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        “翅片換熱管”自主研制成功,打破國外壟斷
        作者:admin 發布于:2015-10-16 10:14 點擊數:【

        “我國自主開發的這款重要部件,不僅打破了國外壟斷,而且安全等級更高,換熱效率在原有基礎上提高了10%,售后服務更加完善便捷,使得我國核電關 鍵設備實現國產化邁出了重要一步。”9月22日,在由中國機械工業聯合會組織的決定核電站工作效率重要部件“翅片換熱管”的專家評審會上,中國機械工業聯 合會顧問、原總工程師隋永濱表示,隨著民營企業浙江潤祁節能科技有限公司的核用翅片換熱管生產技術自主研發成功,中國已成為繼美法之后第三個掌握此項關鍵 技術的國家。

        一家民營企業為何熱衷研發核用“翅片換熱管”?它是怎么研制成功的?該項自主研發技術又有哪些創新點?日前,本報記者采訪了評審會專家隋永濱、浙江潤祁節能科技有限公司董事長祁同剛。 

        數字:

        我國核電站約花23億元采購國外各種換熱管  

        隋永濱告訴記者,目前,我國所有核電站使用的常規型號是每英寸27片翅片換熱管(MSR-TP439翅片換熱管)。這些翅片換熱管均從國外進口,不僅對能 源安全造成威脅,而且交貨時間長,成本極大。據東方電氣采購法國相關產品數據測算,我國核電站每個機組采購國外各種換熱管大約1億元,目前我國有23個機 組正在運行,此項費用大約為23億元。“十三五”期間,我國核電機組將會大幅度增加,此項投入會更多,也不安全。

         

        “翅片換熱管”是核電站用汽水分離再熱器的核心部件,而核電汽水分離再熱器是核電站常規島的重要組成部分,是水冷堆核電站蒸汽輪機中用以降低蒸汽濕 度、提高蒸汽溫度的設備,它由汽水分離器和再熱器組成,其作用是減少低壓缸內蒸汽的水分,以免損害汽輪機的葉片并提高汽輪機的效率,“翅片換熱管”則主要 是把第一次做工完的蒸汽用核熱量轉換成優質的蒸汽進行再次做工。核電汽水分離再熱器關系到核電站的工作效率,被稱為“核電之腎”。

        “像翅片換熱管這類產品,屬于國家進口免稅產品,僅此一項如采用國產化每個機組就可創稅在2000萬元以上,23個機組就可為國家創稅4.6億多元,該產品還可以廣泛用于蒸汽發電領域和化工石油。”隋永濱說。 

        研發:

        投入3200多萬元,歷時3年  

        一家民營企業,為什么會如此專注核用關鍵設備呢?這就不得不提這家企業的董事長祁同剛。他是我國最早一批研發換熱元件的科研人員,現在是換熱領域的一名高級工程師。他領導的的浙江潤祁節能科技有限公司是生產換熱元件最多的企業,僅獲得授權的中國專利就有20多項。

         

        目前,公司擁有一流的研發團隊和先進的生產設備,并與浙江大學能源系緊密合作,共同擁有先進的產品試驗室。

        祁同剛告訴記者,“翅片換熱管”從投入到研發成功耗時3年,期間投入了3200多萬元。2012年,公司起草了核電核島內動力冷卻系統標準并成功報 批備案;2013年,公司投入研發,原以為難度不大,就在市場上購買了類似設備進行研制,開發了模具,組建了生產線,購買了類似材料進行制造,結果制造出 來的產品與圖紙要求相差太遠,翅片生產的模具達不到要求。于是,公司領導和技術人員不僅拜訪江蘇、安徽、山東、臺州等模具制造商,還與國外聯系,制定了多 套模具方案。試用了大量國內外模具。但是,要么達不到要求,要么不穩定,在這方面化費大量的時間、精力和金錢,研制模具單位因此失去了信心,不再配合我們 開發。

        “我們的要求完全是挑刺,經過了這么多的失敗教訓,研發團隊靜下心來,開展跨行業思想碰撞,終于在2014年秋末,掌握了一整套模具制造工藝,解決 了模具難題,同時不斷對設備進行改造,以便與我們已開發模具實現配套使用。”祁同剛說。我們自己開發的金相組織結構調整設備,經過多次設備升級和所研產品 的實踐應用,經過不斷摸索改進,最終滿足了圖紙要求,擺脫了依賴國外技術。2015年6月,成功安裝改造生產設備,滿足了大批量生產能力,完成了成品批量 試制任務,8月份產品通過國內權威機構的各項指標檢測。 

        創新:

        特定材質、激光焊接、多種模具、特殊工藝均為自主開發  

        說起該項技術創新,祁同剛如數家珍。他告訴記者,換熱管材料,采用核用MSR-TP439鐵素體不銹鋼,提高了換熱管的耐腐蝕性和穩定性。但在焊接 時,MSR-TP439鐵素體不銹鋼存在冷裂傾向和焊接接頭脆化等主要問題。針對這種材料的特殊性,研發小組創新設計了小管徑厚壁激光焊接工藝。通過調整 激光焊接參數、改變保護氣輸送方式等措施,解決了焊接過程中產生裂紋及焊接接頭脆化等問題。

         

        激光焊對于焊縫位置要求極其嚴格。為了保證焊接位置的偏移不會對激光焊接效果產生影響,研發小組在原有控制系統及工裝夾具的基礎上,對其進行了改 裝,研發出一套特殊的激光焊接跟蹤系統,使得激光焊接位置始終能夠對準管子的貼合縫處,達到了理想焊接狀態。最后,對激光焊接的管子采用渦流檢測與超聲波 檢測雙重檢測手段,進行檢測,高于相關國標要求,也比其他廠家的檢測更加嚴格。

        除了激光焊接技術,公司還自主設計了一套高效多重疊合滾翅模具,采用多組模具疊合方式,逐漸增大模具直徑,使翅片管以螺旋狀方式通過模具,通過對管 件定位、軋制成型翅片和校正翅片,實現翅片的一次加工,大大提高了翅片管的加工效率。模具刀片采用了圓形結構,利用固態金屬擠壓形成液態流動的方法壓制翅 片,提高了翅片表面光潔度、翅化比、翅片圓心度等技術要求。

        同時,設計了一種核用不銹鋼高翅化比換熱管,通過高密度翅片軋制技術,使翅片頂部厚度達到超薄的0.15mm,使每英寸換熱面積增加,實現了翅片管的高翅化比。

        在評審會上,專家認為這項技術不僅填補了國內空白,而且達到了國際同類產品的先進水平,具有良好的推廣和應用前景。據悉,該產品即將在東方電氣、國核集團等大型核電相關企業投入使用。

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