵、低压安注泵筒体、直管2Z2CN18-108上海电气凯士比核电泵阀有限公司2010.11/2012.12
AP1000三门1/2、海阳1/2安全壳内置换料水箱回流槽33044国核工程有限公司2011.7/2013.3
防城港1/2废油储罐NC06Cr19Ni103中广核工程有限公司2013.6/2014.3
福清3/4安全壳喷淋泵、低压安注泵筒体、直管2Z2CN18-104上海电气凯士比核电泵阀有限公司2012.3/2014.3
AP1000三门2/海阳2一体化堆顶存放架MZ04NCSA516 Gr.702国核工程有限公司2012.3/2014.5
巴基斯坦C3/C4柴油发电机日用燃油箱316MnHR5中国中原对外工程有限公司2011.11/2014.8
巴基斯坦C3/C4项目稳压器卸压箱2台、乏燃料冷却器4台316MnHR/00Cr19Ni106中国中原对外工程有限公司2012.4/2014.8
巴基斯坦C3/C4堆内构件吊篮筒体LS3212上海第一机床厂有限公司2013.9/2014.10
AP1000三门2、海阳2堆内构件吊具MZ02、上/下部堆内构件存放架MZ03/MZ0533042国核工程有限公司2011.6/2015.6
阳江5/6堆内构件吊篮筒体LSZ2CN19-10控氮2上海第一机床厂有限公司2013.10/2015.10
阳江5/6安全壳喷淋泵、低压安注泵筒体、直管2Z2CN18-104上海电气凯士比核电泵阀有限公司2013.12/2015.12
海阳3/4堆内构件吊篮筒体LS3042上海第一机床厂有限公司2013.10/2016.5
红沿河5/6堆内构件吊篮筒体等LSZ2CN19-10控氮2上海第一机床厂有限公司2014.7/2016.9
三门3/4堆内构件吊篮筒体等LS3042上海第一机床厂有限公司2015.3/2016.11
福清5/6堆内构件吊篮筒体等LSZ2CN19-10控氮2上海第一机床厂有限公司2015.3/2016.10
巴基斯坦卡拉奇K2/K3堆内构件吊篮筒体LSZ2CN19-10控氮2上海第一机床厂有限公司2015.3/2016.10
三门2、海阳2上部堆内构件存放架抗震架NCASTM SA240 304等2国核工程有限公司2016.3/2016.10
秦山三期重水储存箱33041中国原子能科学研究院2016.6/2017.3
福清5/6安全壳喷淋泵、低压安注泵筒体、直管2022Cr19Ni104上海电气凯士比核电泵阀有限公司2015.12/2017.5
CAP1400国核压水堆示范工程1号机组安注箱3SA533 Gr.B CL.1/304L2国核工程有限公司2013.01/2019.10
田湾5/6堆内构件吊篮筒体LSZ2CN19-10控氮2上海第一机床厂有限公司2016.4/2017.10
红沿河5/6号机组低压安注泵、安全壳喷淋泵封头2Z2CN18-104上海阿波罗机械股份有限公司2017.3/2017.10
徐大堡1/2中子屏蔽板卷制分割LS304L2上海电气核电设备有限公司2017.10/2017.12
田湾5/6安全壳喷淋泵、低压安注泵筒体、直管2022Cr19Ni104上海电气凯士比核电泵阀有限公司2016.4/2017.12
防城港3/4堆内构件吊篮筒体LSZ2CN19-10控氮2上海第一机床厂有限公司2017.1/2018.4
红沿河5/6号机组LOT130Na核取样等系统非标设备冷却器类61台300Cr19Ni10/20HR61中广核工程有限公司2015.7/2018.4.20
田湾5/6 DY厂房柴油发电机主贮油罐设备NCQ345R2中国核电工程有限公司2017.4/2018.5
CENTER项目支撑圆筒SCZ2CN19-10控氮2上海第一机床厂有限公司2018.6/2018.10
K-2/K-3项目PRS应急补水箱及支撑设备218MND512中国中原对外工程有限公司2016.1/2018.11
红沿河5/6 LOT130Ae RPG蓄压气罐、ASP加药箱NC20MnHR6中广核工程有限公司2016.6/2018.12
防城港3/4 LOT130Ag核岛第五批预埋容器3Z2CN19-10(控氮)等不锈钢20中广核工程有限公司2016.9/2018.12
防城港3/4 LOT130Ak高温取样冷却器和撇沫器3022Cr17Ni12Mo2等不锈钢16中广核工程有限公司2017.1/2019.1
AP1000海阳3/4、三门3/4、陆丰1/2、CAP1400国核示范 ADS鼓泡器、水箱滤网等设备3TP31616国核工程有限公司2014.9/2019.1
