文 | 白楊
在黑龍江省齊齊哈爾市富拉爾基區(qū)的中國一重鍛造車間內(nèi),火紅的鋼錠在萬噸水壓機(jī)的鍛壓下迸發(fā)出灼目的火花……
這里是總書記贊譽(yù)過的“中國制造業(yè)第一重地”,誕生過中國裝備制造業(yè)的數(shù)百項第一,也是中國核電自主化進(jìn)程中一場“極限突圍”的起點。
百萬千瓦級核電機(jī)組常規(guī)島整鍛低壓轉(zhuǎn)子是最引人矚目的產(chǎn)品之一。從依賴進(jìn)口到全球領(lǐng)先,中國一重多年來攻克了超大鋼錠冶煉、晶粒細(xì)化、材料均勻性控制等世界級難題,將百萬千瓦級核電轉(zhuǎn)子鍛件價格降低75%,國產(chǎn)化率從0提升至100%。這根轉(zhuǎn)子的誕生,不僅打破了國外技術(shù)壟斷,更成為保障國家能源安全、推動高端裝備產(chǎn)業(yè)鏈升級的“國之重器”。
攻堅:突破技術(shù)壁壘
在核電站中,常規(guī)島整鍛低壓轉(zhuǎn)子是核心部件,負(fù)責(zé)將核能產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,再驅(qū)動發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。其性能直接關(guān)系到整個核電系統(tǒng)的安全與效率。
這種轉(zhuǎn)子材質(zhì)為30Cr2Ni4MoV特種鋼,是世界上已知鍛件截面最大、毛坯最大、技術(shù)要求最高的產(chǎn)品。它需要滿足在每分鐘1500轉(zhuǎn)的高速運轉(zhuǎn)條件下,承受高溫、高壓和巨大離心力的極端工況。其加工精度要求極為苛刻,公差僅0.015毫米,相當(dāng)于一根頭發(fā)絲直徑的1/5。對于重達(dá)百噸的龐然大物而言,這樣的精度要求堪稱奇跡。
核電轉(zhuǎn)子作為核電機(jī)組的“心臟”,需承受高溫、高壓及復(fù)雜應(yīng)力,其制造工藝堪稱熱加工領(lǐng)域的巔峰。當(dāng)時,全球僅少數(shù)國家掌握其制造技術(shù),單根進(jìn)口價高達(dá)8000萬元至1億元,且供貨周期長、技術(shù)封鎖嚴(yán)密。
為徹底擺脫受制于人的局面,2009年,中國一重主動承擔(dān)起整鍛低壓轉(zhuǎn)子自主研制的重任,立志用國產(chǎn)鍛件撐起中國核電的脊梁。為此,中國一重組建了多專業(yè)協(xié)同的專項攻關(guān)團(tuán)隊,依托已有的電站鍛件技術(shù)基礎(chǔ)和生產(chǎn)經(jīng)驗,與國內(nèi)科研院所聯(lián)合開展工藝基礎(chǔ)研究。
超大鋼錠的純凈度控制、鍛造過程中晶粒細(xì)化難題、20多米長工件的精密加工、精度誤差需控制在毫米級、材料均勻性控制……技術(shù)團(tuán)隊面臨著一系列世界級挑戰(zhàn)。
“為了把控材料均勻性,科研團(tuán)隊甚至不惜剖開價值數(shù)千萬的鍛件,用顯微鏡逐層分析金相組織,反復(fù)調(diào)整冶煉、鍛造參數(shù)?!敝袊恢丶瘓F(tuán)科技與數(shù)字化部部長鄭新毅回憶道。
2010年12月,中國一重承制的紅沿河核電站1號機(jī)組核反應(yīng)堆壓力容器完工發(fā)運,標(biāo)志著我國百萬千瓦級核島主設(shè)備首次實現(xiàn)完全國產(chǎn)化。在研制過程中,一重人進(jìn)行了大量試驗和工藝評定,先后攻克了大型厚壁鍛件壓實、淬透、細(xì)化晶粒及均質(zhì)性、一體化接管段成形鍛造、馬鞍形接管段焊接、中子通量管孔加工等技術(shù)難關(guān),創(chuàng)造了我國核電裝備制造史上的多項第一。
2012年8月,中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會在中國第一重型機(jī)械集團(tuán)公司組織召開中國一重核電常規(guī)島整鍛低壓轉(zhuǎn)子鍛件新產(chǎn)品鑒定會。由12位專家組成的鑒定委員會聽取了課題匯報,考察了制造現(xiàn)場,經(jīng)過充分質(zhì)詢討論,認(rèn)為:中國一重研制的核電常規(guī)島超大整鍛低壓轉(zhuǎn)子是當(dāng)時世界上鋼錠最大(600噸)、鍛件毛坯最重(323噸)、截面尺寸最大(φ2.79米×11.43米)、技術(shù)要求最高的實心鍛件,是代表熱加工綜合技術(shù)最高水平的產(chǎn)品,鍛件表面和中心等各部的性能均勻,強(qiáng)韌性優(yōu),滿足合同要求,產(chǎn)品性能指標(biāo)和主要核心技術(shù)居國際領(lǐng)先水平,生產(chǎn)裝備、質(zhì)保體系都能滿足核電設(shè)備批量生產(chǎn)的要求,一致同意通過新產(chǎn)品鑒定。
