历时3年时间，投入3200多万元，只为造根管子。近日，浙江润祁节能科技有限公司研发的核电关键部件——TP439翅片换热管，通过了中国机械工业联合会的审核鉴定。这意味着中国核电国产化新型换热管在桐庐诞生。

　　企业名片：浙江润祁节能科技有限公司位于横村镇，是节能设备领域的国家高新技术企业。公司成立以来，一直专注于换热、冷却设备系统研制，已成为集研发设计、生产制造、销售经营和服务支持于一体的热交换节能产品与服务综合提供商。

　　公司拥有换热专家、教授级工程师、高级工程师等20余名科技人员组成的研发团队，并与浙江大学能源系紧密合作，共同拥有先进的产品试验室。

　　2012年，“润祁节能科技”起草了核电核岛内动力冷却系统标准并报批备案成功；2013年，投入研发核电站的汽水分离再热器及给水加热器等设备所用的TP439MSR换热管，同时自主研发了巴基斯坦C3C4项目的核岛内动力冷却系统，西气东输高速旋转4800/分种转电机冷却器、南水北调冷却器、精对苯二钾酸空冷系统等产品，拥有30余项国家授权专利，是电机用气体冷却器标准（JB/T 2728.1-2008）起草人单位。经过多年的努力，已成功为中石化、镇海炼油、哈电气、东方电气、南阳防爆、重庆化医集团、重庆水轮机等单位提供节能解决方案。

研发填补国内空白 

“祁润节能科技”生产车间

　　翅片换热管是核电站用汽水分离再热器的核心部件，决定着核电站的工作效率。

　　目前，我国所有在运行和在建核电站的汽水分离再热器所用TP439翅片换热管都为国外进口，交货周期长且成本很高。根据东方电气从法国采购相关产品的数据进行测算，中国核电站每个机组仅采购各种换热管的费用就在1亿元左右，目前国内23个在运机组仅此项采购费用就高达23亿元。

　　为了实现核电站用翅片换热管国产化，3年前，“润祁节能科技”承接了核电站汽水分离再热器所用的TP439翅片换热管研制工作。如今，这项技术于近日由中国机械工业联合会组织的技术鉴定会上通过。鉴定委员会提出，这项技术不仅填补了国内空白，而且达到了国际同类产品的先进水平，可以满足核用翅片换热管的国产化要求，具有良好的推广和应用前景。

　　公司董事长祁同刚介绍，汽水分离再热器是水冷堆核电站常规岛蒸汽轮机中用以降低蒸汽湿度、提高蒸汽温度的设备，其作用是减少低压缸内蒸汽的水分，以免损害汽轮机的叶片并提高汽轮机的效率，“翅片换热管”则主要是把第一次做功完的蒸汽用核热量转换成优质的蒸汽进行再次做功，提高核电蒸汽的发电效率，相当于“核电之肾”的血管，是核电国产化中亟需攻克的重要部件。此次，“润祁节能科技”研发成功的翅片换热管翅片前端仅0.15毫米，厚度薄如纸片，可大大增加翅片换热管的换热面积，换热效率在原有的基础上可提高8%，而且安全等级更高。

　　在“十三五期间”发展核电产业已上升至国家级战略和“一带一路”战略背景下，核电产业将成为继高铁后国家“走出去”的又一张名牌。当前，我国核电已经进入了一个高速发展时期，“十三五”期间将新开工建设3600万千瓦装机容量，占已有在运行和在建量的近70%，目前已有10多个省份提出要发展核电，已完成初步可行性研究报告审查的厂址有31个。专家认为，在如此背景下，翅片换热管的成功研发，对实现国家发改委提出的核电关键设备国产化比例85%以上意义重大，不仅可以广泛运用于火电等蒸汽发电领域和化工石油行业，促进我国大型工业换热制造领域更上新台阶，还是实现中国制造产业升级的重要一极。

历时三年攻关成功

工人作业

　　“刚开始时，我们觉得这个研发难度不大，就在市场上购买了类似的设备进行研制，开发模具、组建生产线，买了类似的材料进行制造，等产品出来才发现和图纸要求相去甚远。”祁同刚说，为了摸清国外进口产品的纹路及组织机构，他找来行业内的相关专家集中探讨，动用了各种测量手段，仍无法得到产品的精确数据。