田湾5/6 主设备配套安装专用工具LS304等2中国核电工程有限公司2017.9/2019.6
华龙一号防城港3/4 LOT130Al燃油中心贮油罐和膨胀罐、SED密封水罐F-SC320HR等7中广核工程有限公司2017.6/2019.5
华龙一号防城港3/4 LOT130Af核岛第二批热交换器3022Cr17Ni12Mo2等不锈钢22中广核工程有限公司2016.11/2019.5
2#模拟体试验装置NCQ390C1中国核动力研究设计院2019.10/2020.7
R项目乏燃料组件抓具及挂架RS00Cr17Ni12Mo26中国核电工程有限公司2019.10/2020.6
蒸汽发生器模拟体NC6901中国核动力研究设计院2020.6/2020.10
中广核研究院缩比样机试验容器NC16MnIII/SA508 Gr.31苏州苏试广博环境可靠性实验室有限公司2019.10/2021.3
太平岭2#堆内构件吊篮筒体等LSZ2CN19-10控氮1上海第一机床厂有限公司2019.11/2021.4
国核CAP1400压水堆示范工程1、2号机组堆内构件吊具MZ02、上/下部堆内构件存放架MZ03/05、一体化堆顶组件存放架MZ04306Cr18Ni11Ti/ 022Cr19Ni10/Q275B2国核工程有限公司2015.12/2022.5
CAP1400示范1、2 MT73安全壳内置换料水箱回流槽3304等2国核工程有限公司2017.7/2022.9
国核CAP1400示范1、2号机组PXS PH值调节篮330410国核工程有限公司2016.2/2021.6
中核四〇四退役治理工程安全级和非安全级柴油发电机组燃油主储油罐RCP265GH、Q245R4沪东重机有限公司2021.5/2021.8
大亚湾基地新增柴油机项目LOT130Aa(箱罐体)3022Cr19Ni10/20HR24深圳中广核工程设计有限公司2020.1/2021.9
田湾5、6取样换热器33218江苏核电有限公司2019.4/2021.12
台山1/2 REN一次侧高温取样冷却器3不锈钢2中广核工程有限公司2021.1/2021.12
中核四〇四退役治理工程安全级和非安全级柴油发电机组箱罐类设备RCP295GH、Z6CN18.1028沪东重机有限公司2021.6/2022.6
三澳1/2堆内构件吊篮筒体等LSZ2CN19-10控氮2上海第一机床厂有限公司2020.10/2022.8
宁德5堆内构件吊篮筒体等LSZ2CN19-10控氮1上海第一机床厂有限公司2021.5/2022.8
中核四〇四Z项目二期剪切机、接送料机等NR(S)06Cr18Ni11Ti1上海电气核电集团有限公司2021.9/2022.8
稳压器、蒸汽过热容器、试验容器NC不锈钢堆焊7中国核动力研究设计院2019.12/2022.11
SGSJ蒸汽发生器模拟体NCS32168, 镍基合金Inconel 6901中国核动力研究设计院2020.6/2020.11
华龙一号太平岭1、2 LOT130Ae应急柴油机主贮油罐、SBO柴油机主贮油罐3P265GH10中广核工程有限公司2019.5/2022.11
近物所加速器驱动嬗变研究装置反应堆 堆内构件NCS304081上海第一机床厂有限公司2022.7/2023.4
陆丰5/6堆内构件吊篮筒体等LSZ2CN19-10控氮2上海第一机床厂有限公司2022.1/2023.6
华龙一号太平岭1、2 LOT130Ad核岛第三批容器3Z2CN19-10(控氮)/P265GH /022Cr17Ni12Mo2 /022Cr19Ni10    85中广核工程有限公司2020.3/2023.10
徐大堡1/2半环板机加工LSSA 240 30424上海第一机床厂有限公司2023.5/2023.11
台山REN取样换热器3不锈钢2台山核电合营有限公司2022.6/2024.4
AP1000海阳3/4安注箱3SA533 Gr.B CL.1/304L4国核工程有限公司2011.5/2024.5
海南昌江多用途小型堆科技示范工程核岛容器类(第四批)设备3不锈钢等3中国核电工程有限公司2022.6/2024.8
太平岭3堆内构件吊篮筒体等LSZ2CN19-10控氮1上海第一机床厂有限公司2022.7/2024.10
秦山重水堆QHWD重水精馏项目3储罐、分离罐和换热设备等28中国核电工程有限公司郑州分公司2022.9/2024.10
昌江3/4主设备配套安装专用工具3不锈钢等26中国核电工程有限公司2022.3/2024.10
田湾7、8,徐大堡3、4核岛容器第三批3不锈钢、碳钢24中国核电工程有限公司2021.5/2024.11
