ACP1000蒸汽发生器汽水分离试验装置

　　当你走进压水堆核电站核岛的安全壳，一个顶天立地的“巨人”就会映入眼帘。它就是大名鼎鼎的“蒸汽发生器”。一台百万千瓦级压水堆核电机组的蒸汽发生器约21米高，净重约340吨，正是它把反应堆产生的热量传递给来自二回路的水，产生干饱和蒸汽，传输到汽轮发电机发电。

　　曾几何时，大、中型核电站蒸汽发生器的自主设计问题一直是中国核电人的心中之痛，而今天，中国自主研发的国际第三代百万千瓦级压水堆核电机组——“华龙一号”（ACP1000）即将装上由中国核动力研究设计院研发的蒸汽发生器，中国人有了具有自主知识产权的蒸汽发生器，中国核电“走出去”有了更强劲的支撑。

　　痛定思痛，坚定决策

　　谈起蒸汽发生器，核电人的心情总显得特别沉重：大亚湾和岭澳核电站的蒸汽发生器是法国公司负责设计的；秦山二期及其扩建工程、昌江核电站的蒸汽发生器是美国公司负责设计的；台山（EPR机组）和海阳核电站（AP1000机组）的蒸汽发生器也分别由法国和美国公司负责设计；近年来陆续投入运行的田湾核电站和秦山三期的蒸汽发生器则分别由俄罗斯和加拿大公司负责设计。这些都成为核动力院从事蒸汽发生器研究设计的两代人近30年来心中挥之不去的阴影。

　　在2006年前后，事情发生了变化。在国内自主设计和建造的二代改进型百万千瓦级PWR核电机组（红沿河核电项目等）中，核动力院负责完成了其蒸汽发生器的详细施工设计，实现了国内设计自主化。但这还不够！该型蒸汽发生器没能解决设计的自主知识产权问题，还不能走出国门。

　　其实，早在上世纪90年代，原中国核工业总公司就开始开展ACP1000的前身——CNP1000机组的研发。最初，这套核电机组的蒸汽发生器也打算请外国公司负责设计。消息一出，来自韩国、美国和加拿大的老牌核电设计公司就纷纷表现出了浓厚兴趣。众所周知，这种模式如果只是在国内建造核电机组，是没问题的；但如果这套技术想要走出国门，和其他重要关键设备一样，蒸汽发生器不具有自主知识产权，一定会成为核电“走出去”的拦路虎。

　　ACP1000要面向国际市场，就不得不考虑蒸汽发生器由谁来负责设计的问题。这时，核动力院毫不犹豫地做出决策：自筹经费、自主研发、自主设计，彻底走出蒸汽发生器的自主知识产权困境！

　　经过核动力院人精心组织、艰苦攻关，中核集团“ZH-65”型蒸汽发生器研发、设计通过验证！他的名字“ZH-65”中，“ZH”代表的就是中核集团、“65”表示每台蒸汽发生器的总传热面积约为6500平方米。

　　“超常态”的艰苦攻关

　　决心一定，说干就干！2011年11月14日，核动力院发布了《关于成立院出口核电站蒸汽发生器自主设计攻关组的通知》，拉开了自主设计攻关的序幕。核动力院指派从事蒸汽发生器设计研究近30年的专家张富源担任攻关组组长兼专家组组长，由张森如、张文其、黄彦平、臧峰刚等全院19位有关专业著名专家组成院专家组，由设计所、二所、四所和科技处等的有关领导和专业技术人员分别组成领导小组、项目管理组、质量管理组和工作组，举全院之力进行攻关！

　　蒸汽发生器热工水力工况复杂、结构复杂，材料类型多、技术难点多。事实上，此前中核集团在CNP650等项目的研发过程中曾多次试图自主设计蒸汽发生器，但均由于技术难度大、试验经费高等问题而搁置。

　　在张富源的认真策划、组织和努力推动下，攻关团队克服了一个又一个技术难题，突破了外国公司在华蒸汽发生器设计专利的封锁，保证了ZH-65型蒸汽发生器的研发紧张有序地按计划向前推进。

　　同时，为解决规避外国公司在华蒸汽发生器设计专利问题，设计人员在核动力院信息中心的配合下，跑遍了成都地区的相关专利中心进行查阅、调研。最终通过分析评价，反馈到设计进行优化，保证了ZH-65型蒸汽发生器的百分之百自主知识产权。

　　为解决热工水力设计中遇到的具体问题，组织了全院有关专家召开了一次又一次的会诊协调会。为解决热工水力设计所需的设计瞬态、水力载荷等设计计算输入问题，热工水力和事故分析专业的同志“超常态”地“超前”进行计算分析工作。

　　为保证设计、试验等有关各项工作协调地按时向前推进，攻关组的同事个个夙兴夜寐、废寝忘食。对他们来说，加班成为了常态，几个主要研发人员的全年加班时间达到了1000小时，甚至有的达到了1500小时。家人生病、老人病重，他们都很难抽出时间请假照顾。有人新婚燕尔却仍然战斗在设计工作的第一线，始终把ZH-65的研发工作放在第一位。

　　为了利用好河南南阳油田锅炉蒸汽车间所带来宝贵的用汽“窗口”时间，按进度计划要求完成管子支承板水力特性热态试验和汽水分离装置热态性能试验，试验人员头戴雪花、脚踩冰雪，男女老少齐上阵，一天24小时坚守在野外冰天雪地的试验现场。

　　“中核之子”

　　2012年3月5日，核动力院在成都召开了“ACP1000目标工程蒸汽发生器标准设计审查会”。以叶奇蓁院士为首的专家组一致认为，ZH-65型蒸汽发生器的技术性能完全满足国内相关法规标准以及ACP1000机组的技术要求，可用于ACP1000目标工程。

　　截止到2014年底，攻关组已先后完成了蒸汽发生器设计攻关的初步设计和详细设计。详细设计包括热工水力计算、应力分析、瞬态分析等。全套详细设计图纸、制造、检验和试验相关的技术文件（近千张设计图纸，300余份设计文件）。同时，完成了蒸汽发生器设计相关的全套10个计算分析软件的研发十多项专利的申报（已有近10项专利正式授权）。

　　在研发方面，设计、建设了4台/套大型SG实验研究装置。完成了设计验证所需的4个大项共10个分项的设计验证试验研究。这些试验的结果充分验证了设计的合理性和正确性。

　　另外，为解决关键零部件国产化的问题，核动力院联合相关单位研制了新型密封垫片并于2013年通过了国家能源局组织的国家级鉴定。

　　2014年8月底，计划中用于的ZH-65型蒸汽发生器，已分别在哈电集团（秦皇岛）重型装备有限公司和东方电气（广州）重型机器有限公司正式开工制造。

　　ZH-65型蒸汽发生器是在中核集团公司自主设计、目前已成功用于红沿河核电站等核电工程的55/19B型蒸汽发生器的基础上，经过改进设计、试验验证的产品。它具有目前国际第三代压水堆核电蒸汽发生器的水平，既是中国制造、也是中国创造，其知识产权完全属于中核集团公司，是名副其实的“中核之子”。

　　当下，“ZH-65”正在茁壮成长，蓄力扬帆起航、走出国门！（何戈宁）