　　研发一时陷入困境，祁同刚和研发团队却并没有因此而气馁。在静下心来思考研究后，最后通过医用显微镜，又慢慢配套了切线切割、镜面打磨等工艺，终于测量出了准确的纹路参数。然而，生产翅片管的模具还是怎么做都达不到要求。祁同刚又和团队马不停蹄地赶往江苏、安徽、山东、台州等地，上门拜访模具制造商，并积极与国外联系。一来一去，每制定多套模具方案，待模具开发成功到试制产品就要花掉两三个月的时间。但结果是，产品要么达不到要求，要么很不稳定，这不但花费了公司大量的人力、物力和财力，也导致研制模具的单位失去了信心，认为国内还没有以这么高的标准检测机械设备的，祁同刚的要求完全是挑刺，甚至不再配合开发。

　　一年多的失败教训，对于祁同刚和他的研发团队而言，打击无疑是巨大的，好在大家有个坚定的信念，那就是一定要成功。在对前一阶段研发过程和情况进行分析总结后，他们开始调整思路，跨行业思考解决办法。此后的一个又一个日夜，团队加班总是通宵达旦。

　　2014年秋末，祁同刚的团队终于掌握了一整套的模具制造工艺，解决了模具难题。与此同时，新的问题又出现了。团队在对模具的调试中发现，现有制造翅片换热管的设备根本无法达到MSR-TP439翅片换热管的要求。为此，公司一方面根据测量出来的精准数据要求不断对设备进行改造，以达到与模具配套的要求；另一方面，在材料上不断摸索、改进、运用，自主开发金相组织结构调整设备，最终在摆脱一度依赖国外技术的情况下，使试制产品满足了图纸要求。今年6月，生产设备安装成功，公司具备了大批量生产翅片换热管的能力，并完成了产品成品的批量试制任务。8月，产品通过国内权威机构的各项指标检测。

　　“别看这小小一根管子，但整个研发历程中的冷暖心酸只有自己知道。”作为换热领域高级工程师，祁同刚深知项目意义重大，“整个研发过程耗时三年，先后投入资金3200多万元，但如果能为中国制造作出点贡献，值得！”

技术创新亮点纷呈

祁同刚和科研人员检查换热片的精度

　　“润祁节能科技”的翅片换热管的换热效率为何能在原有基础上提高8%？关键在于多项技术实现创新。

　　创新点一：MSR-TP439翅片换热管从管子成型到焊接是一个非常重要的工序，将直接影响到翅片换热管的安全性能和密封性能。

　　公司的研发团队采用的小管径厚壁激光焊接工艺具有较窄的焊缝区，细化了焊缝区域的晶粒度，减少了焊接应力，提高了翅片换热管的耐晶间腐蚀能力。热处理采用恒温检测系统，自动选择热处理参数，避免了翅片换热管的脆化现象、表面氧化层、调整晶相颗粒，有效去除焊接产生的内应力。

　　创新点二：翅片挤压是MSR-TP439翅片换热管制造的一个重要关键工序，该项目中开发成功的新型高效翅片换热管，翅片顶部厚度达到超薄的0.15mm，加工难度之大，对工装模具的要求极其苛刻。

　　为了保证轧制出来的翅片效果达到图纸的要求，团队反复对轧制用的模具进行调整，最终自主设计了一套高效多重叠合滚翅模具，采用多组模具叠合方式，逐渐增大模具直径，使翅片换热管以螺旋状方式通过模具，通过对管件定位、轧制成型翅片和校正翅片，实现翅片的一次加工，大大提高了翅片换热管的加工效率。

　　创新点三：换热管上由于翅片的存在，使得换热效率大幅度提高。翅片的结构形状和单位长度内的片数对换热管的总体性能都有影响，通过大量试验，公司自主设计了新型高密度梯型翅片结构。这种核用不锈钢高翅化比换热管，通过高密度翅片轧制技术，使翅片顶部厚度达到超薄的0.15mm。

　　创新点四：核电汽水分离再热器的内部环境高温、潮湿，对换热管材料的性能需求很高。为此，TP439翅片换热管采用了核用铁素体不锈钢，热膨胀系数更小，尺寸精度更容易控制；高温抗氧化性更好，表面抗氧化剥落倾向更小；热传导率更高，高温粘结磨损更小，更适合应用于换热器；冷加工变形时，铁素体不锈钢的形变回复倾向更小；无应力腐蚀倾向，提高了换热管的耐腐蚀性和稳定性。