核能开发工程项目转运容器LOT608ANC不锈钢、碳钢6中国核工业华兴建设有限公司2022.3/2024.6
昌江3/4主设备配套安装专用工具3不锈钢等26中国核电工程有限公司2022.3/2024.7
廉江1/2安注箱3SA533 Gr.B CL.1/304L2上海核工程研究设计院有限公司2021.9/2024.12
廉江1/2堆内构件吊篮筒体等LSSA 240 3042上海第一机床厂有限公司2022.7/2024.8
国核AP1000海阳3/4、陆丰1/2、三门3/4号机组PXS PH值调节篮330440国核工程有限公司2016.2/2025.10
三门3/4、海阳3/4、陆丰1/2 MT73安全壳内置换料水箱回流槽3304等7国核工程有限公司2017.7/2025.12
AP1000白龙1/2安注箱3SA533 Gr.B CL.1/304L4国核工程有限公司2018.4/2025.12
华龙一号宁德5、6 LOT130Ab核岛第二批预埋容器3304L等59中广核工程有限公司2018.5/2025.6
防城港BT项目6号机组LOT130Ab核岛第二批预埋容器3不锈钢等23中广核工程有限公司2022.10/2025.11
三门5/6核岛容器类(第一批)设备3不锈钢、碳钢56中国核电工程有限公司2022.7/2025.4
漳州3、4,三门5、6,金电1,2应急柴油机燃油储罐3Q265HR12中国核电工程有限公司2023.3/2026.8
宁德5、6 LOT130Ae柴油机主贮油罐320HR10中广核工程有限公司2023.5/2025.11
苍南三澳3、4 LOT130Ae柴油机主贮油罐320HR4中广核工程有限公司2023.11/2025.4
苍南三澳1、2 LOT130Ag应急柴油发电机组(备用)主贮油罐320HR1中广核工程有限公司2023.11/2024.12
天红项目BB01延迟水箱、BV10稳压器2316L2上海核工程研究设计院股份有限公司2023.11/2025.9
HPR1000(防城港5,6+招远1,2+宁德5,6)+ACP1000(金电1,2+C5)吊篮筒体LSZ2CN19-10控氮9上海第一机床厂有限公司2023.11/项目需求
海阳5、6鼓泡器(MW01)、冷却水箱滤网(MY02)、落水管滤网(MY0G)331630上海核工程研究设计院股份有限公司2024.1/2028.5
白龙1、2鼓泡器(MW01)、冷却水箱滤网(MY02)、落水管滤网(MY0G)331630上海核工程研究设计院股份有限公司2024.1/2028.2
莱阳1、2 MT02安注箱3SA533 Gr.B CL.1/304L4上海核工程研究设计院股份有限公司2024.1/2027.4
廉江3、4 MT02安注箱3SA533 Gr.B CL.1/304L4上海核工程研究设计院股份有限公司2024.1/2027.6
白龙3、4 MT02安注箱3SA533 Gr.B CL.1/304L4上海核工程研究设计院股份有限公司2024.1/2028.6
莱阳3、4 MT02安注箱3SA533 Gr.B CL.1/304L4上海核工程研究设计院股份有限公司2024.1/2029.6
苍南三澳3,4 LOT130Ae增补主储油罐及SBO柴油机贮油罐320HR4中广核工程有限公司2024.6/2026.7.31
天红项目一回路主换热器(AC01)、辐照回路再生热交换器(AC10)、辐照回路非再生热交换器(AC11)设备23166上海核工程研究设计院股份有限公司2024.7/2026.3
太平岭3、4 LOT130G核岛蒸发器和脱气塔3022Cr17Ni12Mo2等12中广核工程有限公司2024.8/2027.10
三门5、6 反应堆冷却剂主泵电机座1SA-508 Gr.3 CL1,SA-516 Gr.70 CL16上海电气凯士比核电泵阀有限公司2024.11/2026.6
招远1、2 反应堆冷却剂主泵电机座1SA-508 Gr.3 CL1,SA-516 Gr.70 CL16上海电气凯士比核电泵阀有限公司2024.11/2026.9
招远1、2 LOT44Ag常规岛联箱及套管NCA355P22,WB36CN1,Q345R46中广核工程有限公司2025.1/2029.4
海阳5、6+莱阳3、4+廉江3、4、5、6+辛安1、2 吊篮筒体LSZ2CN19-10控氮/304LN10上海第一机床厂有限公司2025.4/2026.12
防城港5、6号机组LOT130Af ASP冷凝器及堆腔密封环设备3Z2CN18-10/Z2CN18-12(控氮)/022Cr19Ni10等8中广核工程有限公司2025.7/2029.11