在中國一重突破技術(shù)壁壘的過程中,工匠精神發(fā)揮了重要作用。劉伯鳴團(tuán)隊是中國一重152個6類創(chuàng)新工作室唯一從事鍛造工序的重要攻堅團(tuán)隊。
該團(tuán)隊立項課題百余項,為公司節(jié)約成本近億元,先后創(chuàng)造53種鍛造方法,開發(fā)41項鍛造技術(shù),攻克核電、石化裝備鍛造難關(guān)103項,填補(bǔ)國內(nèi)行業(yè)空白50多項。
攀登:從突破到批量生產(chǎn)
“沒有百萬千瓦整鍛低壓轉(zhuǎn)子,以及一重做鍛件的大型產(chǎn)能提升,就不會有中國核電的大發(fā)展?!敝袊恢睾穗娛笨偨?jīng)理孟祥東回憶道,當(dāng)更多“卡脖子”清單轉(zhuǎn)化為“攻堅榜單”,當(dāng)“突圍精神”融入中國制造的血液,這些“破壁者”的新征程,正在重塑中國高端裝備的全球坐標(biāo)。
2019年7月8日,經(jīng)黑龍江省機(jī)械工程學(xué)會鑒定委員會認(rèn)定,由中國一重研制的“海陽4號1000兆瓦級核電機(jī)組常規(guī)島整鍛低壓轉(zhuǎn)子國產(chǎn)化成套鍛件”產(chǎn)品具有自主知識產(chǎn)權(quán)。歷經(jīng)苦心鉆研,中國一重進(jìn)一步鞏固國產(chǎn)化成果,尤其在熱加工工藝技術(shù)上取得了重大突破。
在福建福清核電站的常規(guī)島內(nèi),一根長約16米的銀色轉(zhuǎn)子正在飛速旋轉(zhuǎn)。這個被稱為“華龍之心”的龐然大物,每小時可輸出百萬度電能,足夠一座中型城市用電需求。它的誕生,標(biāo)志著中國核電裝備徹底擺脫了“分段焊接”的舊時代,邁入整體鍛造的新紀(jì)元。
技術(shù)的突破,迅速轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)話語權(quán)。
技術(shù)突破帶來的不僅是性能飛躍,并且一步步延伸至民用領(lǐng)域。如今,這項“硬核”技術(shù)已走進(jìn)全國40余座核電站。華龍一號福清機(jī)組年發(fā)電超100億度,國產(chǎn)轉(zhuǎn)子實現(xiàn)安全高效運行;國和一號榮成項目年供電量滿足千萬級人口需求。
2025年5月7日,中國一重與哈電汽輪機(jī)舉行了批量化百萬千瓦等級核電機(jī)組常規(guī)島整鍛低壓轉(zhuǎn)子簽約儀式。這次簽約的轉(zhuǎn)子鍛件將應(yīng)用于哈電汽輪機(jī)承建的第三代核電機(jī)組。
這意味著中國一重成功實現(xiàn)了從“突破”到“成熟”再到“批量供應(yīng)”的跨越,進(jìn)一步夯實了我國核電裝備“自主可控、安全可靠”的產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)。
重器之光照亮制造強(qiáng)國路
國產(chǎn)轉(zhuǎn)子的橫空出世,激活了中國核電產(chǎn)業(yè)鏈的“一池春水”。其深遠(yuǎn)的影響在于定價權(quán)重塑,一組數(shù)據(jù)印證著這場變革的深度:轉(zhuǎn)子單根進(jìn)口價高達(dá)8000萬元至1億元,國產(chǎn)化后價格節(jié)省75%;國際市場標(biāo)價20萬美元/噸的高端石化容器,如今“一重制造”僅需7萬元/噸……曾經(jīng)被外企把持的“技術(shù)黑箱”,正轉(zhuǎn)化為中國高端裝備的“標(biāo)準(zhǔn)高地”。
社會效益同樣可圈可點?!把b備強(qiáng)國的意義,不僅在于技術(shù)突破,更在于用創(chuàng)新成果造福人類?!编嵭乱惚硎尽T谟∧崆嗌焦I(yè)園,中國技術(shù)助力當(dāng)?shù)劓嚨V資源綠色開發(fā),創(chuàng)造大量就業(yè)崗位。
“一根轉(zhuǎn)子”鑿穿的不僅是技術(shù)壁壘,更是中國制造的心理屏障。從被迫接受“天價勒索”到制定國際標(biāo)準(zhǔn),從依賴進(jìn)口圖紙到輸出中國方案,這條突圍之路印證著“核心技術(shù)自主化”的深刻內(nèi)涵。
正如黨的二十大報告所指出的:“堅持創(chuàng)新在我國現(xiàn)代化建設(shè)全局中的核心地位。”當(dāng)中國一重的萬噸水壓機(jī)落下鍛擊,鍛打的是鋼鐵的筋骨,更是一個制造強(qiáng)國自主創(chuàng)新的決心。這根轉(zhuǎn)動的鋼軸,正以雷霆萬鈞之力,推動著中國裝備制造業(yè)邁向更廣闊的天地。
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